I vari meccanismi di consenso della blockchain

In questo articolo spiegheremo in che modo i meccanismi di consenso definiscono le caratteristiche di una blockchain e cosa ciò significhi per noi che la utilizziamo.

Blockchain e meccanismi di consenso

Ecco un breve riepilogo: la tecnologia blockchain ci permette di criptare i registri dei dati in blocchi e di concatenarli tra loro in modo da creare per tutti un’unica fonte cronologica di verità. La forza della blockchain risiede nella sua natura decentralizzata. I database basati sulla blockchain sono accessibili a tutti, ma non possono essere modificati senza il consenso di un numero sufficiente di partecipanti alla rete, in modo da garantire fiducia, sicurezza e trasparenza.

Questi partecipanti alla rete, noti anche come "nodi", sono le parti interessate delle reti decentralizzate, che contribuiscono a un funzionamento sicuro e corretto eseguendo verifiche, confermando transazioni, agendo come centri di comunicazione e rimanendo all'erta per qualsiasi potenziale alterazione dei dati. Per assicurarsi che tutti i nodi lavorino in sincronia tra loro, viene definito un meccanismo di consenso, il cui compito consiste anche nel determinare lo specifico schema di sicurezza e di incentivazione di una rete.

In questo articolo parleremo solo delle blockchain pubbliche, poiché è più probabile che interagiremo con esse nelle nostre transazioni quotidiane. Due straordinari esempi di blockchain pubblica sono Bitcoin ed Ethereum.

Non solo PoW e PoS

Sin dalla loro genesi, sia Bitcoin che Ethereum hanno adottato il meccanismo Proof of Work (PoW) per regolare lo stato della rete. Con il suo piano di aggiornamento a Ethereum 2.0, Ethereum ha tuttavia compiuto un passaggio definitivo al meccanismo di consenso Proof of Stake (PoS). Bitcoin, tuttavia, continuerà a adottare il PoW, in quanto il suo codice è immune alle modifiche del consenso. Altrettanto importante è il fatto che i legami di Bitcoin con il consumo energetico manterranno il suo valore associato a dei costi reali. Ma esistono anche altri algoritmi di consenso meno comuni, adottati principalmente per soddisfare le priorità strategiche di una rete specifica.

Proof of Work (PoW)

Come suggerisce il nome (letteralmente “Prova di Lavoro”) questo meccanismo di consenso richiede una considerevole quantità di “lavoro”. I partecipanti alla rete, chiamati miner, utilizzano software altamente sofisticati e computer potenti per trovare la soluzione a problemi matematici estremamente complessi e creare un nuovo blocco valido.

Normalmente, la difficoltà di mining è correlata positivamente al numero di miner, quindi il livello di difficoltà è destinato ad aumentare quando ci sono più partecipanti alla rete. Ciò significa che: a) la sicurezza aumenta di pari passo con il numero di miner; b) l'equità è garantita per tutti i miner.

Le blockchain PoW sono veramente decentralizzate in termini di organizzazione e localizzazione, poiché i miner si stabiliscono dove l'elettricità è a basso costo per massimizzare i loro profitti. In molti luoghi l'energia elettrica è disponibile a un costo contenuto, distribuendo la distribuzione delle operazioni di mining in tutto il mondo.

Proof of Stake (PoS)

Il PoS, più ecologico del PoW, si basa completamente sullo staking di asset. Il “nodo” di una rete PoS blocca i fondi in uno speciale smart contract per avere la possibilità di ricevere un nuovo blocco. L'algoritmo di PoS seleziona gli staker in modo casuale in base alle loro quote di fondi nella rete. Ad esempio, uno staker i cui fondi costituiscono il 10% del totale dell'importo in staking ha il 10% di possibilità di ricevere un blocco appena generato. Gli incentivi vengono così distribuiti in proporzione al rapporto tra la loro quota e la quota totale dei fondi messi in staking. Di conseguenza, questo meccanismo è il principale motore di valore delle criptovalute PoS.

Esempi: Avalanche, Cardano e Algorand.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Il sistema DPoS nasce con l’obiettivo di evolvere e democratizzare il modello PoS, che potrebbe in qualche modo risultare centralizzato. Mentre la dimensione dell'importo in staking (l’insieme di tutte le monete o dei token messi in staking) influenza direttamente il processo di convalida nelle reti PoS, in quelle DPoS gli staker hanno il potere di eleggere i creatori dei blocchi. I creatori di blocchi, noti anche come delegatori o testimoni, sono eletti in base alla quantità del loro importo in staking, che ne rispecchia il grado di credibilità e attendibilità. Le ricompense e le eventuali sanzioni saranno condivise tra gli staker e i delegatori, promuovendo una maggiore democratizzazione all’interno della rete. In genere, i delegatori sono sempre attivi per garantire la propria affidabilità, velocizzando in modo significativo il flusso delle transazioni. Esempi: EOS e Tron.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

Il NPoS è simile al DPoS, ma con un processo di voto più complesso. Gli staker, noti come nominatori, scelgono un insieme di validatori, a cui assegnano i propri token come collaterale. La responsabilità di generare nuovi blocchi sarà affidata ai validatori con il maggior numero di collaterale; tuttavia, il gruppo finale di validatori potrebbe essere molto differente da quello nominato. Così facendo, si garantisce che ogni nominatore abbia buone possibilità di ricevere una ricompensa e che i validatori provino di meritarsi la fiducia della community. Esempi: Polkadot e Kusama.

Proof of Authority (PoA)

Un altro meccanismo di consenso che fa leva sulla reputazione dei validatori dei nodi è il PoA. La community seleziona e concede agli utenti più affidabili e ai partner strategici del progetto, cioè a coloro che hanno un interesse a lungo termine nel futuro successo della rete, il diritto di generare nuovi blocchi. Naturalmente, non si tratta solo di status sociale. Questi validatori approvati sono anche tenuti a mettere in staking i loro asset. Esempi: VeChain e TomoChain.

Proof of History (PoH)

Nel 2018, Solana è stata la prima blockchain a introdurre un ibrido PoH combinato con il PoS, fornendo un processo di convalida più rapido, efficiente e sicuro. Ogni nodo della rete Solana è dotato di una sorta di “orologio crittografico” che consente di registrare i dati in un ordine cronologico verificabile e con uno specifico timestamp (ossia una firma, una marcatura temporale). Anziché attendere le risposte degli altri nodi, ogni validatore può pronunciarsi autonomamente in merito ai messaggi sulla validità dei blocchi, accelerando così il processo di consenso per le transazioni di Solana.

In questo articolo abbiamo esaminato i meccanismi di consenso più comuni nello spazio blockchain, tutti utilizzati da progetti che di sicuro avrai sentito nominare. Ma questo elenco dei meccanismi di consenso non è esaustivo: presto saranno creati altri algoritmi, perché il settore della blockchain è in continua evoluzione. A prescindere dalle differenze nella progettazione, l’obiettivo finale del consenso è semplicemente quello di garantire il funzionamento efficace delle blockchain. Pertanto, i futuri algoritmi di consenso dovrebbero proteggere l’integrità dei dati con la loro unicità, coerenza e onestà.

Crea un nuovo account e inizia a esplorare l’incredibile mondo di Bitget!