Proof of Work vs Prova di palo: Guida mineraria di base

Ameer Rosic

2 years ago
 Proof of Work vs Prova di palo: Guida mineraria di base

Proof of Work vs Proof of Palo: Recentemente potreste aver sentito parlare dell'idea di passare da un consenso di Ethereum basato sul sistema Proof of Work (PoW) a uno basato sulla cosiddetta Prova di Palo.

In questo articolo, vi spiegherò le principali differenze tra Proof of Work vs Proof of Say e vi fornirò una definizione di mining, o il processo di nuove valute digitali vengono rilasciate attraverso la rete.

Inoltre, cosa cambierà per quanto riguarda le tecniche minerarie se la comunità di Ethereum decide di fare il passaggio da “lavoro” a “palo”?

Questo articolo vuole essere una guida di base per capire il problema sopra. Se stai cercando una procedura dettagliata più dettagliata, controlla i nostri corsi blockchain su Ethereum.

Qual è la prova di lavoro?

Prima di tutto, iniziamo con le definizioni di base.

Prova di lavoro è un protocollo che ha l'obiettivo principale di dissuadere gli attacchi informatici come un attacco denial-of-service distribuito (DDoS) che ha lo scopo di esaurire le risorse di un sistema informatico inviando più richieste false.

Il concetto di Proof of work esisteva anche prima del bitcoin, ma Satoshi Nakamoto ha applicato questa tecnica alla sua — non sappiamo ancora chi sia realmente Nakamoto — la valuta digitale rivoluzionando il modo in cui vengono impostate le transazioni tradizionali.

Infatti, l'idea di PoW è stata originariamente pubblicata da Cynthia Dwork e Moni Naor nel 1993, ma il termine “prova di lavoro” è stato coniato da Markus Jakobsson e Ari Juels in un documento pubblicato nel 1999.

Ma, tornando ad oggi, Proof of work è forse la più grande idea dietro il white paper Bitcoin di Nakamoto — pubblicato nel 2008 — perché consente un consenso senza fiducia e distribuito.

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Cos'è un consenso senza fiducia e distribuito?

Un sistema di consenso affidabile e distribuito significa che se si desidera inviare e/o ricevere denaro da qualcuno non è necessario affidarsi a servizi di terze parti.

Quando si utilizzano metodi di pagamento tradizionali, è necessario affidarsi a terzi per impostare la transazione (ad esempio Visa, Mastercard, PayPal, banche). Essi tengono il proprio registro privato che memorizza la cronologia delle transazioni e i saldi di ogni conto.

L'esempio comune per spiegare meglio questo comportamento è il seguente: se Alice ha inviato Bob $100, il servizio di terze parti attendibile addebiterebbe l'account di Alice e accreditare quello di Bob, quindi entrambi devono fidarsi di questa terza parte sta andando fare la cosa giusta.

Con bitcoin e poche altre valute digitali, ognuno ha una copia del libro mastro (blockchain), quindi nessuno deve fidarsi di terze parti, perché chiunque può verificare direttamente le informazioni scritte.

Prova del lavoro e dell'estrazione mineraria

Andando più a fondo, la prova del lavoro è un requisito per definire un costoso calcolo del computer, chiamato anche mining, che deve essere eseguito al fine di creare un nuovo gruppo di transazioni affidabili (il cosiddetto blocco) su un libro mastro distribuito chiamato blockchain.

L'estrazione mineraria serve come due scopi:

Verificare la legittimità di una transazione, o evitare la cosiddetta doppia spesa;

Creare nuove valute digitali premiando i minatori per l'esecuzione del compito precedente.

Quando vuoi impostare una transazione, questo è ciò che accade dietro le quinte:

Le transazioni sono raggruppate in quello che chiamiamo un blocco;

I minatori verificano che le transazioni all'interno di ciascun blocco siano legittime;

Per farlo, i minatori dovrebbero risolvere un puzzle matematico noto come problema di prova del lavoro;

Una ricompensa viene data al primo minatore che risolve ogni problema di blocchi;

Le transazioni verificate sono memorizzate nella blockchain pubblica

Questo “puzzle matematico” ha una caratteristica chiave: l'asimmetria. Il lavoro, infatti, deve essere moderatamente duro sul lato richiedente ma facile da controllare per la rete. Questa idea è anche conosciuta come una funzione di costo della CPU, puzzle client, puzzle computazionale o funzione di prezzo della CPU.

Tutti i minatori di rete competono per essere i primi a trovare una soluzione per il problema matematico che riguarda il blocco candidato, un problema che non può essere risolto in altri modi se non attraverso la forza bruta in modo che essenzialmente richiede un numero enorme di tentativi.

Quando un minatore trova finalmente la soluzione giusta, la annuncia a tutta la rete allo stesso tempo, ricevendo un premio di criptovaluta (la ricompensa) fornito dal protocollo.

Da un punto di vista tecnico, il processo di mining è un'operazione di hashing inverso: determina un numero (nonce), quindi l'algoritmo hash crittografico dei dati di blocco risulta in meno di una determinata soglia.

Questa soglia, chiamata difficoltà, è ciò che determina la natura competitiva del mining: più potenza di calcolo viene aggiunta alla rete, più alto aumenta questo parametro, aumentando anche il numero medio di calcoli necessari per creare un nuovo blocco. Questo metodo aumenta anche il costo della creazione di blocchi, spingendo i minatori a migliorare l'efficienza dei loro sistemi minerari per mantenere un equilibrio economico positivo. Questo aggiornamento dei parametri dovrebbe avvenire approssimativamente ogni 14 giorni e un nuovo blocco viene generato ogni 10 minuti.

La prova del lavoro non è utilizzata solo dalla blockchain bitcoin, ma anche da ethereum e da molti altri blockchain.

Alcune funzioni del sistema di prova del lavoro sono diverse perché create specificamente per ogni blockchain, ma ora non voglio confondere le tue idee con dati troppo tecnici.

La cosa importante che devi capire è che ora gli sviluppatori di Ethereum vogliono girare le tavole, utilizzando un nuovo sistema di consenso chiamato prova di palo.

Cos'è la prova di partecipazione?

Prova della puntata è un modo diverso per convalidare le transazioni basate e raggiungere il consenso distribuito.

È ancora un algoritmo e lo scopo è lo stesso della prova del lavoro, ma il processo per raggiungere l'obiettivo è molto diverso.

La prova della prima idea di palo è stata suggerita sul forum bitcointalk nel 2011, ma la prima valuta digitale ad utilizzare questo metodo è stata Peercoin nel 2012, insieme a ShadowCash, Nxt, BlackCoin, Nushares/Nubits, Qora e Nav Coin.

A differenza del Proof of Work, dove l'algoritmo premia i minatori che risolvono problemi matematici con l'obiettivo di convalidare le transazioni e creare nuovi blocchi, con la prova della puntata, il creatore di un nuovo blocco viene scelto in modo deterministico, a seconda della sua ricchezza, anche definito come palo.

Nessuna ricompensa per blocchi

Inoltre, tutte le valute digitali sono precedentemente create all'inizio e il loro numero non cambia mai.

Ciò significa che nel sistema PoS non esiste una ricompensa di blocco, quindi i minatori prendono le commissioni di transazione.

Questo è il motivo per cui, infatti, in questo sistema PoS i minatori sono chiamati falsari, invece.

Perché Ethereum vuole usare PoS?

La comunità di Ethereum e il suo creatore, Vitalik Buterin, stanno progettando di fare un duro fork per fare una transizione dalla prova del lavoro alla prova del palo.

Ma perché vogliono passare da uno all'altro?

In un consenso distribuito basato sulla prova del lavoro, i minatori hanno bisogno di molta energia. Una transazione Bitcoin ha richiesto la stessa quantità di energia elettrica di 1,57 famiglie americane per un giorno (dati dal 2015).

E questi costi energetici sono pagati con valute fiat, portando a una costante pressione al ribasso sul valore della valuta digitale.

In una recente ricerca, gli esperti hanno sostenuto che le transazioni bitcoin potrebbero consumare tanto elettricità quanto la Danimarca entro il 2020.

Gli sviluppatori sono piuttosto preoccupati per questo problema e la comunità di Ethereum vuole sfruttare la prova del metodo di palo per una forma di consenso distribuita più verde e più economica.

Inoltre, i premi per la creazione di un nuovo blocco sono diversi: con Proof of Work, il minatore potrebbe potenzialmente possedere nessuna della valuta digitale che sta estraendo.

In Proof of Sstake, i falsari sono sempre quelli che possiedono le monete coniate.

Come vengono selezionati i falsari?

Se Casper (il nuovo protocollo di conferma del consenso del palo) sarà implementato, esisterà un pool di validatori. Gli utenti possono partecipare a questo pool per essere selezionati come falsario. Questo processo sarà disponibile attraverso la funzione di chiamare il contratto Casper e inviare Ether — o la moneta che alimenta la rete Ethereum — insieme ad esso.

“Si ottiene automaticamente introdotto dopo un po' di tempo”, ha spiegato lo stesso Vitalik Buterin su un post condiviso su Reddit.

“Non esiste uno schema prioritario per essere inserito nel pool di validatori stesso; chiunque può partecipare a qualsiasi round che desidera, indipendentemente dal numero di altri falegnami”, ha continuato.

La ricompensa di ogni validatore sarà “da qualche parte intorno al 2- 15%”, ma non è ancora sicuro.

Inoltre, Buterin ha sostenuto che non ci sarà alcun limite imposto al numero di validatori attivi (o falsari), ma sarà regolato economicamente tagliando il tasso di interesse se ci sono troppi validatori e aumentando la ricompensa se ci sono troppo pochi.

Un sistema più sicuro?

Qualsiasi sistema informatico vuole essere libero dalla possibilità di attacchi hacker, soprattutto se il servizio è legato al denaro.

Quindi, il problema principale è: la prova della posta in gioco è più sicura della prova del lavoro?

Gli esperti sono preoccupati per questo e ci sono diversi scettici nella comunità.

Utilizzando un sistema Proof of Work, i cattivi attori sono tagliati fuori grazie a disincentivi tecnologici ed economici.

Infatti, programmare un attacco a una rete PoW è molto costoso, e si avrebbe bisogno di più soldi di quanti si possa essere in grado di rubare.

Invece, l'algoritmo PoS sottostante deve essere il più antiproiettile possibile perché, senza sanzioni particolari, una prova di rete basata su pali potrebbe essere più economica da attaccare.

Per risolvere questo problema, Buterin ha creato il protocollo Casper, progettando un algoritmo in grado di utilizzare il set alcune circostanze in cui un validatore difettoso potrebbe perdere il deposito.

Ha spiegato: “La finalità economica è compiuta in Casper richiedendo ai validatori di presentare depositi per partecipare, e togliendo i loro depositi se il protocollo determina che hanno agito in qualche modo che viola alcune serie di regole (” condizioni di taglio “).”

Le condizioni di taglio si riferiscono alle circostanze di cui sopra o alle leggi che un utente non dovrebbe infrangere.

Proof of Work vs Proof of Palo: Conclusione

Grazie a un sistema PoS validatori non devono utilizzare la loro potenza di calcolo perché gli unici fattori che influenzano le loro possibilità sono il numero totale delle proprie monete e la complessità attuale della rete.

Pertanto, questo possibile passaggio futuro da PoW a PO può fornire i seguenti vantaggi:

Risparmio energetico;

Una rete più sicura man mano che gli attacchi diventano più costosi: se un hacker desidera acquistare il 51% del numero totale di monete, il mercato reagisce con un rapido apprezzamento dei prezzi.

In questo modo, CASPER sarà un protocollo di deposito cauzionale che si basa su un sistema di consenso economico. I nodi (o i validatori) devono versare un deposito cauzionale per poter essere parte del consenso grazie alla creazione di nuovi blocchi. Il protocollo Casper determinerà la quantità specifica di premi ricevuti dai validatori grazie al suo controllo sui depositi cauzionali.

Se un validatore crea un blocco “non valido”, il suo deposito cauzionale verrà eliminato, così come il suo privilegio di far parte del consenso di rete.

In altre parole, il sistema di sicurezza Casper si basa su qualcosa come le scommesse. In un sistema basato su POSS, le scommesse sono le transazioni che, secondo le regole di consenso, premieranno il loro validatore con un premio in denaro insieme a ogni catena su cui il validatore ha scommesso.

Quindi, Casper si basa sull'idea che i validatori scommettono in base alle scommesse degli altri e lasciano feedback positivi che sono in grado di accelerare il consenso.

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mining pools have far more than 1000eth, the pools will act as the forgers and people will contribute to the mining pool. As a result the system for most miners will stay relatively the same.

It looks like Vitalik and Ethereum team have a plethora of interwoven and conflicting interests to solve. I will start with the biggest agency problem everyone is ignoring:

1) How to give the VC’s bankrolling Ethereum a clean exit with expected returns of >20x on exit. They will be pushing hard for POS as it will create scarcity of ETH and push up their token holdings vastly for an exit. We should not ignore that the VC’s interests and ETH community interests might be wholly orthogonal to each other.

2) How to keep the little guy vested and reward his/her loyalty to maintaining the integrity of the blockchain? Is this not the whole point of blockchain? Decentralized and distributed custodians of trust? Heads up! That ideal is long dead with mining pools creating hidden centralized power structures whose interests might not always be best aligned to the future of ETH nor the little minnows contributing to their pools. So, while moving this hidden centralized (concentration of control) to POS will certainly free up restrictions for the Ethereum developers to make changes, it will not democratize anything.

3) Who is being rewarded for what economic value? This is a fundamental question that needs to be clarified. Simply having ‘staking pools’ as trust agents is going to create other imbalances. Who is going to pay for the processing of trust (transaction verification)? What is the infrastructure going to look like? Or is that also going to get centralized as we already have in banks and effectively shafting all the minnows? If someone ‘stakes’ a very large amount of ETH, but has no supporting hardware to process transactions, what is his/her economic value?
When you buy bonds/equity and get a yield, you are lending money to another entity that will invest that money in other assets to create economic value. The more speculative the assets are, the higher the risk of your investment and consequently the higher the required yield. These yields are not arbitrarily set. They are set by the market pricing the perception of default and clearing accordingly. How is the reward system of ‘staking pools’ going to work? Who is creating what economic value, who is setting the interest yields and according to what risk perceptions? And, what (crypto) economics are going to managing ETHs price inflation other than artificially restricting liquidity through ‘staking’?
One always has to ask why should one person/entity be entitled to a return without taking any risk (i.e. investment in economic generating assets)? The only concept that generates a return without creating underlying economic value is a Ponzi scheme. There, the risks are aggregated and dumped onto the last one in. So, beware of misaligned economic fundamentals.

4) How to solve the ever-increasing energy burden of crunching hashes? Maybe this constraint should also be solved by market forces and Ethereum should just create the right incentives for the market to innovate in this space?
– One thing they can do is to keep a lid on algorithm complexity growth so that it is proportional to Moore’s Law thus ensuring mining/forging overheads remain sustainable.
– Also, the increasing variable costs of crunching MH/KWh will create pressure to innovate for energy efficient solutions. Maybe the reward system can be changed to include KWh (and/or green power) consumed regardless of your regional tariff. There is a plethora of opportunities to innovation and create value here. It just needs the right incentives.

Regardless of the trust agent’s end design (POS, POW or POS/POW hybrid), my advice is that Ethereum needs to ensure that market forces determine prices, yields and transaction processing capacity. ETH’s end design needs to focus on creating the right incentives for the various stakeholders who create economic value and carry the risks and then releasing control to the community.

can someone anwser my questions

what did you mean by bets ?

is the forgers create blocs like in the POW ? and how they create it technically?

is the forgers have to stake and in the same time instale a node in his computer ?

is that node a piece of code that validate & confirm txs automaticaly ?

is the forgers has the ability to on/off that node ? and what happens if they do that ?

how this node can know if this tx are valide/legal or not ?

is this node use some computer ressources ? CPU … ?

how the other supply of coins in POS protocol minted or released ? (in total supply)

how the validator can create an invalide bloc ?

The discussion whether PoW is better than PoS or vice versa, with all their relative advantages and disadvantages needs to be discussed with a larger audience. For afterall Blockchain is all about consensus, then why not a consensus within a larger community.
If PoW requires huge computing power as a consequence high consumption of electricity, then people must be encouraged to use alternate renewable energy sources. This cannot be a reason to sacrifice the security it provides Visavis less consumption of power associated with PoS.
Entry barriers with PoW are high so not anyone can just join the network to validate the transactions which can be the case with PoS.
The very idea of Blockchain is decentralized trustless transactions without the involvement of third parties, so then what purpose Casper and such serve ?

@Larry Jackson

please larry, never ever write the marxist name of ja-fre in crypto-oriented forums – all the perversed evildoers stalin putin saddam khadaffi are marxists, same as the rulers of greece, who defaults constantly parasiting on the hard worked money of germans and other europeans. never ever believe to drug-addicted marxists who dream of total control of every and all individuals, much worse than description in “1984”. obviously you have not personal experience of the science of hatred named “marxism” even didnt visit the obscured meetings for “educating” where jung neomarxists “educate” naive goodthinkers – all they do is trainthemselves to manipulate listeners, and to explain that this is good – same as the whole-time behaviour of the human-haters in all times and all places. you dont need to believe me despite i lived more than 30 years under marxistic slavery, just look at one of the biggest oil-producers in the world – for less than ten years marxists ruined it and today there is total misery for normal people there, and even in their capital is deadly danger to get out on the street after a sundown without personal army of heavy armed bodygurads or sitting in panzer. the ruined venezuella. earlier same marxists ruined chili, saved by a real patriot, the right hand of the chilean marxist aliende named pinochet – he took the power away from marxists, invited the most educated and inteligent economical and financial experts on earth and made a miracle getting his homeland from the edge of the waterfall to the place and state of the first and most wealthy and prosperous country on the whole continent – south america. go on the other side of the globe – and observe normal prospering country divided by greedy marxists – korea. and compare both parts, who soon unite. south koreans have one from the most advanced and friendliest laws encouraging new money – cryptomoney, and north part vorbids to local citizens even phones, not speaking of internet – and this happens in 21st century, when all plan to build living places on other planets! so please larry do not fall because of goodhoping in the traps of manipmanipulators, they are all time the same, greedy to the others good. and if you still hesitate about your position to human-haters named marxists, read in wikipedia, they killed in non-war times more civilians than all wars in 20th century. but if you are interested in roots of the human-haters, go to the british museum and observe two documents in original – how some rich bankster named rotshield sent money to marx and engels with exact instructions what to write, how must it work and what results must it achieve. and dthey did it, just not in the strongest european economics named deutschland, but in the most unevolved teritory on asia – named russia, where the marxists assasinated many tousands of local people to came to power and to keep that power. after all if you still like the visions of drug-addicted neo-marxists, its you choice. but after reading this, its an educated choice.

@James Lyndon

I’d say it’s far less likely for people to join mining pools in a PoS system, for PoW you just contribute your computing power to the pool and can leave a pool anytime you want if you find the pool has some suspicious activities. For PoS you need to deposit your ether to the mining pool’s account first, then the mining pool deposit the ether to a certain locked account to join the validator pool. That’s a LOT of stake and trust you need to put to the mining pool. And depending on the implementation of the reward system, mining pools may not have any reason to exist any more, if anyone who join the validator pool can get some interests as reward, then why trust your ether to a mining pool, you can just join the validator pool yourself.

@James Lyndon

I can not agree! Plus the switch from PoW to PoS has it’s positive benefits mentioned in this article: PoS should solve the issue of unnecessary energy wasting; more people will be encouraged to participate in the validation process (no competition in solving computational puzzles will mean no demand for advanced mining hardware).

@Dmitry Buterin

You all missing a fundamental piece. the real value of any currency is the people perception. the value of any digital currency currently exists coming from perception of the miners. you need to have more individuals involved in this. by adding more machines but less people you are just creating inflation. To the subject from going pow to pos its like changing reality to fantasy. You will end up with bunch of numbers but no value. You need to be thinking how to get more people involved in this and have them believe there is a value in digital currency that will create value. Don’t be fooled with greed. Bitcoin does not have the potential to be a universal not even global currency but it showed us that such thing is possible.

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