Spiegazione della prova dell’attività: un algoritmo di consenso ibrido

Le criptovalute stanno diventando sempre più popolari e mainstream, grazie al ruolo che hanno già svolto nel decentralizzare tutto, dalla finanza all’editoria ai trasporti; con molti altri settori che vedono anche una sorta di blockchain e criptovaluta nel suo futuro.

Mentre i registri pubblici decentralizzati sono stati rivoluzionari e hanno tutte le possibilità di cambiare in modo significativo il mondo come lo conosciamo, l’unica cosa che ogni blockchain ha in comune è un algoritmo di consenso sicuro, funzionale ed efficiente.

Naturalmente, c’è più di un modo per scuoiare un gatto come si suol dire, e c’è anche più di un modo per costruire un algoritmo di consenso.

È iniziato con la prova di lavoro

Prova del lavoro minerario

L’algoritmo di consenso più comune, e quello che ottiene più discussioni, è l’algoritmo Proof-of-Work (PoW) utilizzato da Bitcoin e da molte altre criptovalute. La prova di lavoro fa due cose per la rete Bitcoin. Assicura che ogni blocco successivo sia l’unico blocco vero e accurato e mantiene la blockchain in uno stato di consenso, evitando potenziali fork di gruppi forti che potrebbero non avere in mente i migliori interessi della moneta.

In una prova di consenso sul lavoro, i minatori sulla rete competono tutti per essere i primi a completare un puzzle crittografico estremamente difficile. Quando hanno successo, possono aggiungere il blocco successivo e l’insieme di transazioni alla blockchain. Per i loro sforzi, ricevono un determinato numero di Bitcoin come ricompensa, così come le commissioni di transazione associate a quel blocco. Attualmente quel numero è 12,5 Bitcoin e viene dimezzato all’incirca ogni 4 anni.

È un vero capolavoro di tecnologia, ma non è perfetto, né è necessariamente infallibile.

Una delle critiche più comuni riguardo a Bitcoin è l’enorme quantità di risorse (vale a dire potenza di calcolo ed elettricità) che vengono consumate nell’estrazione di Bitcoin. È anche noto che la rete Bitcoin non si adatta bene, consentendo solo 7 transazioni al secondo e creando un nuovo blocco solo una volta ogni 10 minuti. Infine, ci sono problemi con la centralizzazione in Bitcoin, poiché la maggior parte del potere di hashing nella rete è detenuto da un piccolo numero di minatori o gruppi di mining collaborativi

Bitcoin è stata la prima blockchain e ci ha presentato le possibilità inerenti a un registro pubblico decentralizzato. Ciò non significa che sia mai stato concepito per essere perfetto o che non esistano modi migliori per mettere in atto un algoritmo di consenso. Modi che richiedono meno risorse, più scalabili e meno inclini a centralizzazioni involontarie

Presentazione di Proof of Stake

Proof of Stake Mining

La Proof of Stake (PoS) è l’algoritmo di consenso più comunemente utilizzato dopo la Proof of Work. Peercoin è stata la prima moneta a implementare la proof of stake, seguita da Blackcoin e NXT. Ethereum attualmente si basa sulla prova di lavoro, ma sta pianificando un passaggio alla prova di partecipazione all’inizio del 2018 chiamata “Protocollo Casper”.

La prova della posta risolve il problema dell’utilizzo delle risorse, perché non utilizza minatori per risolvere enigmi complessi. Utilizza invece validatori, o entità che detengono monete (una quota nel sistema) e sono in grado di dimostrare transazioni e blocchi in base alla loro “quota” nel sistema.

Nella proof of stake, ai validatori vengono pagate solo le commissioni di transazione della rete, non ci sono payout di mining. La possibilità di essere selezionati per creare il blocco successivo della catena dipende dalla quantità di monete detenute dal validatore. Più monete significano un cambiamento maggiore da scegliere. Quindi, una persona con 5.000 monete ha cinque volte più probabilità di essere scelta per creare il blocco successivo rispetto a qualcuno con 1.000 monete.

Una volta che il blocco è stato creato, viene quindi assegnato alla blockchain, in genere avendo un sistema per disconnettersi sui blocchi appena creati. Esistono diversi modi per gestire questo problema, ma sono tutti soggetti allo stesso problema.

Come impediamo a un validatore di creare due blocchi quando scelto e di raccogliere due serie di commissioni di transazione? E del resto, cosa impedisce a un firmatario di firmare entrambi i blocchi? Questo problema è noto come problema del “Niente in gioco”. Fondamentalmente significa che una persona che non ha nulla da perdere non ha nulla che le impedisca di comportarsi in modo inappropriato o cattivo.


Una soluzione a questo problema è bloccare le monete puntate. Se uno stakeholder cerca di creare due blocchi o tenta di biforcare la blockchain, queste monete bloccate possono essere bruciate.

Il consenso della proof of stake soffre anche di un tipo di centralizzazione in base al quale gli early adopter hanno tipicamente un “interesse” molto maggiore nel sistema rispetto a quelli che vengono dopo. Ciò significa che ricevono una quota maggiore delle commissioni per la creazione di blocchi, il che spesso scoraggia i nuovi arrivati ​​dal creare un “interesse” nel sistema da soli.

Prova di attività – Un approccio ibrido

L’approccio Proof of Activity è stato raccomandato in a carta scritto da quattro autori – tra cui il creatore di Litecoin Charlie Lee – ed è stato pubblicato nel dicembre 2014 nella newsletter ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review. Come affermato nell’abstract:

Proponiamo un nuovo protocollo per una criptovaluta, che si basa sul protocollo Bitcoin combinando il suo componente Proof of Work con un sistema di tipo Proof of Stake. Il nostro protocollo Proof of Activity offre una buona sicurezza contro possibili attacchi pratici a Bitcoin e ha una penalità relativamente bassa in termini di comunicazione di rete e spazio di archiviazione.

Il protocollo di prova del lavoro è stato creato per evitare un potenziale problema chiamato “tragedia dei beni comuni” in Bitcoin, in base al quale i minatori iniziano ad agire solo nel proprio interesse, rovinando il sistema altrimenti sicuro. È stato teorizzato che ciò possa accadere per Bitcoin una volta che i premi minerari sono stati eliminati (dopo che tutti i 21 milioni di monete sono stati estratti), o potenzialmente anche prima poiché i premi diventano sempre più piccoli ei minatori ricevono fondamentalmente solo commissioni di transazione.

Nella dimostrazione dell’attività, come suggerito nel documento del 2014, l’estrazione inizia per la prima volta in modo tradizionale, con i minatori che competono per essere i primi a risolvere un puzzle e rivendicare la loro ricompensa. La differenza è che i blocchi che vengono estratti non contengono transazioni. Sono semplicemente modelli con informazioni di intestazione e indirizzo del premio minerario.

Una volta estratto questo blocco quasi vuoto, il sistema passa a un protocollo proof of stake. Le informazioni di intestazione vengono utilizzate per selezionare un gruppo casuale di validatori per firmare il blocco. Questi sono possessori di monete (stakeholder) e maggiore è la posta in gioco di un validatore, maggiori sono le possibilità che vengano selezionati per firmare il nuovo blocco. Una volta che tutti i validatori scelti firmano il blocco, questo diventa una parte effettiva della blockchain.

Se il blocco rimane non firmato da alcuni dei validatori scelti dopo un dato tempo, viene scartato come incompleto e viene utilizzato il blocco vincente successivo. I validatori vengono ancora una volta scelti e questo continua fino a quando un blocco vincente non viene firmato da tutti i validatori scelti. Le commissioni di rete sono suddivise tra il miner vincitore e i validatori che hanno firmato il blocco.

È meglio la prova dell’attività?

La prova dell’attività è stata criticata in quanto richiede ancora una quantità abbastanza grande di risorse per la fase di estrazione. È stato anche suggerito che non rimane nulla che impedisce a un validatore di firmare due volte.

Un fattore che rende questo sistema più sicuro è la probabilità che un attacco del 51% scenda quasi allo 0% poiché un attacco riuscito richiederebbe che lo stesso individuo o gruppo controllasse entrambi il 51% dell’hashrate minerario per il PoW E la maggior parte dei monete nel sistema per il PoS.

Alcuni hanno ipotizzato che questo ibrido di proof of work e proof of stake fosse semplicemente un periodo transitorio in quanto una moneta passata da un protocollo all’altro, ma questo è falso in quanto la proof of activity è un vero algoritmo di consenso in sé e per sé, creato appositamente per aumentare la sicurezza di Bitcoin o criptovalute simili.

Chi utilizza la prova di attività?

Attualmente ci sono solo due monete che sono riuscito a individuare che utilizzano il protocollo ibrido di prova di attività. Decred è uno e Espers è l’altro. Entrambi utilizzano una variazione sulla prova di attività, dove ogni blocco utilizza PoW o PoS.

Il picchettamento rimane attivo ogni volta che viene utilizzato PoS e diventa inattivo per quei blocchi selezionati come PoW. In termini di prezzi di mercato, Decred (DCR) ha visto prestazioni molto migliori rispetto a Espers (ESP) e sembra essere più avanti nello sviluppo poiché include il supporto per contratti intelligenti, atomic swap e Lightning Network.

Insomma

Per proteggersi dalla possibilità di un attacco del 51%, il protocollo di prova dell’attività sembra una buona scelta. Offre i vantaggi di entrambi gli algoritmi di consenso più utilizzati e l’ibrido è più sicuro di entrambi separatamente.

Lo svantaggio è che, sebbene la prova dell’attività fornisca i vantaggi sia della prova del lavoro che della prova della posta in gioco, presenta anche gli svantaggi di entrambi, ovvero un utilizzo intenso delle risorse e la possibilità che uno stakeholder tenti di firmare due volte le transazioni.

Anche così, solo due monete fino ad oggi hanno scelto di utilizzare la prova di attività, indicando che è difficile da implementare o che non fornisce abbastanza vantaggi per superare gli svantaggi. Decred è il miglior esempio di questo protocollo di consenso in uso, ed è esso stesso un ibrido dell’ibrido.

Eppure sembra che stia andando bene sul mercato, poiché ha tenuto bene in termini di prezzo in USD, e anche meglio se confrontato con BTC. Ed è la 41a moneta più grande per capitalizzazione di mercato all’inizio di aprile 2018 misurata da Coinmarketcap.com, indicando che ha una forte comunità alle spalle.

Immagini tramite Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me