L’imminente passaggio di Ethereum dall’algoritmo di consenso proof of Work (POW) a quello di proof of stake (POS), ha nuovamente riacceso il dibattito su quale tra i due sia il migliore. Secondo il trilemma della Blockchain, infatti, nessuna chain riuscirebbe ad oggi ad avere il “massimo dei voti” in materia di Sicurezza, Decentralizzazione e Scalabilità. 

Perché Ethereum sta virando verso il POS?

Per capire perché Vitalik Buterin abbia deciso di traghettare Ethereum da un algoritmo all’altro ci viene in aiuto un dossier redatto da Kraken, uno dei più importanti e storici Exchange di criptovalute che, in 35 pagine, analizza vantaggi e svantaggi di POW e POS mettendoli a confronto. Un report completo e ricco di dati che ho sintetizzato nei prossimi paragrafi.

A che cosa servono POW e POS?

Prima di iniziare la disamina è bene però capire che cosa siano POW e POS.  Sono entrambi algoritmi di consenso che permettono al network distribuito di definire la validità dei blocchi. Devono però anche poter resistere a uno specifico attacco malevolo, il cosiddetto: Sybil Attack.

Nel proof of work questo tipo di attacco diventa molto costoso. Può diventare più facile se l’hashrate (ovvero il costo computazionale) è basso ma la spesa deve ovviamente valere il costo dell’attacco.

Nel proof of stake c’è invece uno “stake” ovvero un impiego di collaterale per partecipare. Qui la difesa dal Sybil Attack è l’allontanamento dalla rete della persona che ha perpetrato l’hack. In aggiunta potrebbe anche perdere il suo “stake” (ovvero i suoi soldi in crypto) se venisse attivata la procedura di “slashing” anche se non tutti i meccanismi di POS la prevedono.

In sostanza un buon meccanismo di consenso deve:

1- Incoraggiarne l’utilizzo tramite ricompense

2- Punire chi si comporta in modo malevole

3- Ricompensare chi si comporta correttamente

È più diffuso il POW o il POS?

Per dare un’idea dell’utilizzo, ad oggi è il POW a farla da padrone visto che le due criptovalute più capitalizzate (Etehreum e Bitcoin) lo utilizzano:

Il POW è al 58%

il POS è al 12%

Tenete però presente che Ethereum oggi è conteggiato come POW quindi queste percentuali sono destinate a cambiare drasticamente.

POW e POS: differenza nelle transazioni

Con l’algoritmo di POS le transazioni sono finalizzate quando il 66% dello stake trova l’accordo. Chiunque accumuli almeno il 33% dello stake può dunque alterare questo processo mandandolo in blocco. 

L’algoritmo di POW utilizza invece una misurazione della chain per la conferma di un blocco. Un attacco avrebbe quindi successo solo con il 51% dei consensi.

Dopo aver analizzato le differenze di funzionamento dei due algoritmi, il report si concentra sui punti di forza e di debolezza di entrambi. Vediamoli nel dettaglio.

POW: punti di forza e svantaggi

1- L’algoritmo di POW è “Battle Tested”: Bitcoin non ha mai avuto hack in tanti anni di utilizzo. (lo stesso però non si può dire di altre Blockchain con POW).

2-  L’attacco al 51% costerebbe più del guadagno.  Per Bitcoin la spesa sarebbe di 8,6 miliardi per l’hardware e 19,8 milioni al giorno come consumi energetici.

3- Il POW incentiva i miners (i minatori che utilizzano le schede grafiche per dare soluzione all’enigma e guadagnare bitcoin) a disperdersi per il mondo alla ricerca del minor costo energetico. (Vero, anche se sembrerebbe accadere il contrario visto che in in passato si era verificata una centralizzazione in Cina e nell’ultimo periodo sta accadendo la stessa cosa negli USA, ndr).

4- La struttura di incentivi previene i fork, perché costosi.

5- Il bribing: la corruzione. Sul POW è molto più costoso corrompere la maggioranza, nel POS basta invece il 33% per creare problemi al sistema.

POS: punti di forza e debolezza

1- Il funzionamento dell’algoritmo di consenso POS non consuma energia. Ethereum risparmierà il 99,9% in termini di dispendio energetico.

2- Non sono necessari frequenti aggiornamenti hardware e questo comporta una minore spesa per i partecipanti al processo diconsenso.

3- Lo slashing disincentiva l comportamenti malevoli. Non esiste invece una procedura simile per il POW.

4- Il tempo richiesto per scegliere un validatore è più basso. Il sistema è dunque più efficiente e con una maggiore scalabilità. 

5- Barriera di ingresso più bassa. Poche spese energetiche e di hardware. (Anche se alcuni nodi validatori richiedono in realtà PC con hardware pesanti e connessioni molto veloci, quasi introvabili in Italia).

6- Non è Battle Tested

7- BFT (Bizantine Fault Tolerance, la tolleranza all’enigma dei generali Bizantini, un vero pilastro della Blockchain, per approfondimenti guardate qui, ndr) style ridotta al 33% e non al 50%. Per darvi un’idea, su Solana basterebbero 27 validatori malevoli per prendere il controllo della chain, Su Avalanche 31 e su Algorand appena 17, tra l’altro Algorand non prevede nemmeno lo slashing. 

8- Il capitale necessario ad acquistare lo “stake“, ovvero il numero di crypto necessarie per avere un nodo elettivo della Blockchain, compra il consenso. Dunque l’algoritmo di POS ha per sua natura una minore decentralizzazione rispetto al POW. Ecco in questo senso alcuni dati interessanti:

Con Etehereum (in POS) per gestire un nodo bastano un PC di fascia media e 32 Ethereum per lo staking. Cosmos richiese invece 340mila dollari di stake, Polkadot 12,5 milioni. Per la BSC di Binance servono invece un super PC e 150 milioni di dollari di BNB per lo stake.  Infine, per Solana serve un PC con specifiche folli ma solo 34 SOL per lo staking. 

Conclusioni

L’analisi di Kraken si conclude affermando che non esiste un algoritmo di consenso superiore all’altro perché entrambi presentano vantaggi e svantaggi. Possiamo però affermare con certezza, visto che anche il dossier di Kraken porta alla stessa conclusione, che l’algoritmo di POW porta in dote una maggiore decentralizzazione e quindi sicurezza, mentre il POS offre una maggiore scalabilità e minori costi energetici. Da questo si evince che il POW risulta l’algoritmo migliore per le cosiddette criptovalute “hard money”, ovvero essenzialmente utilizzate come valuta digitale, mentre il POS è più indicato sulle chain “vive”, che ospitano degli smart contract per i più svariati funzionamenti.

Ecco dunque perché Ethereum ha deciso di cambiare rotta. Il nuovo algoritmo si adatta perfettamente alla sua natura di Blockchain “viva” popolata da milioni di smart contract al servizio della finanza decentralizzata e del gaming. La perdita in sicurezza è ampiamente ricompensata da una maggiore scalabilità e quindi velocità, uno dei grandi punti di debolezza della sua chain. Per non parlare del risparmio energetico, argomento più che mai di attualità in questo periodo e che sta mettendo in difficoltà il “rivale” di sempre ovvero Bitcoin. Del resto la sicurezza di Ethereum è garantita dal suo utilizzo intrinseco, che la rende molto più decentralizzata rispetto ai concorrenti che possono però vantare una maggiore velocità. Ma voi tra una macchina velocissima ma poco sicura e una più lenta ma assolutamente affidabile, quale scegliereste?

L’articolo Proof of work VS Proof of stake: qual è il miglior algoritmo di consenso? sembra essere il primo su Cellulare Magazine.