Proof of Work o Proof of Stake: quali sono le differenze?

Proof of Work o Proof of Stake: a cosa servono?

Una blockchain è un registro condiviso da migliaia di computer, senza un conduttore. Serve quindi una regola affinché tutti siano d’accordo su transazioni valide, e per evitare che qualcuno imbrogli, ad esempio spendendo due volte la stessa cifra. Questa regola è chiamata a meccanismo di consenso.

Là prova del lavoro (Prova di lavoro o PoW) e prova della puntata (Proof of Stake, o PoS) sono i due meccanismi più conosciuti. Rispondono alla stessa domanda: chi ha il diritto di aggiungere il prossimo blocco di transazioni e perché fidarsi di loro? Ma rispondono in modo molto diverso.

Nel primo caso dimostriamo uno sforzo computazionale. Nella seconda dimostriamo che mettiamo i soldi come garanzia. Comprendere questa sfumatura spiega quasi ogni altra differenza tra i due: consumo energetico, requisiti hardware, costo di un attacco e centralizzazione.

Prova del lavoro: mining di Bitcoin

Bitcoin utilizza la prova del lavoro. Computer, chiamati minori, si corre per trovare un numero che, passato attraverso una funzione matematica, dia un risultato inferiore ad una soglia fissata dalla rete. Non esistono scorciatoie: bisogna provarci miliardi di volte. La prima persona che riesce ad aggiungere il blocco e riceve una ricompensa.

La rete regola la difficoltà ogni 2 016 blocchi, o circa ogni due settimane, per mantenere un blocco ciascuno dieci minuti in media, se partecipano molti o pochi minori. Se la potenza di calcolo aumenta, il problema diventa più difficile. Se va giù, diventa più facile.

Questo lavoro ha un costo reale in elettricità e materiali. È proprio questo che fa la sicurezza: per riscrivere la storia dovremmo rifare tutto il lavoro già compiuto, più velocemente del resto della rete. Secondo la documentazione di Bitcoin, ciò richiederebbe tanta potenza di calcolo quanta ne ha spesa l’intera rete dal momento del blocco interessato.

Proof of Stake: validatori Ethereum

Nella proof of stake non c’è più una corsa computazionale. I partecipanti, chiamati validatori, immobilizzare le criptovalute come garanzia, questa è la posta in gioco. La rete sceglie tra loro chi offre i blocchi e chi li verifica. Ricevono ricompense quando svolgono bene il loro lavoro.

Ethereum è passato da Proof of Work a Proof of Stake On 15 settembre 2022, durante “La Fusione”. Per avviare il tuo validatore, devi depositare 32 ETH ed eseguire tre programmi software. La rete avanza in 12 secondi slot. Puoi anche partecipare con importi inferiori tramite servizi di intermediazione, al costo del rischio aggiuntivo legato a questi servizi.

La sicurezza qui si basa su un principio economico: un validatore che imbroglia può perdere parte della sua puntata. Lo chiamiamo il tagliando. A differenza del mining, non è la potenza di calcolo a proteggere la rete ma il valore racchiuso dai validatori. La nostra guida allo staking descrive dettagliatamente come funziona.

Energia e materia: la differenza più visibile

Questo è il punto più spesso citato. La prova di lavoro utilizza molta elettricità perché le macchine corrono costantemente per correre. Secondo ethereum.org, prima del suo cambio, Ethereum consumava circa 70 TWh all'anno, più o meno quanto la Repubblica Ceca. Anche il mining di Bitcoin viene criticato per il suo consumo, anche se i dibattiti si concentrano sulla fonte di energia utilizzata.

Secondo ethereum.org, il passaggio alla Proof of Stake ha ridotto di circa il consumo energetico di Ethereum 99,95 %. Un validatore può funzionare su hardware standard, mentre oggi il mining di Bitcoin richiede macchine specializzate molto costose.

Ciò che guadagniamo in energia, lo spostiamo altrove: la prova della partecipazione richiede il possesso di criptovalute per partecipare, mentre il mining richiede principalmente attrezzature ed elettricità. Entrambi gli approcci sollevano quindi questioni di accesso, ma non le stesse.

Sicurezza: l'attacco 51% e i suoi equivalenti

In entrambi i sistemi teoricamente un attacco è possibile se qualcuno controlla più della metà della risorsa che protegge la rete. In prova del lavoro, è la potenza di calcolo. Come prova della posta in gioco, è la quantità di criptovalute coinvolte. Parliamo di un attacco del 51%.

Un aggressore proof-of-work dovrebbe raccogliere un’enorme quantità di macchinari ed elettricità. Come prova di stake, dovrebbe acquisire gran parte dei token messi a garanzia. Secondo ethereum.org, le sanzioni economiche previste per i validatori disonesti rendono questo tipo di attacco più costoso, perché l’aggressore rischia di vedere distrutto il suo stake.

Queste garanzie dipendono dalla dimensione della rete. Una rete piccola è molto più facile da attaccare rispetto a una grande, indipendentemente dal suo meccanismo: gli attacchi del 51% hanno già colpito piccole blockchain. Bisogna quindi diffidare dei confronti generali: la vera sicurezza dipende da ogni rete e dalla sua dimensione.

Decentralizzazione: dove si collocano i rischi della concentrazione?

La decentralizzazione si riferisce al fatto che nessun singolo attore controlla la rete. Per ciascun meccanismo, il concentrazione assume una forma diversa. Nella prova del lavoro, il rischio deriva dalle grandi mining farm e dai gruppi di minatori, i pool, che aggiungono il loro potere.

Nel proof of stake il rischio deriva dalla concentrazione del capitale: chi possiede molti token può puntare di più e guadagnare più premi. Gran parte dello staking può anche passare attraverso alcuni servizi o piattaforme, il che crea dipendenza. Ethereum descrive anche le opzioni di staking in base al livello di fiducia richiesto.

Nessuno dei due sistemi risolve la questione una volta per tutte. Si tratta di un equilibrio permanente tra accessibilità, costo di partecipazione e distribuzione. I dibattiti su questo punto sono vivaci e le opinioni degli specialisti divergono, il che è normale su un argomento così nuovo.

Altre differenze da sapere

In termini di ricompensa, il minore riceve bitcoin e commissioni di nuova creazione, mentre il validatore riceve premi e commissioni di protocollo. Sulla finalità, cioè sul momento in cui una transazione non può più essere annullata, Ethereum utilizza checkpoint convalidati dalla grande maggioranza degli stake, mentre Bitcoin si basa sull'impilamento di blocchi: più ce ne sono dopo il tuo, più è sicuro.

Alla scadenza, la prova del lavoro ha il vantaggio dell'anzianità. Bitcoin lo gestisce da gennaio 2009 senza modificare il principio di base. La Proof of Stake è più recente su larga scala e più complessa nelle sue regole, il che lascia più spazio a sviluppi e, talvolta, a errori. Esiste anche in molte varianti, a seconda della rete.

Esistono altri meccanismi, ma questi due rimangono i più comuni. Alcune reti combinano diverse idee. Non ricordatevi che uno è “antico” e l’altro “moderno”: sono due compromesso differenza tra sicurezza, energia, costo e semplicità.

Proof of Work o Proof of Stake: cosa ricordare?

La prova del lavoro protegge una rete attraverso sforzo computazionale costoso. La prova della posta in gioco lo protegge da a garanzia che può essere distrutto in caso di imbroglio. Uno consuma molta energia, l’altro molto meno. Uno richiede attrezzature, l'altro capitali.

Nessun meccanismo è perfetto e ognuno ha i suoi difensori. Questa guida non dice quale sia il migliore e non parla di alcun prezzo. Se sei interessato a un progetto, guarda come convalida le sue transazioni e sul sito Crypto Alerte puoi seguire queste criptovalute in diretta. Fai attenzione: non rischiare mai i soldi di cui potresti aver bisogno.