Cos’è il protocollo POS Casper di Ethereum?

Mentre Ethereum si prepara a rilasciare l’hard fork Metropolis nei prossimi mesi, si parla ancora molto di Casper e del passaggio a un Proof of Stake (POS) da un protocollo di mining Proof of Work (POW). Interessante adattamento del protocollo GHOST (Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree), Casper è l’attuale proposta degli sviluppatori.

Questo aggiornamento è destinato a apportare modifiche significative al costo e alla velocità con cui gli utenti possono effettuare transazioni sulla rete Ethereum. Questo è anche particolarmente importante in quanto la blockchain di Bitcoin sta mostrando segni di tensione ed è ancora coinvolta in divisioni interne.

Proof of Stake Mining?

Il Proof of Stake è fondamentalmente diverso dal Proof of Work (PoW) in cui il creatore di un nuovo blocco viene scelto in modo deterministico in base alla sua ricchezza o “stake”. Questo è diverso dall’algoritmo PoW in cui un partecipante alla rete o un “minatore” dovrà lavorare su un complicato problema matematico che richiede risorse per essere risolto.

Con il mining di POW, quando un minatore è in grado di risolvere un problema di blocco, viene ricompensato con una certa quantità di monete per aver risolto il blocco. Tuttavia, con POS non è prevista alcuna ricompensa per la risoluzione di un blocco e i miner riceveranno solo commissioni di transazione.

Dato che i miner non hanno fretta di risolvere i problemi di calcolo PoW (che diventano sempre più difficili) le transazioni PoS possono essere molto più convenienti ed efficienti.

Le basi dell’algoritmo PoS sono abbastanza facili da capire, tuttavia il protocollo Casper PoS è leggermente più complesso di quello.

Autenticazione basata sul deposito di sicurezza

Nel caso del protocollo Casper PoS, la “puntata” è denominata “deposito cauzionale”. I partecipanti alla rete o “nodi” dovranno versare questo deposito cauzionale al fine di servire il consenso. Questo si chiama “bonding” e quei nodi che hanno già ceduto un deposito cauzionale sono validatori vincolati.

L’idea alla base del deposito cauzionale è che i minatori siano onesti. Se c’è qualcosa che viene ritenuto non valido dalla rete, perderà il deposito. Ciò consente che ci sia un costo per comportarsi male.

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L’altra idea alla base del protocollo Casper è quella di far “scommettere” i validatori vincolati su come andrà a finire il consenso nella rete. Inoltre, il processo di consenso si aspetta che tutti i validatori scommettano su come pensano che tutti gli altri partecipanti scommetteranno i loro depositi.


Se scommettono nella direzione corretta, guadagnano il deposito insieme a tutte le commissioni di transazione. Se d’altra parte non sono in grado di concordare il consenso del protocollo, guadagneranno meno del loro deposito. L’obiettivo di questo è che attraverso numerosi giri di scommesse, le scommesse alla fine convergeranno.

Inoltre, il protocollo POS Casper punirà quei nodi che cambiano le loro scommesse in modo drammatico. Ad esempio, quelli che scommettono con un’alta probabilità su un blocco e poi fanno una scommessa con una probabilità ancora maggiore sul successivo. Questo viene fatto per assicurarsi che i nodi scommettano solo con la maggiore probabilità sui blocchi che vedono essere più vicini al consenso.

Combattere la censura dei nodi

Ovviamente, quando si parla di protocolli di consenso, c’è sempre il rischio che un gruppo di nodi tenti di massimizzare i propri profitti a scapito di altri nodi. Per evitare ciò, il protocollo Casper PoS si basa sull’interesse personale dei nodi convalidati come fornito dall’economia della teoria dei giochi.

La ricompensa per tutti i partecipanti è maggiore quando il 100% di tutti i nodi di consenso è d’accordo. Questo punirà quei nodi che non creano blocchi in un ordine prescritto dal protocollo. Casper è in grado di identificare i blocchi che vengono creati in questo modo e tratterrà le commissioni di transazione e i depositi dai validatori.

Più specificamente, la ricompensa o il guadagno che i validatori vincolati guadagnano è una funzione lineare nel numero di validatori che partecipano a questo gioco di consenso.

Possibile impatto sulle transazioni al secondo

Come molti hanno sostenuto, il passaggio al protocollo POS Casper probabilmente migliorerà notevolmente la velocità delle transazioni. La natura della blockchain di Casper consente ai tempi di blocco di essere molto inferiori rispetto a quanto avviene tradizionalmente con gli algoritmi PoW.

Questo perché i validatori non riceveranno una ricompensa per la risoluzione di un blocco ma guadagneranno solo commissioni di transazione. In quanto tali, sono incentivati ​​ad aumentare il limite di gas sui blocchi. Tuttavia, questi validatori che possono gestire carichi di server aumentati dovranno comunque tenere in considerazione gli altri validatori che potrebbero non essere in grado di tenere il passo.

Come accennato in precedenza, quando i validatori più lenti non sono sincronizzati, la ricompensa individuale per i minatori di blocchi di cancellazione è ridotta. Quindi i validatori aumenteranno il limite di dimensione del blocco solo in modo controllato.

Con il mining di POW, i miner di solito acquisteranno molto più hardware per dare loro un vantaggio nei calcoli. Quando si tratta di POS come il framework Casper, i server dovranno solo gestire più transazioni. Avranno quindi un incentivo a investire in maggiore potenza di elaborazione.

Anche le velocità delle transazioni sono leggermente più elevate in quanto il POS consente l’uso di software client leggero. A differenza di POW, non è necessario scaricare le intestazioni di blocco per convalidare e proteggere le transazioni. I validatori sulla rete hanno assorbito gran parte del consenso coinvolto.

Impatto dei crash di sistema & Si divide

Il protocollo Casper è ancora in grado di funzionare anche se l’intera rete si blocca e la maggior parte dei nodi va offline. Tutto ciò che serve è un validatore vincolato per essere ancora online a fare scommesse e produrre blocchi da solo. Ovviamente più partecipanti aumentano le ricompense ma un validatore attivo è ancora incentivato a produrre blocchi per una ricompensa inferiore rispetto a niente.

Il protocollo POS Casper consente anche il ripristino da partizioni o suddivisioni di rete. Se ci fosse mai una divisione nella rete, Casper eseguirà quelle transazioni che hanno ricevuto scommesse sulla partizione che aveva il più alto livello di partecipazione. Una volta che c’è una riconnessione, i validatori torneranno e finalizzeranno i blocchi sulla partizione con più partecipazione del validatore.

Teoria contro pratica

Al momento, il protocollo Casper POS è ancora un costrutto teorico e deve ancora essere implementato dalla fondazione Ethereum. Quando la fondazione rilascia finalmente l’hard fork Metropolis, stanno gettando parte del lavoro di base per l’eventuale passaggio a un algoritmo POS.

Sebbene non vi siano dubbi sul fatto che il mining di POS sarà più conveniente e più veloce, molti ritengono che non sia necessariamente sicuro come POW. Questo perché un attore malvagio per attaccare un protocollo PoW dovrà investire una notevole quantità di denaro. Secondo alcuni calcoli l’importo che sarebbe necessario è superiore a quello che sarebbero in grado di rubare.

Il POS, d’altra parte, è semplicemente un algoritmo e come tale deve essere a prova di proiettile al 100% se vuole avere successo. Questo perché a meno che non ci siano considerevoli penalità per attaccare la rete, un attacco POS sarebbe più economico e più gratificante se avesse successo.

Il protocollo Casper mira a colmare questa lacuna e creare costi significativi per qualsiasi validatore per attaccare la rete. Inoltre, un protocollo POS come Casper significherà che l’infame 51% di attacco non poteva verificarsi. Se un cattivo attore stava cercando di acquistare fino al 51% delle monete, il prezzo aumenterebbe. Secondo Vitalik Buterin

La finalità economica si ottiene in Casper richiedendo ai validatori di inviare depositi per partecipare e togliendo i loro depositi se il protocollo determina che hanno agito in un modo che viola alcune regole (“condizioni di taglio”)

Mike Owergreen Administrator
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