Questo articolo fa parte della nostra nuova serie "Explain Like I'm Five" (ELI5), in cui prendiamo domande comuni e rispondiamo il più semplicemente possibile.
Se hai letto sulle criptovalute, probabilmente hai sentito parlare molto della sua colossale impronta di carbonio.
Forse sai che è a causa di quanta potenza del computer consuma. Ci sono minatori coinvolti, ma non il tipo che indossa un elmetto da torcia e va a cercare l'oro.
Forse hai anche sentito le parole "prova di puntata" quando le persone cercano di spiegare perché le criptovalute non sono in realtà così male come sembra. Ma se provi a scavare uno strato più in profondità, probabilmente ti imbatterai in una definizione come questa:
"La prova di partecipazione è un nuovo meccanismo di consenso che si basa sulla selezione di validatori anziché sulla prova computazionale per convalidare i dati delle transazioni su una blockchain".
Eh?
Per aiutarti a capire come viene prodotta la criptovaluta, ecco una carrellata di "Explain Like I'm Five" di proof of stake e proof of work, che è arrivata prima.
Iniziare con: Che diavolo è un "meccanismo di consenso"?
La versione breve:
- Proof of work e proof of stake sono entrambi metodi per convalidare e archiviare transazioni crittografiche senza la necessità di un'autorità centrale.
- In prova di lavoro, i computer corrono per risolvere prima enigmi complessi e "guadagnarsi" il diritto di convalidare il blocco di dati successivo, generando criptovalute come ricompensa. Funziona bene, ma è immensamente ad alta intensità energetica.
- La prova della posta in gioco è più simile a un sistema di lotteria, in cui un computer viene selezionato casualmente per convalidare il blocco di dati successivo, quindi non è necessario competere sulla potenza di elaborazione.
ELI5: Che cos'è un meccanismo di consenso?
Proof of work e proof of stake sono entrambi meccanismi di consenso che mantengono le cose organizzate sulla blockchain.
Quindi iniziamo con cosa significa e perché un meccanismo di consenso è così importante.
Supponiamo che tu viva in una società antica senza computer, ma desideri comunque tenere traccia di chi ha quanti soldi in un dato momento. Portare con te circa 1.000 monete d'oro non è sicuro o pratico, quindi accetti tutti di mettere i tuoi soldi in banca e lasciare che la banca tenga traccia dei soldi di tutti.
Joe è il responsabile della banca. Presto diventa avido. Si dà soldi, cancella i record delle proprie spese e altro ancora. In breve, abusa del suo potere di autorità centrale incaricata del denaro.
Alla fine, tu e i tuoi vicini scoprite cosa sta facendo Joe e l'intero sistema va in pezzi. Chiaramente, non puoi fidarti di una sola persona per gestire tutti i registri.
Ciò di cui hai bisogno è un registro pubblico
Quindi ti riunisci e decidi che ciò di cui hai bisogno è una registrazione pubblica della ricchezza di tutti. Tutte le informazioni sono allo scoperto e non possono essere manipolate così facilmente da una persona o entità. Dopo aver dato da mangiare a Joe ai leoni, erigere una gigantesca tavoletta di pietra nella piazza della città.
Ogni volta che qualcuno spende denaro, ne incide una registrazione sulla tavoletta di pietra affinché tutti gli altri possano vederla. E poiché ogni record di transazione è letteralmente scolpito nella pietra, non può essere modificato o manipolato da una sola persona senza che tutti gli altri se ne accorgano e facciano schifo.
Il gigantesco libro mastro di pietra funziona. Le persone si fidano perché tutti vedono gli stessi record in tempo reale e non possono essere manipolati. Dal momento che ha aiutato a raggiungere il consenso tra tutti nel sistema monetario, la tavoletta di pietra è un grande meccanismo di consenso.
Ora, una tavoletta di pietra funziona alla grande se tutti si trovano nella stessa posizione fisica. Ma cosa succede se ci sono centinaia di milioni di utenti in tutto il mondo?
Come:
- Convalida nuove transazioni,
- Condividi il nuovo libro mastro aggiornato con tutti nel mondo e
- Entrambi in tempo reale?
Questo ci porta ai due principali meccanismi di consenso per la criptovaluta: Proof of Work e Proof of Stake.
ELI5: Che cos'è la Proof of Work (PoW)?
Ecco un altro scenario: supponiamo che tu invii alla tua amica Carly $ 100 Bitcoin.
In un sistema POW, potenti computer in tutto il mondo gareggiano per essere i primi ad aggiungere i tuoi dati di transazione alla blockchain.
Ma anche con un gigantesco bunker sotterraneo pieno di computer (questo viene comunemente chiamato "miniera"), la convalida e l'aggiunta di dati alla blockchain può richiedere ancora del tempo perché è così complesso processi. I minatori lo fanno perché sono ricompensati in Bitcoin dalla blockchain per essere stati i primi a convalidare una transazione.
In questo scenario, una volta aggiunti i tuoi dati, il computer vincente si rivolge a tutti gli altri computer sulla blockchain e dice "Va tutto bene con questo? Chris ha inviato a Carly $ 100 in Bitcoin?"
Tutti gli altri computer annuiscono. "Sembra buono," dicono. “Inviaci il nuovo blocco e lo aggiungeremo al nostro record principale.”
"Aspetta", dice il computer di Carly. "In realtà, le ha inviato $ 150 di Bitcoin."
Ma poiché il computer di Carly è l'unico al mondo che non è d'accordo, il resto dei computer dice "No, fam. Non una possibilità.”
L'unico modo in cui Carly potrebbe "hackerare" la blockchain proof of work è vincere il voto. In teoria, potrebbe farlo accumulando il 51% della potenza del computer (ovvero il potere di voto) dell'intera blockchain.
Per Bitcoin, ciò richiederebbe decine di miliardi di dollari di computer ed elettricità. Ma su blockchain più piccole, Gli "attacchi al 51%" sono ancora una vera minaccia.
Ecco la prova del lavoro in poche parole:
- I computer corrono per convalidare e aggiungere transazioni alla blockchain
- Quindi si girano per assicurarsi il "voto" con tutti gli altri computer
- Il nuovo libro mastro aggiornato è condiviso con tutti
Tuttavia, il grosso problema che deve affrontare la prova del lavoro in questo momento è che la blockchain è diventata così lunga e la concorrenza a convalidare nuove transazioni così feroci - che l'intero sistema richiede molta, troppa potenza ed elettricità per essere mantenuto.
Vedendo la scritta sul muro, gli innovatori crittografici hanno escogitato una prova di partecipazione solo due anni dopo, nel 2011.
ELI5: Che cos'è la Proof of Stake (PoS)?
Il problema più grande con la prova del lavoro è che è oggettivamente uno spreco. Premiando i computer più grandi e peggiori della città, ha creato la necessità per tutti di continuare ad acquistare e costruire computer più veloci. Ciò ha portato a una carenza globale di parti di computer e blackout continui.
Ma in un sistema proof of stake, i "miner" non devono competere e superarsi a vicenda per convalidare le transazioni.
Invece, la blockchain sceglie un "miner" a caso per convalidare la transazione successiva. Quindi, in sostanza, la prova della posta in gioco è più simile a un sistema di lotteria che a una competizione. Tecnicamente parlando, i computer (alias "nodi") scelti sono chiamati "validatori", non "minatori" in proof of stake.
Le tue possibilità di essere scelto per convalidare una transazione - e vincere alcune criptovalute come ricompensa - non sono del tutto casuali. Per cominciare, per qualificarti come validatore in primo luogo, devi effettuare un deposito minimo di criptovalute nella blockchain, dove è trattenuto come una sorta di "deposito di sicurezza".
Ad esempio, dicono che l'importo del deposito minimo per qualificarsi come validatore nella prossima blockchain di Ethereum 2.0 sarà 32 ETH. Non preoccuparti se non hai 32 ETH in giro: i minimi di staking per altri blockchain sono molto più bassi, come $ 1 di SOL o ADA.
Ma anche se hai $ 1 di SOL, le tue possibilità di essere scelto per convalidare una transazione saranno molto basse. Ecco perché la maggior parte delle persone scommette sulle proprie criptovalute tramite pool giganti attraverso lo scambio scelto.
Se scommetti attraverso un enorme scambio come Crypto.com, il pool vincerà contratti casuali abbastanza spesso e Coinbase distribuirà regolarmente i pagamenti a tutti coloro che hanno puntato all'interno del pool. Questo pagamento si presenta sotto forma di pagamenti di interessi regolari, motivo per cui lo staking è spesso paragonato al conto di risparmio ad alto rendimento del mondo delle criptovalute.
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Quali sono le differenze chiave?
Ora sappiamo:
- Prova di lavoro sta usando la forza bruta per convalidare e aggiungere transazioni alla blockchain e
- Prova di partecipazione sta usando un sistema di lotteria che è molto meno dispendioso in termini energetici.
Ma le differenze tra proof of work e proof of stake non finiscono qui. Eccone qualcuno in più.
Efficienza energetica
La differenza più grande e soggettivamente più cruciale tra proof of work e proof of stake è la quantità di elettricità che consumano.
Bitcoin da solo ora consuma più energia dell'intera Argentina. Rilascia 65 megatoni di C02 all'anno, più inquinamento atmosferico di tutta la Grecia.
Nel frattempo, quando Ethereum migra da proof of work a proof of stake, la nuova rete Ethereum 2.0 consumerà il 99% di energia in meno.
Attrezzatura
La successiva differenza fondamentale tra i due meccanismi di consenso crittografico è l'hardware necessario per mantenere la blockchain.
La Proof of Work richiede gigantesche "miniere crittografiche" o "fattorie" piene di computer, tutte in competizione con mine simili in tutto il mondo per convalidare prima le transazioni e guadagnare più premi.
Ma poiché Proof of Stake sceglie i validatori in base alla quantità di criptovalute che depositano, non alla loro muscoli di elaborazione del computer: il più grande pool di staking del mondo può essere eseguito da un laptop da lavoro in un internet cafè.
Velocità di elaborazione
La prova del lavoro presenta un complesso enigma a un mondo di minatori e premia chiunque lo capisca per primo. Questo processo può essere lento e intenso.
La prova della posta, d'altra parte, sceglie semplicemente un vincitore e gli dà i compiti, accelerando rapidamente la velocità delle transazioni.
Tutto sommato, quando Ethereum migra a PoS, la sua velocità di transazione dovrebbe passare da 15 transazioni al secondo a un massimo di 100.000.
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Tracciabilità
Uno dei principi fondamentali della crittografia è il decentramento. Questo risale al whitepaper/manifesto originale di Bitcoin di Satoshi Nakamoto. Nessuno, che si tratti di un individuo o di un intero governo, dovrebbe essere in grado di controllare, manipolare o sopprimere questa nuova forma di valuta.
Com'era prevedibile, la Cina non era una fan. Il Regno di Mezzo ha vietato l'estrazione mineraria e il commercio nel 2021. E in pochi mesi, la quota cinese del mining globale è passata da circa il 70% allo 0%.
Un grande motivo per cui le autorità cinesi sono state in grado di spegnere il mining così rapidamente è perché le miniere crittografiche sono facilmente rilevabili sulla rete elettrica. Ma ancora una volta, poiché le criptovalute PoS utilizzano meno energia di un tostapane, sono molto più difficili da rilevare e possono contribuire a una rinascita dell'industria criptografica cinese.
Scalabilità
È in corso un dibattito sul fatto che la prova del lavoro o la prova della posta in gioco siano più scalabili a lungo termine.
A prima vista, il proof of work non è affatto scalabile. Bitcoin da solo sta già consumando lo 0,5% dell'elettricità mondiale, e questo con "solo" 114 milioni di utenti in tutto il mondo.
Ma gli appassionati di prove di lavoro diranno che gli aggiornamenti sperimentali come il Rete di fulmini affronterà i problemi di consumo energetico e quella prova di partecipazione è ancora troppo non testata per aumentare troppo rapidamente.
Tutto sommato, la giuria è ancora fuori dalla scalabilità.
Risorse necessarie per "hackerarlo".
Sia le blockchain PoW che PoS sono vulnerabili agli attacchi del 51%; l'unica differenza è ciò di cui hai bisogno per hackerarlo.
Per hackerare una blockchain proof of work, devi controllare il 51% della potenza di calcolo totale, nota anche come mining, che supporta quella blockchain. Quindi non solo una tonnellata di potenza del computer, ma anche una tonnellata di elettricità. Ma questo rende anche Bitcoin molto sicuro. Per hackerare una blockchain proof of stake, dovresti controllare il 51% del totale depositato, ovvero la criptovaluta con staking in quella blockchain.Alcuni sostengono che le blockchain PoS siano psicologicamente più sicure poiché l'hacker dovrebbe possedere la maggior parte delle criptovalute in quella blockchain prima di rubarle. In altre parole, se guadagni una quota del 51% di una blockchain PoS, sei la persona che viene più ferita rubando per distruggerne efficacemente il valore.
La linea di fondo
Se i dettagli granulari e la differenza tra proof of work e proof of stake continuano a volare sopra la tua testa, non sei solo. La chiave da asporto è questa: la crittografia è inefficiente ma non deve esserlo.
La prova della posta in gioco potrebbe essere proprio la Tesla per l'Hummer della prova del lavoro. È un salto di qualità in avanti, garantendo un futuro per la tecnologia nel suo insieme.
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