Per verificare e convalidare una transazione o un blocco, Bitcoin, Ethereum e molte altre piattaforme blockchain utilizzano il modello di consenso Proof of Work (PoW).
In un sistema di consenso PoW, il creatore di un nuovo blocco è determinato da un algoritmo matematico. Il problema più grande del PoW è che richiede molta potenza di calcolo ed elettrica. Proof of Stake (PoS) è un nuovo modello di consenso che determina i creatori di nuovi blocchi in base alla posta in gioco, che è la quantità di monete “bloccate” nei portafogli dei partecipanti al fine di fornire sicurezza alla rete.
Riduce il consumo di energia rispetto a PoW e premia i portafogli in staking con monete coniate in cambio della protezione della rete.
Proof of Work(PoW)
Proof of Work (POW) è un algoritmo che premia la prima persona o gruppo di persone [pool] a risolvere un problema computazionale per ottenere un consenso distribuito.
Sebbene Nakamoto abbia migliorato il meccanismo Hashcash di Adam Back, ha creato un sistema di convalida che si basa sull’hashing crittografico piuttosto che sulla fiducia di un sistema centralizzato.
La rete Bitcoin crea e distribuisce in modo del tutto casuale una certa quantità di monete circa sei volte all’ora ai client che partecipano attivamente alla rete, ovvero che contribuiscono con la loro potenza di calcolo alla gestione e alla sicurezza della rete.
L’attività di generazione di bitcoin viene spesso definita mining, un termine analogo all’estrazione dell’oro. La probabilità che un certo utente riceva la ricompensa in monete dipende dalla potenza computazionale che aggiunge alla rete rispetto alla potenza computazionale totale della rete.
Inizialmente, il client stesso si occupava dei calcoli necessari per minare bitcoin, utilizzando solo la CPU. Con l’aumentare della potenza di calcolo totale della rete e a causa della natura competitiva della generazione di bitcoin, questa funzionalità è diventata antieconomica ed è stata accantonata. Oggi esistono programmi specializzati che
inizialmente sfruttavano la potenza delle GPU e degli FPGA, e ora utilizzano hardware dedicato basato su processori ASIC progettati per questo utilizzo.
Poiché il numero medio di operazioni necessarie per chiudere con successo un singolo blocco è diventato così grande da richiedere grandi quantità di risorse in termini di energia elettrica e potenza di calcolo, la maggior parte dei minatori si riunisce in “gilde” chiamate mining pool in cui tutti i partecipanti mettono in comune le proprie risorse e si dividono i blocchi generati in base al loro contributo.
Proof of Stake (Pos)
Proof of stake (PoS) è un tipo di algoritmo con cui una rete blockchain di criptovalute mira a raggiungere un consenso distribuito. Nelle criptovalute basate su PoS, il creatore del blocco successivo viene scelto attraverso varie combinazioni di selezione casuale o per ricchezza ed età (puntate). La prova di partecipazione deve avere un modo per definire il successivo blocco valido in qualsiasi blockchain. La selezione basata sul saldo del conto comporterebbe una centralizzazione (indesiderabile), poiché il membro più ricco avrebbe un vantaggio permanente.
Altri progetti utilizzano Delegated Proof of Stake o DPoS. Il sistema utilizza un numero limitato di nodi per proporre e validare i blocchi nella blockchain. Questo ha lo scopo di mantenere veloce l’elaborazione delle transazioni, piuttosto che utilizzare diverse centinaia o migliaia di nodi. Ad esempio, EOS utilizza un numero limitato di validatori di blocchi, 21, la cui reputazione può o meno diminuire, consentendo ai validatori di backup di sostituire i nodi precedenti.
Gli incentivi differiscono tra i due sistemi di generazione di blocchi. Con PoW, i minatori potrebbero potenzialmente non possedere nessuna delle valute che stanno estraendo e quindi cercare solo di massimizzare i loro profitti. Non è chiaro se questa disparità riduca o aumenti i rischi per la sicurezza. Con PoS, invece, chi “blocca” le monete possiede sempre le monete, anche se diverse criptovalute consentono di detenere stake per conto di altri nodi. PoS ha un consumo energetico notevolmente inferiore rispetto a PoW.