Proof of Work vs Proof of Stake

Vi siete mai chiesti quale sia la differenza tra una rete PoS e PoW? Scoprite i due meccanismi di consenso più diffusi e il loro funzionamento.

Dec 21, 2022
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Pos Pow F Kv

Punti di forza:

  • Il Proof of Work (PoW) mette in competizione i minatori nel risolvere complessi problemi matematici per convalidare i blocchi di transazioni.
  • La velocità e la quantità delle transazioni sono limitate sulle reti PoW.
  • Il PoW consuma più elettricità a causa della sua natura competitiva.
  • Proof of Stake (PoS) seleziona casualmente i validatori per convalidare i blocchi di transazioni.
  • Le transazioni sono state convalidate più velocemente sulle reti PoS rispetto a quelle PoW.
  • I processi sono meno intensivi dal punto di vista energetico e quindi il PoS è relativamente più ecologico.

Cosa sono i meccanismi di consenso?

Le criptovalute sono progettate per essere decentralizzate e distribuite, con le transazioni sulla blockchain trasparenti e verificabili da chiunque. A causa della natura immutabile della maggior parte delle blockchain, ciò significa che i dati inseriti sono in gran parte irreversibili.

Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) sono meccanismi di consenso comuni utilizzati per elaborare le transazioni e creare nuovi blocchi su una blockchain. Questi due tipi di meccanismi di consenso incentivano il buon comportamento e rendono difficile e costoso agire in modo malevolo. Se funziona come previsto, impedisce frodi come la doppia spesa, ovvero l’atto di effettuare due volte pagamenti con la stessa valuta per ingannare il destinatario dei fondi.

Non conoscete ancora i meccanismi di consenso? Per saperne di più sul consenso , consultate questo articolo.

Che cos’è la prova di lavoro (PoW)?

Il PoW si basa sui minatori per risolvere un complesso problema matematico utilizzando la potenza di calcolo, un processo noto anche come mining. In breve, una volta risolto il puzzle, viene convalidato un nuovo blocco sulla blockchain. Al più veloce a risolvere il puzzle viene assegnata una ricompensa (ad esempio, una certa quantità di Bitcoin). Sono gli sforzi congiunti dei minatori a garantire il funzionamento di una blockchain per tutte le parti.

Come funziona il PoW?

Attraverso una gara competitiva in cui i minatori competono per risolvere il puzzle, il minatore che riesce a risolverlo crea il nuovo blocco e conferma le transazioni, che vengono poi inserite in questo blocco. La difficoltà del puzzle viene aumentata o diminuita a seconda della velocità con cui i blocchi vengono aggiunti alla rete. Poiché il libro mastro è distribuito, i minatori possono rifiutare una versione alterata, evitando così la manomissione.

Le seguenti criptovalute si basano su PoW:
Bitcoin $BTC

Dogecoin $DOGE

Ethereum Classic $ETC

Litecoin $LTC

Monero $XMR

Che cos’è la prova di scambio (PoS)?

PoS è un approccio più recente che mira a risolvere alcune delle inefficienze del meccanismo di consenso PoW e a ridurre le risorse computazionali richieste. Invece di eseguire calcoli matematici ad alta intensità energetica, i partecipanti alla rete, noti come validatori, devono puntare una quantità di gettoni sulla rete per attivare la loro capacità di creare nuovi blocchi.

Come funziona il PoS?

Nelle reti PoS, la verifica delle transazioni si ottiene selezionando casualmente i validatori per confermare le transazioni e convalidare le informazioni sui blocchi. Per diventare un validatore, il proprietario di una moneta deve “puntare” una quantità specifica di monete su un nodo che gestisce. La possibilità di essere selezionati come proponenti del blocco successivo è proporzionale alla quantità di gettoni puntati da un nodo.

I validatori sono selezionati in modo casuale per confermare le transazioni e convalidare le informazioni sui blocchi. Questo sistema randomizza chi raccoglie le tariffe piuttosto che utilizzare un meccanismo competitivo basato sulle ricompense come il PoW. I blocchi vengono convalidati da più di un validatore e quando un numero specifico di validatori verifica che il blocco è accurato, viene finalizzato e chiuso.

Ecosistemi diversi hanno requisiti diversi per quanto riguarda il funzionamento di un nodo. Ad esempio, sulla rete Ethereum, chiunque può avviare un nodo puntando 32 ETH. Altre reti, come Cardano e Polkadot, possono avere requisiti diversi per essere un validatore attivo. Ad esempio, Polkadot seleziona i validatori per nomina.

Le seguenti criptovalute si basano su PoS:

Cosmos $ATOM

Cardano $ADA

Ethereum $ETH

Polkadot $DOT

Solana $SOL

La transizione di Ethereum da PoW a PoS, ovvero la “fusione”.

Il 15 settembre 2022, Ethereum è passato con successo da un meccanismo di consenso POW a PoS, riducendo il consumo energetico di circa il 99%. La transizione è stata definita Ethereum 2.0, o “The Merge”.

Scopri tutto su Ethereum 2.0 e “The Merge”..

Ethereum 1.0 era una catena PoW che richiedeva agli utenti di competere in termini di potenza di calcolo per essere i primi a risolvere un problema matematico e ottenere una ricompensa. Questo non è solo costoso in termini di attrezzature, ma anche di elettricità necessaria per alimentare gli impianti di estrazione.

Tuttavia, con la transizione, Ethereum 2.0 si è trasformato in una rete PoS in cui i validatori devono puntare 32 ETH per attivare un nodo ed eseguire la convalida delle transazioni. Per ogni blocco proposto viene scelto un validatore che guadagna le commissioni di rete dalle transazioni. Questo ha permesso di ridurre drasticamente i consumi energetici, in quanto i validatori non hanno bisogno di possedere impianti di estrazione costosi e che consumano energia.

PoS vs PoW in sintesi

Prova di lavoroProva di partecipazione
Estrazione/Validazione di un bloccoDeterminato dalla potenza di calcolo per risolvere un rompicapo matematicoDeterminato dalla quantità di gettoni puntati in generale, con puntate maggiori che hanno più probabilità di proporre un blocco.
RicompensaIl minatore del blocco viene premiato con un nuovo token coniato.Il proponente di un blocco viene premiato con ricompense di blocco e commissioni di rete.
Concorso I minatori competono in base alla potenza di calcoloUn validatore viene scelto con una probabilità proporzionale alla dimensione della posta in gioco.
Attrezzatura Richiede sempre più spesso apparecchiature specializzate, come le GPU.Dispositivo standard di livello server
Efficienza e affidabilitàAttrezzature sempre più costose e consumi energetici elevatiRelativamente più efficiente dal punto di vista dei costi
SicurezzaMaggiore è l’hashrate, più sicura è la reteIl picchettamento dei premi e dei tagli aiuta a proteggere la rete.
Possibilità di introdurre blocchi dannosiUn hacker dovrebbe disporre di almeno il 51% della potenza di calcolo.Un hacker dovrebbe controllare almeno il 51% del totale dei gettoni puntati.
Estrazione/Validazione di un blocco
Prova di lavoroDeterminato dalla potenza di calcolo per risolvere un rompicapo matematico
Prova di partecipazioneDeterminato dalla quantità di gettoni puntati in generale, con puntate maggiori che hanno più probabilità di proporre un blocco.
Ricompensa
Prova di lavoroIl minatore del blocco viene premiato con un nuovo token coniato.
Prova di partecipazioneIl proponente di un blocco viene premiato con ricompense di blocco e commissioni di rete.
Concorso
Prova di lavoroI minatori competono in base alla potenza di calcolo
Prova di partecipazioneUn validatore viene scelto con una probabilità proporzionale alla dimensione della posta in gioco.
Attrezzatura
Prova di lavoroRichiede sempre più spesso apparecchiature specializzate, come le GPU.
Prova di partecipazioneDispositivo standard di livello server
Efficienza e affidabilità
Prova di lavoroAttrezzature sempre più costose e consumi energetici elevati
Prova di partecipazioneRelativamente più efficiente dal punto di vista dei costi
Sicurezza
Prova di lavoroMaggiore è l’hashrate, più sicura è la rete
Prova di partecipazioneIl picchettamento dei premi e dei tagli aiuta a proteggere la rete.
Possibilità di introdurre blocchi dannosi
Prova di lavoroUn hacker dovrebbe disporre di almeno il 51% della potenza di calcolo.
Prova di partecipazioneUn hacker dovrebbe controllare almeno il 51% del totale dei gettoni puntati.

Cosa è meglio: PoW o PoS?

I meccanismi di consenso sono parte integrante delle reti blockchain e garantiscono la decentralizzazione delle parti incaricate di convalidare le transazioni. Per ottenere le caratteristiche paradigmatiche di una blockchain, ovvero immutabilità, assenza di fiducia e distribuzione, è necessario un meccanismo di consenso affidabile.

Il tipo di meccanismo di consenso più adatto dipende dalle esigenze di una rete. Ad esempio, si dice che il PoW sia più adatto alla prevenzione delle frodi, alla sicurezza e alla creazione di fiducia in una rete. Nella maggior parte dei casi, in pratica, anche se in teoria ci sono delle eccezioni, i minatori non possono essere ingannati su una transazione grazie alla protezione fornita da PoW, che protegge la cronologia delle transazioni di una criptovaluta aumentando al contempo la difficoltà di modificare i dati nel tempo.

Allo stesso modo, le prestazioni e la scalabilità della rete sono comunemente considerate i due vantaggi principali dell’utilizzo di un meccanismo di consenso basato su PoS. Il PoS è spesso utilizzato quando è richiesta un’elevata velocità di transazione per le transazioni al secondo (TPS) sulla catena e per il regolamento effettivo del trasferimento in rete. Inoltre, i validatori potrebbero essere penalizzati in caso di errori o frodi, il che li incentiva finanziariamente a mantenere la catena sicura.

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