Uno dei concetti fondamentali da comprendere per approfondire la conoscenza del mondo della blockchain e delle criptovalute è quello della cosiddetta Proof-of-Stake (PoS).
Per poter approfondire questo argomento è però necessario per prima cosa sapere bene cosa si intende per blockchain.
Summary
Le Blockchain Proof-of-Stake: la differenza tra centralizzate e decentralizzate
Di per sè una blockchain sarebbe solamente, come dice il nome, una catena di blocchi concatenati uno all’altro.
Ma il fatto che un file sia costituito da una catena blocchi, in cui ogni nuovo blocco è concatenato a quello precedente, non è di per sè una gran cosa.
Anzi, a dire il vero, dato che la blockchain è fondamentalmente utilizzata come una forma di database per registrare, archiviare e leggere dei dati, ci sono forme molto più efficienti e potenti per farlo.
Il vero ed unico grande vantaggio di utilizzare una blockchain per registrare dei dati è che in questo modo il database può essere pubblico, condiviso, consultabile e verificabile da chiunque, e soprattutto gestito da un protocollo decentralizzato.
Pertanto la blockchain ha davvero senso solo se viene utilizzata come un registro per un protocollo decentralizzato, perchè per protocolli o infrastrutture centralizzate non risulta affatto essere una buona soluzione.
Ma dato che le vere blockchain sono solamente quelle decentralizzate, ci si deve porre il problema su come fare per poter consentire a chiunque di registrarci al loro interno le proprie transazioni senza creare confusione ed in modo che tutti rispettino sempre tutte le regole.
Blockchain: Il meccanismo di consenso Proof-of-Stake (PoS)
Tale questione ruota attorno al cosiddetto meccanismo di consenso, ovvero una procedura automatizzata, aperta ed utilizzabile da chiunque senza permessi speciali (permissionless), per convalidare le transazioni.
L’obiettivo è quello di far sì che vengano registrate sulla blockchain solo le transazioni corrette e legittime, ma senza dover incaricare qualcuno in particolare di approvarle.
Infatti per poter essere davvero decentralizzate, le blockchain non devono precedere utenti speciali dotati di privilegi o potere particolare: tutti gli utenti sono e devono essere sullo stesso identico piano, in perfetto stile P2P.
I meccanismi di consenso sono per l’appunto quelle procedure, insite nei protocolli decentralizzati, che consentono non solo la convalida delle transazioni, ma anche e soprattutto la loro piena verificabilità da parte di chiunque.
Nel settore delle criptovalute i meccanismi di consenso più utilizzati sono Proof-of-Work (PoW) e Proof-of-Stake (PoS).
PoW è stato il primo meccanismo di consenso mai utilizzato al mondo su quella che è stata la prima blockchain decentralizzata mai esistita, ovvero quella di Bitcoin.
A dire il vero anche la seconda principale criptovalute, Ethereum, inizialmente era basata su PoW, ma nel 2022 passò a PoS.
La differenza con la Proof-of-Work (PoW)
PoW si basa, come dice il termine stesso, su una prova di lavoro.
A convalidare le transazioni di Bitcoin sono i miner, il cui lavoro è quello di cercare e trovare il codice hash che convalida un blocco. In genere ci mettono circa 10 minuti a trovarlo, anche se tale durata dipende dall’hashrate complessivo della rete, tanto che spesso risulta inferiore ai 10 minuti dato che di hashrate su Bitcoin ce n’è in abbondanza.
Il problema della PoW è proprio l’hashrate, perchè il mining è a tutti gli effetti una competizione in cui vince chi ha più hashrate,e che quindi di fatto premia chi ne ha di più. Maggiore hashrate però significa anche maggiori consumi energetici, ed è per questo che la PoW di Bitcoin consuma moltissima energia.
Un altro problema è la lentezza con cui le transazioni vengono approvate, dato che per poterlo essere occorre attendere che vengano inserite in un blocco valido e che questo venga minato correttamente, ed in genere occorrono almeno 10 minuti perchè ciò avvenga.
Il terzo problema sono le fee, che però non dipendono da PoW ma dal fatto che i blocchi di Bitcoin sono limitati ad 1 MB, potendo così contenere al massimo poco più di 4.000 transazioni circa.
Oltre a Bitcoin, ad utilizzare la Proof-of-Work ci sono anche Litecoin (LTC) e Dogecoin (DOGE), due criptovalute nate più di dieci anni fa, ma ci sono anche Bitcoin Cash (BCH) e Ethereum Classic (ETC), nate molto più di recente. In realtà ce ne sono più di cento, tra cui anche Kaspa (KAS) e Monero (XMR).
In genere si tratta di criptovalute di prima o seconda generazione, ma non di terza, con alcune eccezioni.
Ethereum, come già detto, inizialmente utilizzava PoW, ma nel 2022 è passato a PoS.
Le caratteristiche principali della Proof-of-Stake
Per risolvere alcuni dei principali problemi della PoW è stata inventata la Proof-of-Stake.
Con PoS non ci sono più i miner, e non occorre più il lavoro di ricerca degli hash.
Non c’è più nemmeno un block-time preciso, perchè al posto dei miner ci sono nodi validatori che possono convalidare i blocchi in tempi anche estremamente brevi.
Non c’è nemmeno l’hashrate, perchè dal punto di vista tecnico convalidare una transazione PoS è molto facile e veloce.
Quindi PoS è più veloce e molto meno energivora di PoW, ma non è detto che le fee siano basse. Infatti Ethereum ha ancora delle fee relativamente alte, sebbene inferiori a quelle di Bitcoin in questo momento, anche se i suoi layer-2 basati su PoS hanno ormai fee bassissime.
Il modo con cui vengono convalidate le transazioni sulle blockchain basate su Proof-of-Stake è facilissimo: i nodi validatori immobilizzano in staking una quota della criptovaluta nativa della rete in loro possesso (per Ethereum è di 32 ETH), e così possono convalidare i blocchi.
Al nodo validatore che riesce a convalidare un blocco va poi una ricompensa, espressa nella medesima criptovaluta nativa della rete, ma se convalida un blocco in maniera scorretta o non lo convalida viene punito in automatico con una sanzione.
Quindi ai nodi validatori non conviene non convalidare i blocchi, o convalidarli in modo errato, perchè cio perdono. Conviene invece convalidarne il più possibile in modo corretto perchè così ci guadagnano.
Le differenze
Le blockchain basate su PoW sono sicuramente più solide e sicure, ma risultano essere molto più energivore, e quindi molto più costose.
Al giorno d’oggi probabilmente solo Bitcoin ha veramente senso che sia basato su PoW, mentre per tutte le altre blockchain può essere sufficiente la PoS.
Le blockchain basate su PoS infatti sono più veloci, più economiche, meno energivore, ma comunque abbastanza solide e sicure, se progettate e gestite bene. Inoltre consentono lo staking, inducendo i possessori della criptovaluta nativa ad immobilizzarla al posto che utilizzarla.
Non è un caso che tra le prime dieci criptovalute, esclusi i token e le stablecoin, ve ne siano solo due basate su PoW (BTC e DOGE), e tra queste due una è solamente una memecoin che potrebbe anche non avere un grande futuro davanti a sè (Dogecoin).
Ve ne sono invece ben 5 basate su PoS (Ethereum, BNB, Toncoin, Cardano e Avalanche), ed altre tre basate su meccanismi di consenso molto simili a PoS (Solana, XRP e Tron) e che non hanno nulla a che fare con PoW.
Il predominio della Proof-of-Stake, e dei meccanismi di consenso simile, in ambito crypto è ormai quasi totale, anche se ciò non riguarda la criptovaluta che da sola vale più della metà dell’intero settore (Bitcoin).
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