Proof of Work vs. Proof of Stake per il ridimensionamento delle blockchain

La maggior parte delle persone nel mondo delle criptovalute è consapevole che la convalida della rete spesso si presenta in due forme: proof-of-work o proof-of-stake. Ce ne sono altri, ma questi sistemi sono comuni e alimentano molti dei blockchain più popolari. Prendono lo stesso problema di base, la verifica delle transazioni, e lo risolvono in modi unici. Tuttavia, entrambi offrono soluzioni diverse al dibattito in corso sul ridimensionamento. Uno ha un vero vantaggio sull’altro o sono solo filosofie diverse? Daremo un’occhiata a entrambi.

Prova di lavoro, spiegato

La maggior parte delle persone ha sentito parlare di “minatori” di Bitcoin (BTC), ma cosa fanno? In sostanza, i minatori lavorano in modo competitivo per risolvere complessi problemi di matematica al fine di proteggere le transazioni sulla rete. Vedi, uno dei maggiori rischi per una blockchain è qualcosa chiamato un attacco a “doppia spesa”. Questo è quando qualcuno spende gli stessi soldi due volte. Questo non è spesso un problema con le valute tradizionali, ma con le valute digitali è necessario un sistema per assicurarsi che qualcuno non possa inviare lo stesso Bitcoin a più parti.

È qui che entrano in gioco i minatori. Come accennato, utilizzano potenti processori per convalidare ogni blocco della catena con elaborate funzioni crittografiche, assicurando che le transazioni non valide, come le doppie spese, vengano rimosse. Utilizzando il consenso distribuito, tutti gli altri minatori e nodi della rete “concordano” che queste transazioni sono valide. Questo processo è noto come prova di lavoro o PoW.

La principale minaccia a questo sistema deriva dalla possibilità di quello che è noto come un attacco del 51%. È qui che un utente malintenzionato guadagna oltre la metà della potenza di calcolo totale sulla rete, il che ora significa che il “consenso” è qualunque cosa dica di essere. Questo è già successo in passato e rimane una preoccupazione per molti blockchain fino ad oggi.

Con PoW, la sicurezza viene raggiunta non solo per la natura complessa delle funzioni crittografiche elaborate, ma anche per il costo relativamente alto che richiede in termini di energia. Ciò rende costoso attaccare la rete. Il vantaggio è che la presa in carico dell’intera operazione richiederebbe il 51% di tutta la potenza di elaborazione associata alla blockchain, il che non è fattibile per catene più grandi come Bitcoin. Il rovescio della medaglia, tuttavia, è che occorrono enormi quantità di energia per proteggere la rete, rendendo il tutto decisamente meno efficiente di un’alternativa centralizzata. Anche questo rappresenta solo un problema più grande poiché la criptovaluta attira più utenti.

Da anni ormai, gli sviluppatori sono alla ricerca di modi per rendere la tecnologia blockchain più veloce, più efficiente e scalabile. Se Bitcoin, o qualsiasi progetto, vedrà mai l’adozione globale, è necessario trovare soluzioni a questi problemi. Le idee includono la creazione di blocchi più grandi o la suddivisione in “frammenti”, nonché varie soluzioni a più livelli come le catene laterali. Prenderemo in esame tutti questi aspetti tra un momento, ma prima diamo un’occhiata alla prova della posta in gioco, che è essa stessa una possibile risposta alla soluzione di ridimensionamento.

In che modo la proof-of-stake è diversa

Proof-of-stake, o PoS, elimina completamente i minatori e invece ha “validatori”. I validatori non utilizzano la potenza di elaborazione per proteggere i blocchi, ma letteralmente “puntano” i loro fondi sui blocchi che ritengono validi. Un validatore può generalmente essere chiunque sia disposto a puntare monete sulla rete e un algoritmo determina quali validatori saranno scelti per ogni blocco. Mentre i minatori vogliono aumentare le loro possibilità di risolvere il complesso problema di matematica conferendogli più potenza di elaborazione, i validatori aumentano le loro possibilità di essere selezionati per convalidare un blocco gettando più soldi su di esso. I minatori sono incentivati ​​con la ricompensa di nuove monete, ma i validatori spesso ricevono solo una riduzione delle commissioni incluse nel blocco, proporzionale all’importo che avevano scommesso in precedenza.

Se un utente malintenzionato tenta di convalidare un blocco danneggiato, l’attaccante perderà la sua posta in gioco e gli sarà precluso ulteriori privilegi di convalida. Per quanto riguarda il problema del 51%, ora una parte malvagia che cerca di dirottare la rete non avrebbe bisogno di più della metà della potenza di elaborazione – avrebbe bisogno di oltre la metà di tutte le monete in circolazione. Questo è ovviamente molto improbabile, poiché nessuna comunità di criptovaluta avrebbe molta fiducia in una moneta in cui ciò fosse anche lontanamente possibile all’inizio. Infine, questo risolve il problema del consumo di energia presente con PoW, poiché ora non è necessario un gran numero di computer potenti in esecuzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Una delle critiche a PoS è che consente ancora una forma di centralizzazione. Fondamentalmente, avere più risorse significa che hai più peso per la convalida, il che ti fa guadagnare più ricompense per lo staking, il che significa che ora hai ancora più peso, ecc. Altri hanno sottolineato il problema del “niente con cui puntare”, dove i validatori potrebbe presumibilmente investire fondi in più storie diverse di blockchain. Infine, avere troppi validatori rallenta ancora la rete, poiché il consenso impiega più tempo per raggiungere il numero di validatori. Fortunatamente, si stanno esplorando modi per affrontare tutti questi problemi.

Inserisci la prova di palo delegata

Una potenziale soluzione alle carenze del progetto PoS originale è chiamata prova di partecipazione delegata o DPoS. Il modello DPoS è diverso perché al posto di ogni utente che sta puntando le risorse per essere un validatore, gli utenti votano su quali parti dovrebbero essere i validatori del blocco successivo. Puntare più risorse dà più peso al tuo voto, ma solo un numero limitato di validatori viene effettivamente utilizzato e possono essere votati o rimossi con ogni blocco.

Poiché tutti gli utenti sono in grado di effettuare stake e votare, la comunità dovrebbe mantenere il controllo se ritiene che un validatore non stia agendo nel suo migliore interesse. I validatori hanno ovviamente un incentivo a lavorare con la comunità perché essere eletti per la posizione ti consente di ricevere ricompense in blocco. Infine, limitando il numero delle parti coinvolte, il consenso può essere raggiunto molto più rapidamente, il che potenzialmente potrebbe consentire un notevole aumento della velocità della rete. Alcuni dei più grandi progetti che implementano questo sistema includono EOS e Tron.

Ovviamente, la centralizzazione è una preoccupazione qui, poiché c’è ancora la possibilità per coloro che dispongono di enormi risorse di manipolare il voto. Questa è una giusta preoccupazione, ma in generale, la comunità più ampia dovrebbe comunque mantenere un potere di voto maggiore di quanto potrebbe avere qualsiasi singola entità, e un validatore eletto è ancora solo uno dei tanti, limitando così il suo potere reale.

Altri modi per ridimensionare la prova di lavoro

Non tutti sono convinti che PoS sia il futuro, quindi ci sono ancora alcune strade percorribili da esplorare per ridimensionare PoW. Come accennato, uno dei sistemi sulla tabella è semplicemente quello di fare in modo che i blocchi stessi contengano più transazioni. A breve termine, questo sembra effettivamente abbastanza ragionevole. I blocchi più grandi sono un buon modo per aumentare il throughput di rete abbastanza rapidamente, ma possono venire con alcuni avvertimenti. Per prima cosa, da soli, i blocchi più grandi non sono necessariamente una soluzione risolutiva. A lungo termine, non puoi continuare a creare blocchi sempre più grandi all’infinito. Passare da blocchi da 1 megabyte a blocchi da 2 MB o 4 MB non è davvero un grosso problema, ma dove finisce? 1 gigabyte? 10 GB? Almeno per le blockchain progettate come Bitcoin, la dimensione aggiunta dei blocchi inizierebbe a rendere l’archiviazione dell’intera catena estremamente onerosa. Ovviamente, se la velocità di transazione è meno prioritaria rispetto all’archiviazione dei dati sulla blockchain, allora i blocchi di grandi dimensioni tornano a essere utili, ed è davvero assicurarsi che siano sincronizzati, che diventa l’aspetto più importante.

Una filosofia diversa che stanno esaminando alcuni progetti è una tecnica chiamata “sharding”. Lo sharding funziona dividendo i blocchi in “frammenti”, che poi vengono elaborati sulla rete – solo che non tutti i minatori devono elaborare ogni frammento. Ciò significa che ogni blocco viene estratto solo parzialmente da ciascun minatore, il che significa che deve essere utilizzata meno energia e anche il blocco può essere convalidato più velocemente. La stessa logica può essere applicata anche a un sistema PoS, solo che al posto dei minatori sarebbero dei validatori. In entrambi i sensi, il piano è quello di aumentare la latenza complessiva evitando che tutti i giocatori sulla rete debbano elaborare l’intera estensione di ogni blocco.

Lo sharding presenta alcuni inconvenienti che devono ancora essere affrontati a sufficienza, tuttavia. Per prima cosa, dopo aver suddiviso la blockchain in frammenti, questi frammenti non possono comunicare tra loro. Ciò potrebbe essere problematico per le applicazioni che si basano su più frammenti. Sebbene possa essere sviluppato un sistema per la comunicazione difficile, sarebbe estremamente complesso e rischierebbe una pletora di errori di dati potenzialmente devastanti.

Allo stesso modo, lo sharding apre anche un nuovo rischio per la sicurezza. In teoria, gli hacker ora potrebbero attaccare la rete concentrandosi su un singolo frammento, il che richiederebbe molte meno risorse rispetto al tentativo di impossessarsi di un intero blocco. Potrebbero quindi creare transazioni apparentemente valide nel frammento e inviarlo di nuovo alla catena principale. Un attacco come questo non ha senso se i blocchi vengono mantenuti interi, quindi rimane un rischio valido per i fondi degli utenti.

Un’altra area importante che i ricercatori stanno esaminando è quella nota come “sidechain” o “soluzioni di secondo livello”. In poche parole, si tratta generalmente di una rete separata che si trova in cima a una blockchain e gestisce le transazioni “fuori catena”. Gli utenti possono aprire “canali” tra loro ed effettuare transazioni come ritengono opportuno, e solo quando chiudono questo canale i dati vengono raggruppati e scritti sulla catena principale per creare il record immutabile. Più canali possono essere collegati insieme per formare una rete di pagamento globale che è supportata dalla blockchain ma può muoversi molto più velocemente in tempo reale. Questo è particolarmente ideale per transazioni frequenti e di piccole dimensioni e potrebbe fornire una strada per vedere la criptovaluta utilizzata come denaro.

Ci sono alcuni aspetti negativi, poiché nella forma attuale i canali generalmente devono essere “garantiti”. Ciò significa che il denaro deve essere investito nel canale prima che possa essere utilizzato. In combinazione con il fatto che non tutti i bug sono stati risolti, questo può certamente significare un serio rischio per i fondi se qualcosa dovesse andare storto prima che venga registrato sulla blockchain. In generale, ci deve essere un lavoro molto preciso in questi protocolli per assicurarsi che le sidechain e la catena principale rimangano perfettamente sincronizzate, ma finora i risultati sono ottimistici.

Alcune delle versioni più popolari di questa tecnologia includono Rete fulmini per Bitcoin e Raiden Network per Ethereum. Questi progetti sono certamente ancora all’inizio e in realtà sono in fase di sviluppo più versioni della rete Lightning. Non è ancora chiaro quale versione diventerà lo standard, se ce ne sarà. Si chiama un altro esempio di un progetto di soluzione di secondo livello per Ethereum Plasma e vedrebbero i contratti intelligenti usati per costruire sidechains di dati di transazione che, ancora una volta, scriverebbero solo occasionalmente sul livello principale. Allo stesso modo, Charles Hoskinson, il creatore di Cardano, lo ha fatto discusso l’imminente tecnologia del progetto Hydra, che introduce elementi di un secondo livello e sharding nella speranza di raggiungere un aumento di “1 milione di transazioni al secondo”.

Un altro progetto che sta prendendo elementi di molte di queste diverse soluzioni e mettendoli insieme è ILCoin. ILCoin utilizza qualcosa chiamato RIFT protocollo e si avvicina alla blockchain in un modo leggermente diverso per creare un “Sistema Blockchain ibrido decentralizzato”, o DHCB. Questo è un sistema multistrato ancora basato sull’algoritmo PoW SHA-256 che Bitcoin usa, ma qui la catena è composta da blocchi che sono riempiti con “mini-blocchi”. I mini-blocchi sono fissati a 25 MB, tuttavia la quantità di essi che può entrare in un blocco normale non ha, in teoria, alcun limite. Il team dichiara di averlo fatto con successo creato blocchi fino a 5 GB e secondo la sua documentazione:

“Supponendo che ogni transazione occupi il numero minimo di byte possibile, ogni blocco può contenere fino a un massimo di 21551724 transazioni. Con un tempo medio di block mining di 3-5 minuti, ciò equivale a tra 71839 e 119731 transazioni al secondo utilizzando un blocco da 5 GB “.

Grazie al protocollo RIFT, ai blocchi da 5 GB e all’architettura mini-block, ILCoin ha programmato per quest’anno il lancio della sua Decentralized Cloud Blockchain, o DCB. Il team afferma che DCB consentirà l’archiviazione su catena di un’ampia gamma di contenuti digitali, comprese immagini, video e altro. Fino ad ora, l’archiviazione di grandi quantità di dati on-chain non era possibile a causa del gonfiore della blockchain.

C’è ancora molto lavoro da fare

La realtà potrebbe essere che non esiste una sola soluzione corretta per il ridimensionamento. Ogni progetto potrebbe aver bisogno di esaminare come viene utilizzato e chiedere quale percorso o percorsi sono i migliori per esso. Per non parlare delle nuove strategie e tecnologie che emergono costantemente che potrebbero scuotere l’intero gioco in qualsiasi momento. Sebbene tutte le idee qui mostrino un’immensa promessa, il libro non è ancora stato scritto su come ridimensionare le blockchain. Probabilmente una combinazione di molte di queste idee e altre ancora determinerà il modo in cui la criptovaluta raggiunge un pubblico di massa, ma il problema deve essere risolto prima che lo faccia. Altrimenti, è possibile che una catena centralizzata e autorizzata sarà l’unico tipo accessibile a una popolazione globale.

Impara di più riguardo ILCoin

Disclaimer. Cointelegraph non approva alcun contenuto o prodotto in questa pagina. Sebbene miriamo a fornirti tutte le informazioni importanti che potremmo ottenere, i lettori dovrebbero fare le proprie ricerche prima di intraprendere qualsiasi azione relativa all’azienda e assumersi la piena responsabilità delle loro decisioni, né questo articolo può essere considerato un consiglio di investimento.