PoW vs PoS – Differenza tra prova di lavoro e puntata

Che cos'è PoW?

PoW o Proof of Work è un protocollo speciale che mira a scoraggiare gli attacchi informatici come DDoS (attacchi Distributed Denial-of-Service), che possono consumare le risorse di un computer con l'aiuto di più richieste false. Utilizza un sistema di consenso trustless e distribuito.

PoW implementa un sistema decentralizzato e funziona senza bisogno di un'autorità centrale. Il meccanismo di consenso PoW può verificare le transazioni senza bisogno di una terza parte. PoW rende difficile la doppia spesa dimostrando che ogni utente ha eseguito diversi calcoli. Molti altri progetti blockchain che hanno copiato l'originale Bitcoin il codice segue anche il modello Proof of Work.

Cos'è PoS?

Proof of stake (PoS) è un tipo di meccanismo di consenso che viene utilizzato per convalidare le transazioni sulla blockchain. Funziona consentendo ai proprietari di criptovalute di puntare le proprie monete. Ciò conferisce loro il diritto di verificare nuovi blocchi di transazioni sulla blockchain e aggiungerli alla rete.

Il modello Proof of Stake esiste come meccanismo di consenso alternativo. Poche criptovalute seguono questo protocollo che sostituisce i minatori con le puntate. L'algoritmo sceglie uno qualsiasi di questi staker per pubblicare il blocco successivo. Due sviluppatori di nome Scott Nadal e Sunny King hanno creato PoS notando i difetti di PoW nel 2012. La scalabilità limitata e la necessità di molta elettricità non sono un problema nel modello PoS.

Proof of Work (PoW) vs Proof of Stake (PoS)

Proof-of-Work	Proof-of-Palo
PoW o Proof of Work è un protocollo speciale che mira a scoraggiare gli attacchi informatici come DDoS (attacchi denial-of-service distribuiti).	La Proof of Stake (PoS) è un tipo di meccanismo di consenso utilizzato per convalidare le transazioni sulla blockchain.
Qualsiasi hacker deve acquisire più del 50% della potenza computazionale totale per eseguire un attacco del 51%.	Gli hacker devono possedere più del 50% di tutte le criptovalute sulla stessa rete, il che è impossibile.
La probabilità di mining dipende dal lavoro computazionale svolto.	La validità di un nuovo blocco dipende dall'entità della puntata.
I minatori ricevono ricompense per la risoluzione di complessi problemi crittografici.	Il validatore non riceve una ricompensa in blocco. Invece, raccolgono solo le commissioni di rete come ricompensa.
Richiede hardware di mining potente e aggiornato.	Richiede un'unità di livello server per un'elaborazione efficiente.
PoW è il meccanismo di consenso crittografico originale nato molto prima del PoS.	PoS è stato derivato da PoW, ma presenta numerosi miglioramenti.
Per ottenere una maggiore scalabilità, sono coinvolti tutti i nodi all'interno di una transazione.	L'intera rete non è coinvolta nella verifica di ogni transazione.

Che cos'è il picchettamento?

I fondi puntati vengono accantonati e archiviati in un contratto intelligente dai validatori. Questo è noto come processo di puntata. Chiunque abbia una partecipazione maggiore potrebbe essere scelto per verificare le transazioni e creare blocchi. I blocchi così forgiati vengono aggiunti alla blockchain. Tutte le monete POS non seguono lo stesso insieme di regole anche se il concetto di convalida è lo stesso. Ogni partecipante qualificato al mercato dei validatori guadagna un premio in base alla proprietà.

Come funziona il POS?

In teoria, PoS è una soluzione “ideale” per ridimensionare i problemi all’interno del meccanismo PoW. Ethereum 2.0 sarà una prova di partecipazione al 100%. Quindi elaborerà le sue transazioni, transazioni NFT ed eseguirà transazioni di contratti intelligenti. È necessario disporre di un sistema informatico potente e di un portafoglio sufficientemente capiente. Aumenta le loro possibilità di guadagnare una ricompensa proof-of-stake.

Il modello PoS gestisce il mantenimento dell'integrità all'interno di una blockchain. Garantisce inoltre che gli utenti di criptovalute non possano coniare monete senza guadagnarle.

Il concetto del meccanismo di consenso PoS si basa sui seguenti passaggi:

Passo 1) Gli utenti che possiedono token nativi di una blockchain ne archiviano tutto o parte in pool di staking in modo sicuro.

Passo 2) L'algoritmo sceglie in modo pseudo-casuale il successivo validatore in linea.

Passo 3) Il validatore scelto deve proporre un blocco e il numero di transazioni in esso contenute.

Passo 4) Gli altri partecipanti possono approvare e verificare la transazione proposta.

Passo 5) Un nuovo blocco viene aggiunto alla blockchain.

Passo 6) Il validatore selezionato guadagna una commissione di transazione.

Come funziona PoW?

La prova del lavoro richiede un costoso calcolo computerizzato o, in altre parole, il processo di mining. È necessario eseguire il mining per creare transazioni trustless sulla blockchain.

Passo 1) Le transazioni vengono compilate e raggruppate insieme sotto forma di un blocco.

Passo 2) I minatori quindi verificano le transazioni all’interno di ciascun blocco, controllando se sono legittime.

Passo 3) I minatori quindi risolvono un puzzle matematico noto come problema di prova del lavoro per procedere. Tutti i minatori devono competere.

Passo 4) Il primo minatore che risolve ogni problema di blocco viene premiato.

Passo 5) Le transazioni verificate vengono quindi archiviate sulla blockchain.

Vantaggi del PoW

Alcuni importanti vantaggi/pro della Proof of Work sono:

• La Proof-of-Work è stata inventata per impedire i tentativi di doppia spesa.
• È uno dei meccanismi di consenso più sicuri.
• Le criptovalute basate su PoW hanno più potere di mining e sono più sicure.
• Il mining guadagna ricompense in un tipico modello PoW.
• La prova del lavoro è casuale ma corretta.

Vantaggi del punto di servizio

Alcuni importanti vantaggi/pro della Proof of Stake sono:

• Il meccanismo PoS è al sicuro dal 51% degli attacchi.
• La Proof-of-stake non necessita di hardware costoso per l'elaborazione.
• Le transazioni sono più veloci e relativamente economiche.
• L'elaborazione nel caso di PoS non utilizza molta energia.
• Le puntate agiscono come motivatore finanziario nel modello PoS.

Svantaggi del PoW

Alcuni importanti rischi/svantaggi del Proof of Work sono:

• Il mining richiede hardware estremamente potente.
• Non alla portata di tutti i partecipanti al mercato.
• Il consumo energetico dovuto alla partecipazione estremamente elevata del settore minerario è fuori scala.
• La maggior parte dei pool minerari è controllata da singole entità.
• Il modello PoW è incline agli attacchi del 51%.

Svantaggi di PoS

Alcuni importanti rischi/svantaggi della Proof of Stake sono:

• I modelli PoS non sono stati implementati su una blockchain elaborata.
• Assumere il controllo della rete è facile poiché dipende dal capitale.
• PoS perde molti vantaggi PoW, come i premi minerari.
• Le minacce centralizzate come la doppia spesa sono eseguibili.
• PoS presenta problemi di governance, il che significa che gli utenti con più token possono modificare le regole della rete.

Esempi di prova di lavoro

Il modello Proof of Work esiste da molto tempo, quindi esaminiamo alcuni esempi di PoW.

Emails

Il primo esempio che esploreremo sono le email allegate a un lungo pezzo di testo. I computer normali possono inviare milioni di email al giorno, ma l'esecuzione di altre attività e la ricezione di molto spam possono influire sulla sua efficienza e ridurre i costi di elaborazione. PoW viene utilizzato per ridurre i cicli di elaborazione fornendo complessi problemi di calcolo che migliorano la sicurezza.

Cryptovalute

Uno degli esempi più noti di PoW è il mining di una criptovaluta. Il modello PoW garantisce che i miner abbiano autorità diretta all'interno della rete. Inoltre, impedisce che si verifichino attacchi di doppia spesa. I miner hanno un reddito fisso perché PoW include abbastanza intestazioni nei nuovi blocchi.

Protezione

Un altro esempio di PoW è la migrazione di attacchi DDoS che causano inconvenienti e interruzioni. L'algoritmo PoW risolve complessi problemi matematici ottenendo una soluzione collettiva. PoW aiuta a risolvere i problemi in un modo distribuito. In questo modo, anche un piccolo numero di partecipanti può risolvere problemi complessi.

Esempi di prova di puntata

Proof-of-Stake è il cosiddetto modo migliore per risolvere i problemi crittografici. Di seguito sono riportate alcune criptovalute che utilizzano il modello PoS, più veloce e sicuro di PoW.

Tezo:

La rete decentralizzata di Tezos include un meccanismo di incentivi che premia i validatori. Per mantenere e proteggere la rete, i validatori ricevono token appena creati. La posta in gioco aumenta man mano che nuovi partecipanti entrano nella rete e diventano attivi. Il sistema PoS di Tezos protegge anche i premi e i dati blockchain da manomissioni.

Ethereum 2.0:

Il co-fondatore di Ethereum, Vitalik Buterin, ha proposto il Ethereum Proposta di miglioramento nel 2016. Utilizza una versione modificata dell'algoritmo PoW chiamato Sharding. Il concetto di Sharding può migliorare le prestazioni della rete mantenendo più hash power. Lo sharding aumenterebbe anche il numero di transazioni in un blocco.

Cosmo:

Cosmos è popolare per l'implementazione di una rete PoS per un uso diffuso (più di Bitcoin). Assicurando milioni di utenti, il progetto spera di diventare la più grande moneta basata su PoS. Il suo pubblico target comprende persone che non hanno accesso al sistema bancario.

Come vengono verificate le transazioni: PoW

Capire come funzionano le verifiche delle transazioni in PoW può essere difficile senza un esempio. Guardiamo Bitcoinil modello.

Passo 1) Ogni 10 minuti circa viene creato un nuovo blocco. Ci vuole circa lo stesso tempo per confermare Bitcoin transazioni come valide.

Passo 2) Ogni singolo blocco contiene diverse transazioni che richiedono una verifica. All’interno di un sistema decentralizzato, verificare ogni transazione diventa difficile e dispendioso in termini di energia.

Passo 3) La Proof-of-Work offre un'enorme quantità di potenza computazionale per risolvere l'algoritmo crittografico. Ciò rende impossibile per i partecipanti alla rete che hanno meno risorse ottenere ricompense migliori.

Passo 4) Una volta verificate tutte le transazioni all'interno di un blocco, vengono aggiunte alla blockchain pubblica dove altri utenti possono vederle.

Supponiamo la somma matematica 4+8 utilizzando Proof of Work. Ora sappiamo che la risposta è 12. Ma in questo modello, chi arriva per primo alla risposta vince la ricompensa mineraria. Immagina che il minatore 1 e il minatore 2 competano per risolvere questo problema. I risultati sarebbero i seguenti;

Minatore 1

Tentativo 1: 4+8 = 11 *Sbagliato*

Tentativo 2: 4+8 = 9 *Sbagliato*

Tentativo 3: 4+8 = 10 *Sbagliato*

Minatore 2

Tentativo 1: 4+8 = 13 *Sbagliato*

Tentativo 2: 4+8 = 12 *Corretto*

Tentativo 3: 4+8 = 14 *Sbagliato*

Quindi puoi vedere che il minatore 2 ha indovinato la risposta corretta al 2° tentativo in modo da ottenere la ricompensa del minatore. Ma in realtà i computer possono eseguire milioni di combinazioni al secondo.

In ogni momento particolare, molti dispositivi hardware tentano di risolvere equazioni crittografiche. È quasi come una corsa per essere il primo a raggiungere il traguardo e ottenere la ricompensa mineraria.

Il processo è leggermente diverso nel caso di qualsiasi moneta PoW diversa da Bitcoin, come previsto dai progetti di criptovaluta di seconda e persino di terza generazione sviluppati per risolvere i problemi presenti in Bitcoin.

Come vengono verificate le transazioni: PoS

Rispetto al modello Proof of Work, il modello Proof of Stake utilizza processi diversi per la conferma delle transazioni e il raggiungimento del consenso. Sebbene utilizzi anche un algoritmo crittografico, l’obiettivo è abbastanza diverso.

Nel caso della Proof of Stake, la creazione del blocco successivo si basa su quanto un individuo punta. La puntata si basa sul numero di monete che un utente possiede per la specifica blockchain che sta tentando di estrarre.

Tecnicamente parlando, qui i partecipanti non stanno estraendo, ma "forgiando", poiché non c'è una ricompensa in blocchi da ottenere. A differenza di Bitcoin, le criptovalute che utilizzano PoS premiano i partecipanti premiandoli con la commissione di transazione.

Per iniziare il processo di staking, gli utenti devono prima depositare monete in un portafoglio specifico, che congela le monete, consentendone l'utilizzo per lo staking della rete. La maggior parte delle blockchain PoS ha un requisito minimo di monete per iniziare il processo di staking, che comporta un investimento iniziale sostanziale.

Esempio di verifica PoS

Per spiegare meglio il processo PoS, prendiamo l'esempio di Dash(DASH). Il requisito minimo è 1000 DASH, che a un certo punto (dicembre 2017) sarebbe stato equivalente a 1.5 milioni di dollari.

Passo 1) Innanzitutto, devi decidere il numero di monete che vuoi puntare per generare dei premi dal PoS.

Passo 2) Scopri il numero totale di monete in circolazione nella blockchain. Nel nostro esempio, ha 1000 monete in circolazione.

Passo 3) Devi quindi acquistare e puntare 100 monete, ovvero il 10% delle monete in circolazione.

Passo 4) Ora sei pronto per ricevere i premi di staking. Secondo questo esempio, hai una probabilità del 10% di vincere ogni premio su blockchain.

La Proof of Stake è migliore della Proof of Work? Le ragioni per cui

Il modello Proof-of-Work è diventato un sistema ingiusto in cui i partecipanti comuni non hanno alcuna possibilità di ottenere i premi del mining. Ma lo stesso non vale per la Proof-of-Stake, dove tutti hanno pari opportunità di diventare falsari e ottenere ricompense.

A causa dei vantaggi sopra menzionati, Ethereum si prepara a convertirsi in PoS nella sua versione 2.0. Il rilascio di ETH 2.0 è previsto per il prossimo anno.

Ethereum sviluppatori e comunità hanno sempre supportato un ecosistema decentralizzato e trasparente. Vedendo come potenziali hacker stanno sfruttando il modello proof-of-work, è chiaro il motivo Ethereum e altri progetti crittografici stanno favorendo il meccanismo di prova della posta in gioco.