Proof of Stake (PoS)
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Blockchain è diventato un termine onnipresente negli ultimi due anni. Un numero crescente di imprese e governi si sta aprendo alla tecnologia blockchain (e alla tecnologia di contabilità distribuita). Nonostante la sua rapida crescita, c'è ancora una certa confusione su concetti cruciali come "cos'è Proof of Stake" o "cos'è l'algoritmo di consenso in una rete blockchain". Alla fine, rendendo imminente l'eliminazione di queste lacune informative.
Proof of stake (PoS) è un algoritmo di consenso in base al quale nodi di convalida scelti casualmente (validatori) mettono in gioco i token nativi (staking) della rete blockchain per proporre o attestare nuovi blocchi all'attuale blockchain. Un validatore riceverà ricompense aggiungendo con successo blocchi alla blockchain. 
Questo post mira a far luce sui concetti cruciali della blockchain, tra cui:
Perché il meccanismo di consenso è importante nella blockchain?
Un meccanismo di consenso è un insieme di regole attraverso le quali diversi partecipanti all'interno di una rete blockchain approvano le transazioni. Poiché le reti blockchain non hanno un'autorità centrale per approvare le transazioni, i protocolli di consenso assicurano che tutti i partecipanti alla rete accettino solo una singola versione della blockchain.
Il meccanismo di consenso consente a una rete blockchain di:
  • Operare senza un'autorità centrale
  • Aiuta a stabilire una singola versione della blockchain
  • Mantieni la sicurezza e la trasparenza all'interno di una rete blockchain.
Esistono diversi tipi di algoritmi di consenso, tra cui Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Practical Bizantino Fault Tolerance (PBFT), Proof of Burn (PoB) e altre varianti degli algoritmi di consenso.
Di questi algoritmi di consenso, Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) rimangono i più popolari. In qualità di appassionato di blockchain o di primo utilizzatore, è fondamentale comprendere la differenza tra PoW e PoS.
PoW si basa sulla capacità dei nodi di risolvere problemi matematici complessi che richiedono una straordinaria quantità di potenza di calcolo, consumano elettricità e hanno un costo di installazione iniziale elevato.
PoS, d'altra parte, richiede ai validatori di picchettare i propri token invece di risolvere enigmi matematici, riducendo così il consumo di elettricità, nonché bloccando il periodo di generazione ed evitando la centralizzazione delle risorse. Anche i protocolli PoS utilizzano il sequenziamento pseudo-casuale per scegliere i validatori.
Come funziona la Proof of Stake (PoS)?
Il meccanismo PoS prevede due parti separate per farlo funzionare. In primo luogo, un nodo validatore deve depositare i token della piattaforma blockchain come puntata. Questi token sono bloccati per un determinato periodo. Una puntata più alta aumenta le possibilità che un nodo venga selezionato per forgiare il blocco.
È fondamentale capire che dare la priorità ai nodi con quote più alte è il modo in cui è progettato il PoS. Questa pratica garantisce che il validatore abbia più skin nel gioco, rendendo economicamente impraticabile agire diversamente.
La seconda parte del PoS prevede la scelta casuale di un validatore per la forgiatura dei blocchi (generazione). Esistono diversi modi per selezionare i validatori, tra cui:
  • Il   metodo Coin Age Selection tiene conto del tempo per il quale un nodo validatore ha puntato le sue monete, insieme al numero totale di monete puntate. Ogni volta che un nodo viene selezionato come validatore, la sua età della moneta viene azzerata. Inoltre, un nodo validatore deve attendere un tempo specifico prima di creare un altro blocco.
  • La selezione casuale dei blocchi si concentra sui validatori con una combinazione della puntata più alta e del valore hash più basso. È importante notare che ogni partecipante alla rete può visualizzare la puntata proposta da un nodo validatore.
Una volta selezionato un nodo, il nodo validatore verifica le transazioni all'interno di un blocco, seguito dalla firma del blocco. Altri nodi di validazione attestano se il blocco è valido. Poiché la maggior parte dei validatori si pronuncia a favore del blocco, il blocco diventa parte della blockchain. Quindi, il nodo di convalida selezionato riceverà le commissioni di transazione come ricompensa.
Tuttavia, supponiamo che un blocco sia classificato come fraudolento (errore) da altri validatori che attestano il blocco. In tal caso, il validatore prescelto perde una parte della puntata e il processo riprenderà. Di conseguenza, il falsario sarà limitato da qualsiasi attività di forgiatura (generazione) di blocchi in futuro.
I pro e i contro del consenso PoS
Uno degli approcci più comuni per rispondere alla domanda Proof of Stake vs. Proof of Work è confrontare i vantaggi ei limiti di entrambi questi protocolli di consenso.
I pro del consenso PoS
  • Efficienza energetica: il  meccanismo di consenso PoS sceglie un nodo validatore per forgiare un blocco invece di PoW, in cui più minatori competono per risolvere le sfide del blocco. Quindi, PoS è più efficiente dal punto di vista energetico.
  • Nessun costo hardware iniziale per i falsari (minatori) : il protocollo PoS non richiede che i validatori dispongano di risorse computazionali elevate, a differenza di PoW. La mancanza di elevati requisiti di calcolo rende più accessibile la partecipazione a PoS.
  • Migliore prospettiva di scalabilità: le  blockchain che utilizzano il protocollo PoS implementano varie architetture per ridimensionare le loro capacità, come lo sharding. Consente alla rete blockchain di migliorare il proprio throughput e diventare efficiente. Lo sharding consente alle blockchain di ridurre i tempi di generazione dei blocchi.
I contro del consenso PoS
  • Nessun problema in gioco : i validatori (miner) non richiedono alcuna installazione hardware per la forgiatura e possono creare un blocco semplicemente picchettando i loro token. In caso di spin-off della catena, i validatori possono massimizzare i loro premi forgiando blocchi attorno a diversi rami di una blockchain, che si riferisce al problema "Niente in gioco". Pertanto, le blockchain che utilizzano il protocollo di consenso PoS necessitano di regole o misure di sicurezza speciali per evitare che ciò accada.
  • Favoritismo su puntate più alte:  PoS enfatizza la dimensione della puntata che ha un validatore. Avere puntate più alte mette un validatore in una posizione migliore per essere scelto più dei nodi meno ricchi, creando un problema che ruota attorno al favoritismo.
Quale criptovaluta utilizza il consenso PoS?
Il PoS si è rivelato un meccanismo di consenso più efficiente, rapido e meno dispendioso in termini di risorse. Queste qualità hanno portato a una crescita delle monete proof of stake. Ecco alcune delle monete più popolari che utilizzano PoS come meccanismo di consenso.
  • Ethereum (ETH) : Ethereum 2.0 è un aggiornamento della blockchain di Ethereum, con un passaggio dal protocollo di consenso PoW a PoS. Ethereum Foundation ha lanciato la Beacon Chain per portare PoS alla fondazione Ethereum.
  • Tezos (XTZ):  Tezos  è un'altra blockchain leader che utilizza PoS come meccanismo di consenso. Gli utenti di Tezos possono delegare i propri diritti ad altri partecipanti che partecipano al processo di generazione e attestazione del blocco.
  • Tron (TRX) : Tron è tra le piattaforme blockchain più popolari nella regione dell'Asia Pacifico. Tron utilizza il protocollo di consenso Delegated Proof of Stake (DPoS), in base al quale viene eletta una manciata di super rappresentanti (27) per la manutenzione e la manutenzione della rete blockchain.
Alcune altre monete crittografiche popolari che utilizzano PoS o le sue varianti includono Nxt (NXT), Algorand (ALGO), Cosmos (ATOM), Peercoin (PPC), Steem (STEEM) e altro.
Perché Ethereum 2.0 utilizza Proof of Stake?
Ethereum 2.0 Serenity (Ethereum PoS upgrade) è uno degli aggiornamenti più attesi nella comunità blockchain. Con la Beacon Chain che entrerà in funzione all'inizio di dicembre 2020 , Ethereum sta finalmente affrontando i suoi divari di scalabilità ed efficienza.
Questo ci porta alla domanda sul perché Ethereum 2.0 utilizza PoS. Bene, il motivo principale è accelerare il tempo di generazione del blocco (o forgiare ora). Poiché le blockchain che utilizzano PoS richiedono un periodo relativamente più breve per arrivare a un consenso, aumenta il throughput complessivo della rete.
L'aggiornamento di Ethereum 2.0 mira ad aumentare ulteriormente la velocità di forgiatura dei blocchi attraverso lo sharding, in cui ogni singola catena di shard avrà la stessa capacità di elaborazione della rete Ethereum 1.0 del suo predecessore.
In breve, il passaggio al protocollo PoS consentirà a Ethereum 2.0 di diventare più scalabile, efficiente e pronto per applicazioni industriali pesanti per le transazioni.
Qual è il futuro della PoS?
La tecnologia blockchain è stata pubblicizzata come la tecnologia del futuro con il decentramento al centro. Tuttavia, la sua forte dipendenza dalle risorse informatiche ha portato alla centralizzazione dei pool di mining, mettendo così a repentaglio l'obiettivo principale della tecnologia blockchain.
Il protocollo di consenso Proof of Stake affronta alcune delle sfide critiche che la tecnologia blockchain sta affrontando in questo momento. Con l'aumento della domanda globale di tecnologie verdi, il protocollo di consenso PoS diventa la norma nel settore blockchain.
Tuttavia, ci sarà sempre un dibattito sulla praticità di PoS vs. PoW, ma poiché più blockchain implementano PoS, è probabile che emergano più prospettive. Il protocollo PoS impiegherà il tempo dovuto durante le varie fasi di sviluppo, ma è innegabilmente uno dei contendenti più forti per i protocolli di consenso mentre avanziamo.