Cos’è il Proof of Work (POW) e Proof of Stake (POS)?

Nel mondo delle criptovalute si sente spesso parlare di Proof of Work (POW) e Proof of Stake (POS), ecco cosa sono e in cosa differiscono

Entrambi sono dei metodi di consenso e differenziano il modo in cui i miner o validator provvedono al mining (POW) o convalida (POS) dei blocchi nella blockchain. Il consenso è il processo attraverso cui un network decentralizzato trova un accordo generale tra i partecipanti, ognuno dei quali ha una parte del potere decisionale. In un ambiente centralizzato esiste un autorità centrale che prende determinate decisioni, ma in un sistema maggiormente decentralizzato come la blockchain sono stati progettati degli algoritmi per risolvere questo problema.

Gli algoritmi di consenso più utilizzati sono appunto il Proof of Work (POW) e il Proof of Stake (POS).

Proof of Work (POW)

Il Proof of Work (prova di lavoro) si basa sul concetto di mining eseguito dai cosiddetti miner che hanno il compito di minare i nuovi blocchi della blockchain. I blocchi vengono minati attraverso dei computer che effettuano numerosi tentativi finché non indovinano la giusta “soluzione” ad un problema.

In parole semplici nel POW i miner competono tra di loro tra chi indovina prima la soluzione ad un problema matematico, il primo miner che trova la soluzione ha di conseguenza il diritto a creare il blocco successivo ed essere ricompensato per il lavoro svolto (prova di lavoro). Generalmente la ricompensa consiste nel guadagnare dalle commissioni di transazione presenti nel blocco più dei bitcoin, che vengono emessi insieme al blocco (block-reward). Per ogni nuovo blocco minato si viene attualmente ricompensati con 12,5 Bitcoin. Questo valore per via dell’halving è soggetto ad un dimezzamento ogni 4 anni.

Il vantaggio principale del Proof of Work è dato dall’altissima sicurezza garantita, in quanto è quasi impossibile poter modificare delle transazioni contenute nei blocchi precedenti. Più blocchi vengono posti in sequenza e maggiore sarà la difficoltà di poter modificare le transazioni contenute nei blocchi precedenti. Per un malintenzionato sarebbe necessaria una potenza di calcolo davvero impressionante per poter manomettere una sola transazione avvenuta in un arco temporale anche abbastanza breve, come possono essere anche solo 6 blocchi sequenzialmente posti successivamente al blocco in cui è contenuta la transazione da compromettere. Più la transazione è posta in un blocco datato è meno probabilità ci sono che un attacco vada a buon fine. 

Tuttavia questo metodo di consenso con il passare del tempo ha riscontrato delle critiche attualmente in discussione in tutto il mondo.

Il POW consuma un elevata quantità di energia elettrica, la costante necessità di svolgere questi complessi calcoli crittografici fa sì che nel complesso questi computer in un futuro non troppo lontano potrebbero consumare più energia elettrica di quella che consuma una nazione come la Danimarca. Inoltre dato l’elevato consumo di elettricità, la maggior parte dei miner sono localizzati in aree geografiche dove il costo dell’elettricità e le temperature sono più basse per poter risparmiare su elettricità e impianti di raffreddamento, questo fa si che i miner sono concentrati in determinate aree geografiche, andando in contrasto con il processo di decentralizzazione.

Proof of Stake (POS)

Alla base delle varie critiche sollevate con il POW è stato sviluppato un metodo di consenso alternativo, quale il Proof of Stake.

Nel POS i blocchi a differenza del POW non vengono minati dai miner ma vengono coniati dai cosiddetti validator. Per coniare i blocchi non è più richiesto svolgere dei calcoli crittografici ma bensì essere in possesso di una determinata quantità di criptomoneta e il sistema attraverso un analisi di parametri e altre variabili seleziona determinati individui che posseggono quote del token di valuta digitale. 

In pratica nel Proof of Stake vengono utilizzati i token posseduti, gli utenti possono bloccare temporaneamente (fare stake) i propri token per validare i blocchi e ricevere la ricompensa. Con questo metodo di consenso i token fungono da garante poichè in caso di comportamenti illeciti da parte dell’utente i token messi in stake verranno persi. I validator vengono scelti in anticipo in base a diversi fattori, come per esempio la quantità di token posseduti o da quanto tempo si posseggono quei token ecc. 

Il Proof of Stake si pone come alternativa alle critiche sollevate con il Proof of Work in quanto, sebbene sia teoricamente più vulnerabile rispetto al POW un eventuale attacco richiederebbe il possesso del 51% dei token esistenti il che lo renderebbe davvero costoso e controproducente dal momento in cui un eventuale attacco hacker potrebbe riflettersi in negativo sul valore di mercato del token e di conseguenza sul 51% dei token detenuti dall’hacker. Inoltre la problematica principale per cui nasce il POS è la sua economicità, non dovendo appunto effettuare calcoli crittografici non ci sono costi di elettricità e di hardware dedicato per il mining, tutti possono diventare parte attiva del network riducendo così la centralizzazione del POW.

Conclusioni

Il Proof of Work e il Proof of Stake sono quindi due protocolli differenti utilizzati per raggiungere un consenso distribuito al fine di determinare la validità delle transazioni e scegliere le politiche monetarie della criptovaluta. Molte delle Altcoin di ultima generazione hanno preferito adottare il POS ma entrambi i metodi di consenso hanno dei lati positivi e negativi, tuttavia al momento gli sviluppatori stanno lavorando a dei nuovi sistemi di consenso ibridi o alternativi ai sopra citati per risolvere le attuali problematiche e rendere il consenso ancora più equo e distribuito.