Una guida comparativa degli algoritmi di consenso Blockchain: PoW vs. PoS

La rete distribuita decentralizzata della tecnologia Blockchain crea un sistema privo di corruzione e offre maggiore sicurezza, trasparenza e immutabilità: lo sai già! Ma vi siete mai chiesti come viene governato un sistema senza un'autorità centrale o come vengono verificate le decisioni sulle transazioni?

Una delle promesse più significative della tecnologia blockchain è un sistema peer-to-peer affidabile in cui una comunità aiuta a verificare se le transazioni sono autentiche. Tuttavia, ti sei mai chiesto esattamente come ciò accade? Ebbene, blockchain diverse utilizzano metodi diversi chiamati algoritmi di consenso blockchain.

Conosciuti anche come protocolli di consenso, questi algoritmi sono insiemi di regole attraverso le quali operano le reti. Se sembra interessante, leggi la nostra guida completa per scoprire quali sono gli algoritmi di consenso blockchain, i loro obiettivi, come funzionano e la differenza tra i due più popolari in uso oggi.

Come funzionano le blockchain

La blockchain è un sistema per la registrazione di informazioni che non possono essere modificate o hackerate. Chiamata anche Distributed Ledger Technology (DLT), la blockchain utilizza l'hashing crittografico di decentralizzazione per creare una cronologia sicura e trasparente delle risorse digitali.

Mentre la blockchain funziona su un sistema più complesso, l'analogia spiega in qualche modo come funziona: l'illustrazione più semplice di come funziona la blockchain è Google Doc. Puoi condividere e distribuire tutti i documenti creati tramite Google Docs all'interno di un team invece di copiarli e trasferirli.

Google Documenti utilizza una catena di distribuzione decentralizzata che consente a tutti i membri del team di accedere al documento contemporaneamente. Tutte le modifiche apportate al documento vengono registrate in tempo reale e sono trasparenti, poiché nessun membro è bloccato.

Ogni blocco della catena di blocchi trasporta diverse transazioni. Ogni volta che un utente aggiunge una nuova transazione sulla blockchain, il record della transazione viene aggiunto a tutti i registri dei partecipanti.

Allo stesso modo, ogni volta che un utente modifica un blocco nella catena, diventa evidente a tutti i computer partecipanti che è stata apportata una modifica. Qualsiasi Hacker intento a corrompere il sistema dovrebbe modificare tutti i blocchi della catena in ogni versione distribuita della catena.

Che cos'è un meccanismo di consenso Blockchain?

Un meccanismo di consenso è una formula mediante la quale qualsiasi gruppo di persone senza un'autorità centrale superiore prende decisioni e garantisce il rispetto degli accordi. Un algoritmo di consenso blockchain si riferisce al processo attraverso il quale utenti o peer all'interno di una rete blockchain raggiungono un accordo o consenso comune sullo stato in tempo reale della blockchain.

Il protocollo di consenso consente alla rete blockchain di raggiungere l'affidabilità e creare fiducia tra le diverse note, oltre a garantire la sicurezza all'interno del registro distribuito. Un algoritmo di consenso diventa parte integrante di ogni app blockchain o progetto DApp all'interno della blockchain.

I meccanismi di consenso Blockchain sono generalmente responsabili delle seguenti tre cose:

• Garantiscono che il prossimo blocco della catena sia l'unica versione corretta della verità.
• Impediscono agli aggressori dannosi di raggiungere il 51% di potenza hash e di usurpare il sistema e di biforcare con successo la catena.
• Garantiscono l'affidabilità di una rete, comprendente più nodi, che è tra gli aspetti più importanti in quanto afferma l'integrità della rete. L'elemento più critico dei meccanismi di consenso è garantire che gli utenti non spendano due volte la stessa criptovaluta (doppia spesa).

Altri fornitori di servizi finanziari come le società di carte di credito e di debito non gestiscono meccanismi di consenso poiché, a differenza delle società blockchain, le società controllano le loro reti. Il sistema invia le informazioni a un database centrale ogni volta che si utilizzano le loro carte di credito. Gli utenti di carte di credito ritengono che le aziende possano proteggere sia i propri dati che il processo dei rispettivi ordini durante le transazioni.

Poiché solo la società di carte di credito controlla l'intera rete, si riserva il diritto di annullare o censurare qualsiasi transazione. Oltre al diritto alla censura e alla loro incapacità di risolvere le controversie, la maggior parte dei database centralizzati è altamente suscettibile al rischio di pirateria informatica e corruzione.

Entra nella blockchain e nell'era delle criptovalute; è diventato possibile condurre transazioni peer-to-peer affidabili, immutabili e tracciabili all'interno di una rete decentralizzata. Poiché non esiste un'autorità centrale o superiore all'interno di tali reti per imporre l'adesione alle regole stabilite, i diversi tipi di algoritmi di consenso blockchain assicurano che ogni partecipante alla rete sia d'accordo e giochi secondo le regole.

Obiettivi dei meccanismi di consenso Blockchain

I seguenti sono tra gli obiettivi primari dei meccanismi di consenso blockchain.

# 1. Accordo unificato

Il raggiungimento di un accordo unificato è uno degli obiettivi principali del meccanismo del consenso. I protocolli incorporati nella rete distribuita della blockchain assicurano che tutti i dati inseriti durante il processo siano veritieri e accurati e che lo stato del libro mastro rimanga aggiornato. Di conseguenza, gli utenti possono effettuare transazioni senza necessariamente creare fiducia con i loro colleghi.

#2. Creare un Incentivo Economico Comune

Poiché la blockchain è un sistema affidabile che si autoregola, gli interessi di tutti i partecipanti devono essere allineati. In una situazione del genere, un algoritmo di consenso blockchain premia coloro che rispettano la linea e punisce i cattivi attori regolando gli incentivi economici.

#3. Equità ed equità

I protocolli di consenso garantiscono che tutti gli utenti interessati possano partecipare all'interno della rete utilizzando le stesse basi. Di conseguenza, giustifica il decentramento e gli aspetti open source del sistema blockchain.

#4. Elimina i difetti

Il metodo del meccanismo del consenso garantisce inoltre che la blockchain sia coerente, affidabile e priva di errori, il che significa che il sistema può funzionare in modo indipendente in ogni momento, anche in caso di guasti e minacce.

Tipi di algoritmi di consenso Blockchain: Proof of Work vs. Proof of Stake

Esistono numerosi algoritmi di consenso all'interno dell'ecosistema blockchain e molti altri sono ancora in fase di sviluppo. Pertanto, ogni utente o imprenditore deve avere familiarità con le caratteristiche dei diversi meccanismi di consenso e sapere come identificare quelli poveri. Dopo aver appreso le basi degli algoritmi di consenso blockchain, è tempo di scoprire i punti di forza e di debolezza dei due metodi di consenso più popolari.

Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) sono i metodi di consenso blockchain più utilizzati. Entrambi regolano il processo attraverso il quale le transazioni peer-to-peer vengono verificate e aggiunte al registro distribuito pubblico di una blockchain senza un'autorità centrale. Conoscere le differenze tra PoW e PoS può aiutarti a valutare facilmente le criptovalute nel tuo portafoglio.

Che cos'è la Proof of Work (PoW)?

Il metodo di consenso Proof of Work ha debuttato all'inizio degli anni '90 per gestire lo spam e-mail. L'idea alla base era che un computer doveva eseguire una piccola quantità di lavoro prima di poter inviare un'e-mail. Mentre il lavoro doveva essere banale per chiunque inviasse una o due e-mail legittime, richiedeva grandi quantità di risorse e potenza di calcolo per chiunque intendesse inviare e-mail di massa. Il creatore di Bitcoin Satoshi Nakamoto è stata la prima persona ad applicare la tecnologia del denaro digitale nel white paper di Bitcoin.

un. Ordinazione blockchain

Sai già che una blockchain è composta da una stringa di blocchi che rappresentano gruppi di transazioni allineati cronologicamente. Il primo blocco nella prova di blockchain basata sul lavoro è codificato nel software e viene chiamato blocco 0 o blocco Genesis. Mentre il primo blocco non fa riferimento ad alcun blocco precedente, tutti gli altri blocchi che entrano nella blockchain devono fare riferimento a blocchi precedenti. Ciascuno porta con sé una copia del libro mastro aggiornato.

b. Consumo di energia

L'algoritmo Proof of Work utilizza una gara competitiva per determinare chi tra i partecipanti (miner di criptovalute) può modificare il libro mastro. I minatori devono utilizzare l'energia computazionale per qualificarsi per proporre blocchi validi in linea con le regole della rete.

I computer che eseguono il software Bitcoin, noto come nodi, convalidano le transazioni, prevengono la doppia spesa e determinano se un blocco proposto deve unirsi alla catena. I minatori di bitcoin competono tra loro per avere la possibilità di creare un nuovo blocco risolvendo complesse somme matematiche attraverso un processo chiamato hashing. I problemi matematici sono difficili da risolvere, ma la rete può facilmente verificare la soluzione corretta.

c. Partecipazione

Il metodo del consenso PoW combina la potenza di calcolo con la crittografia per creare consenso e convalidare le transazioni registrate nella blockchain. I minatori che partecipano al processo di hashing devono generare la risposta corretta al problema matematico per qualificarsi per aggiungere un nuovo blocco alla catena.

I minatori partecipanti indovineranno una stringa di numeri pseudocasuali che, una volta combinati con le informazioni nel blocco e passati attraverso un computer con funzione hash, devono fornire una soluzione che corrisponda alle condizioni stabilite in anticipo dall'algoritmo.

Una volta ottenuta una risposta, il sistema trasmette l'hash vincente alla rete in modo che altri minatori possano verificarne la validità. Se gli altri miner verificano l'hash, il blocco verrà aggiunto alla blockchain e il minatore riuscito riceverà un compenso tramite la ricompensa del blocco.

d. Distribuzione della ricompensa

La persona che estrae un blocco accettato come valido all'interno della rete riceve un premio per il blocco, di solito una nuova criptovaluta. Per le criptovalute come Bitcoin, la blockchain riduce sistematicamente l'importo della ricompensa del blocco dopo che un determinato numero di blocchi è stato creato per mantenere l'importo totale dei fondi limitato e deflazionistico.

Che cos'è la Proof of Stake (PoS)?

Il metodo di consenso Proof of Stake (PoS) è un emendamento del PoW che ha debuttato nel 2012. Invece di fare affidamento esclusivamente su computer in competizione tra loro per creare l'hash corretto, l'obiettivo di un protocollo di consenso PoS è consentire la partecipazione attraverso la proprietà della particolare criptovaluta. L'obiettivo era quello di affrontare principalmente l'elevato consumo di energia del PoW per determinare l'ordinamento blockchain.

L'algoritmo PoS utilizza un insieme predeterminato di fattori per eleggere in modo pseudo-casuale un nodo tra i proprietari di monete per proporre il blocco successivo alla blockchain. È il ruolo del nodo selezionato verificare la validità delle transazioni all'interno di un blocco oltre a firmare e proporre il blocco alla blockchain per la convalida.

un. Ordinazione blockchain

Come il meccanismo PoW, il metodo del consenso PoS consiste in una serie di blocchi allineati cronologicamente. Anche il primo blocco all'interno di una blockchain basata su PoS è codificato nel software del blocco genesis. Tutti i blocchi successivi aggiunti alla blockchain devono fare riferimento al blocco precedente e contenere un'intera copia del registro aggiornato. Tuttavia, a differenza del metodo PoS, i nodi partecipanti non competono per essere selezionati per aggiungere blocchi. Di conseguenza, i nuovi blocchi vengono solitamente forgiati o coniati anziché estratti.

b. Consumo di energia

Le blockchain basate su PoS sono famose per l'utilizzo di un sistema efficiente dal punto di vista energetico per determinare chi può proporre nuovi blocchi e non dipendono dall'elevato consumo energetico e dalla potenza di calcolo. I sostenitori del meccanismo di consenso PoS lo considerano un meccanismo ecologico in cui a un singolo nodo viene assegnato il compito di creare nuovi blocchi invece di competere l'uno contro l'altro.

Poiché il mining PoW e il conio PoS richiedono entrambi il consumo di energia, i nodi di mining e di conio sono motivati ​​a utilizzare la forma più economica possibile di elettricità, che il più delle volte proviene da risorse rinnovabili come l'energia idroelettrica, eolica o solare piuttosto che da fonti che emettono effetto serra come il carbone.

Mentre i miner PoS richiedono solo una fonte Internet attiva che richiede una piccola quantità di energia, i miner PoW, d'altra parte, devono acquisire hardware specializzato (GPU), apparecchiature minerarie e altri dispositivi costosi per avere la possibilità di produrre un blocco.

c. Partecipazione

Per partecipare al metodo di consenso PoS e avere la possibilità di essere selezionato per aggiungere blocchi alla catena, un utente è tenuto a mettere in stake o bloccare una quantità specifica di token della blockchain in un particolare contratto intelligente. La tua possibilità di essere selezionato per partecipare è determinata dalla quantità di criptovaluta che scommetti.

Gli utenti che agiscono in modo dannoso o violano le regole stabilite potrebbero finire per perdere la loro puntata come punizione. L'algoritmo PoS utilizza molti altri fattori determinanti per evitare di favorire solo i nodi più ricchi, alcuni dei quali includono la pura randomizzazione o il numero di volte in cui un nodo ha puntato monete.

d. Distribuzione della ricompensa

Come il meccanismo di consenso PoW, gli utenti che propongono con successo un blocco valido vengono premiati con un premio di blocco, riferito alla criptovaluta della blockchain. Tuttavia, dal momento che la proprietà della moneta determina la selezione, alcuni scambi di criptovalute offrono servizi di puntata piazzando puntate per conto degli utenti in cambio di pagamenti regolari.

PoW vs. PoS: dove appartiene il futuro?

Il nostro verdetto sugli algoritmi di consenso blockchain proof of work vs. proof of stake è che entrambi funzionano in modo diverso per raggiungere lo stesso scopo. Tuttavia, poiché la prova di partecipazione è ancora relativamente nuova sul mercato, potrebbe essere ingiusto esprimere un giudizio su quale di loro sia il vincitore assoluto.

PoW è stato il tradizionale meccanismo di consenso nella maggior parte delle blockchain originali come Bitcoin ed Ethereum. Tuttavia, Ethereum sta adottando un nuovo protocollo PoS nel tentativo di mostrare il potenziale del metodo del consenso emergente.

Il meccanismo di consenso PoW ha resistito alla prova del tempo e si è dimostrato un modo per proteggere una blockchain. Tuttavia, ha avuto un impatto negativo sulla scalabilità della rete, che influisce negativamente sulle transazioni. Al giorno d'oggi, le persone raramente hanno la possibilità di estrarre, poiché le grandi organizzazioni di mining centralizzate con un'immensa potenza di calcolo l'hanno presa in consegna, rendendo insostenibili i costi associati.

L'algoritmo PoS, d'altra parte, è più efficiente dal punto di vista energetico e le reti sottostanti godono di una maggiore scalabilità e transazioni più efficienti. Tuttavia, il meccanismo fornisce meno sicurezza per le criptovalute puntate dai partecipanti.

Conclusione

PoS è venuto per risolvere i difetti inerenti al meccanismo PoW e, naturalmente, prosperare sul lato dell'efficienza energetica. Tuttavia, entrambi gli algoritmi di consenso blockchain potrebbero essere disponibili nel prossimo futuro, considerando che Bitcoin è bloccato con PoW mentre Ethereum gravita verso PoS.

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