Che cosè la Proof of Work (PoW)? Come funziona PoW? (2022)

Che cos'è la prova di lavoro? Quanto è sicura la Proof of Work? Perché le criptovalute hanno bisogno di Proof of Work? Scopri di più su PoW in questo articolo!

Nel mondo delle criptovalute di oggi, ci sono due principali algoritmi di consenso: Proof of Work e Proof of Stake. È importante comprendere le differenze chiave tra ciascun algoritmo prima di investire in qualsiasi criptovaluta.

Pertanto, in questo articolo, parliamo dei principi di base della Proof of Work, nonché dei suoi pro e contro.

Che cos'è la Proof of Work (PoW)?

Proof of Work (abbreviato in PoW) è il primo algoritmo di consenso in una rete blockchain ed è stato inizialmente impiegato da Bitcoin . Questo meccanismo viene utilizzato per convalidare e tracciare la creazione di nuove criptovalute e transazioni blockchain. Il lavoro risolve problemi matematici estremamente difficili, mentre la dimostrazione è la soluzione del problema.

Cos'è la prova di lavoro

I minatori virtuali competono per essere i primi a risolvere un complesso enigma matematico, che protegge e verifica le blockchain PoW. Mining è un termine usato per descrivere l'atto di competere l'uno contro l'altro. Il vincitore riceve un premio in cambio di criptovaluta per l'aggiornamento della blockchain con le transazioni verificate più recenti.

Come funziona la prova di lavoro?

Una blockchain è un record pubblico dedicato a ciascuna criptovaluta nella rete crittografica. È composto da blocchi di transazioni che vengono convalidati tramite Proof of Work.

Il processo di conferma delle transazioni nel blocco da aggiungere, di collocamento di queste transazioni in ordine cronologico e di notifica all'intera rete del blocco appena estratto consuma pochissimo energia e tempo. Il difficile problema matematico di collegare il nuovo blocco all'ultimo blocco valido nella rete blockchain richiede più energia.

Un hash viene assegnato a ogni transazione crittografica. Affinché la transazione sia legittima, il crypto miner deve creare un hash di destinazione inferiore o uguale all'hash del blocco di esempio.

Hash in prova di lavoro

I minatori utilizzano macchine minerarie che generano calcoli veloci per creare questo tipo di hash target. Quando un miner alla fine trova la soluzione corretta e crea prima l'hash di destinazione, il nodo lo trasmette all'intera rete allo stesso tempo, ottenendo la ricompensa del protocollo PoW.

Di conseguenza, generare l'hash desiderato è un compito impegnativo. Tuttavia, la convalida è semplice, motivo per cui Proof of Work è popolare in Bitcoin. Tuttavia, il metodo è sufficientemente robusto da impedire la manipolazione dei record delle transazioni. Inoltre, la convalida diventa facile applicando questo processo. 

Con più minatori, il tempo necessario per estrarre il blocco successivo sarà inevitabilmente ridotto. Ciò implica che i nuovi blocchi vengono scoperti più rapidamente. Per trovare costantemente 1 blocco ogni 10 minuti, la rete Bitcoin cambia il livello di difficoltà dell'estrazione di un nuovo blocco su base regolare.

Il meccanismo della Proof of Work

L'importanza che il blocco n sia connesso al blocco n-1 tramite il suo numero hash è che questo "numero hash" lega un nuovo blocco al precedente blocco legittimo sulla rete. Se, invece, il numero Hash del Blocco n sul Blocco n-1 è diverso dal Blocco n, questo numero non corrisponderebbe e il Blocco n-1 non sarebbe verificato. 

Caratteristiche del sistema Proof of Work:

I seguenti sono i fattori primari che hanno portato al successo diffuso di questo protocollo di consenso:

• Il problema matematico è difficile da risolvere.
• L'accuratezza della soluzione è semplice da verificare.

Le blockchain utilizzano il consenso Proof of Work

Bitcoin è ancora la moneta più popolare che utilizza il consenso PoW. Tuttavia, questa tecnica è utilizzata da una sfilza di altre valute.

Tra le criptovalute più popolari ci sono:

• Litecoin : Litecoin, simile a Bitcoin, ha SegWit che consente di aumentare il limite della dimensione del blocco rimuovendo i dati dalla rete. Litecoin si distingue da Bitcoin offrendo velocità di transazione fulminee a un costo sostanzialmente inferiore.
• DASH : Rivendica transazioni crittografiche più veloci e private. Le transazioni rapide incoraggiano i minatori a investire i loro sforzi in DASH.
• Monero : un'altra importante altcoin che utilizza il consenso PoW. Monero, una criptovaluta open source, sottolinea la fungibilità, la privacy, la trasparenza e il decentramento tramite un registro pubblico.
• Bitcoin Cash : un altcoin nato dall'hard fork della rete Bitcoin. Nonostante utilizzi PoW, che sembra essere un solido consenso, Bitcoin Cash è una delle vittime gravemente danneggiate degli attacchi del 51% .
• ZCash : a differenza di altre criptovalute, ZCash si impegna a garantire la privacy attraverso l'anonimato. La rete Zcash utilizza lo stesso algoritmo hash SHA-256 Proof of Work.
• Ethereum classico : nonostante il fatto che Ethereum 2.0 si stia allontanando da PoS. Per salvaguardare la propria rete, Ethereum Classic continua a utilizzare il consenso PoW. Tuttavia, poiché è solo una catena minore, Ethereum Classic è più vulnerabile agli attacchi del 51% e alla doppia spesa in valuta.

Pro e contro di Proof of Work

Professionisti

Ci sono numerosi vantaggi importanti nell'impiegare PoW rispetto ad altre forme di tecnologie blockchain . Questi includono:

• Ampiamente utilizzato dalle criptovalute più importanti : le valute digitali più famose e più grandi, in particolare Bitcoin ed Ethereum, utilizzano il meccanismo Proof of Work.
• Estremamente sicuro : poiché l'alterazione della blockchain di una criptovaluta richiede il controllo su più della metà delle risorse informatiche della rete crittografica, le sostanziali risorse informatiche richieste dal protocollo Proof of Work rendono sicura una rete di criptovaluta.
• Premi i minatori che abilitano nuove transazioni : i minatori che convalidano con successo nuovi blocchi di transazioni Bitcoin potrebbero guadagnare un profitto.

contro

Il meccanismo Proof of Work presenta i seguenti problemi:

• Il 51% di rischio di attacco : se un'entità di controllo possiede il 51% o più dei nodi della rete, l'entità può danneggiare la blockchain ottenendo il controllo della maggior parte della rete.

Come funziona l'attacco del 51%.

• Dispendio di tempo : i minatori devono esaminare diversi valori nonce per scoprire la risposta corretta al puzzle che deve essere completato per estrarre il blocco. La conferma della transazione richiede tra 10 e 60 minuti. Di conseguenza, è un'operazione che richiede tempo.
• Consumo di risorse : i minatori richiedono una quantità significativa di potenza di calcolo per risolvere il difficile enigma matematico. Ne consegue lo sperpero di risorse preziose (denaro, energia, spazio, hardware). 
• Potrebbe essere necessario hardware costoso : l'acquisto di hardware costoso e specializzato può essere essenziale per avere successo e generare un profitto.
• I singoli minatori hanno difficoltà : a causa dei requisiti di capacità di calcolo, è più probabile che enormi organizzazioni di mining di criptovalute e pool di mining abbiano successo nel mining di criptovalute e guadagnino dal mining rispetto alle persone che lavorano da sole.

Confronto Proof of Stake e Proof of Work

Confronta Proof of Stake con Proof of Work

Proof of Work e Proof of Stake sono i due metodi che possono essere utilizzati per proteggere una blockchain. Differiscono in diversi aspetti importanti, compresi i costi coinvolti e il livello di controllo che conferiscono a coloro che convalidano le transazioni.

Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno di essi per capire meglio come funzionano e i vantaggi e gli svantaggi di ogni approccio.

Struttura dei costi

La prima grande differenza tra Proof of Work e Proof of Stake è la loro struttura dei costi.

In un sistema Proof of Work, i miner devono spendere risorse significative, sia finanziarie che computazionali, per partecipare al processo di verifica per nuove transazioni. Ciò rende costoso per un individuo o un'organizzazione tentare un attacco del 51% poiché tale sforzo richiederebbe loro di costruire e gestire un data center pieno di hardware specializzato per diversi anni.

Al contrario, un sistema Proof of Stake può essere costoso solo per coloro che desiderano partecipare come validatori. Ciò significa che chiunque abbia abbastanza criptovaluta da puntare potrebbe potenzialmente tentare di ottenere il controllo della rete puntando una gran parte della valuta e votando contro qualsiasi altra proposta. Tuttavia, ciò è improbabile perché richiederebbe loro di mettere a rischio l'intero investimento per farlo.

Meccanismo di convalida 

Inoltre, Proof of Work offre un controllo quasi completo su quali transazioni sono incluse nei nuovi blocchi a coloro che contribuiscono con la maggiore potenza di hashing o capacità di calcolo.

Al contrario, Proof of Stake consente ai partecipanti di convalidare i blocchi bloccando una certa quantità di criptovaluta come garanzia. I validatori hanno quindi un incentivo ad agire nel migliore interesse di tutti coloro che utilizzano la rete, poiché il loro “investimento” è a rischio se non lo fanno.

Spreco di energia da hardware minerario

Infine, i sistemi Proof of Work generalmente si basano su un mercato competitivo per la generazione e il miglioramento continuo di nuovo hardware di mining. Ciò può portare a una spesa dispendiosa per apparecchiature ridondanti o eccessivamente specializzate poiché i minatori sono costretti a spendere soldi costantemente solo per rimanere in attività.

Questo tipo di corsa agli armamenti non si trova all'interno delle reti Proof of Stake, il che significa che i validatori non sprecheranno tanta energia o altre risorse per garantire le transazioni.

Nel complesso, queste differenze significano che ogni sistema ha i suoi vantaggi e svantaggi rispetto all'altro. Molte persone credono che la Proof of Stake alla fine sostituirà la Proof of Work come mezzo principale per proteggere una blockchain, poiché è più efficiente e fornisce una maggiore decentralizzazione.

Tuttavia, entrambi i sistemi hanno i loro punti di forza e di debolezza e rimane incerto quale alla fine uscirà in cima.

Domande frequenti su Proof of Work

Quanto è sicura la Proof of Work?

Il metodo Proof of Work è estremamente sicuro perché può sopravvivere alla tolleranza ai guasti bizantina (BFT), un sistema che può tollerare guasti causati dal problema dei generali bizantini. Il modo in cui funziona lo rende molto più sicuro.

Inoltre, l'hash di ogni blocco contiene l'hash del precedente, aumentando la sicurezza e prevenendo qualsiasi violazione di blocco su una blockchain Proof of Work.

I minatori devono generare un nuovo blocco con lo stesso antecedente per modificare un blocco. In tali casi, è necessario rigenerare tutti i successori e rifare il lavoro che svolgono. Di conseguenza, la blockchain può evitare la manipolazione della sicurezza.

Perché le criptovalute hanno bisogno di Proof of Work?

Poiché le blockchain sono per natura decentralizzate e peer-to-peer, richiedono alcuni meccanismi per ottenere consenso e sicurezza. Una di queste misure è la Proof of Work, che rende il tentativo di sovraccaricare la rete estremamente dispendioso in termini di risorse.

Altri processi di verifica, come Proof of Stake (PoS) e Proof of Burn (PoB), richiedono meno risorse ma presentano inconvenienti o difetti. Se non ci fosse un meccanismo di prova in atto, la rete e i dati in essa archiviati sarebbero vulnerabili ad attacchi o furti.

Inoltre, il meccanismo Proof of Work impedisce agli utenti di coniare monete che non hanno guadagnato o di spendere due volte. Se gli utenti potessero utilizzare le loro monete più di una volta, le risorse perderebbero sostanzialmente il loro valore.

Chi ha inventato la Proof of Work?

Per far decollare Bitcoin, Satoshi Nakamoto ha inventato la Proof of Work. Nessuno sa chi sia Nakamoto o se il suo nome sia uno pseudonimo.

Perché più potenza di mining significa più sicurezza?

Maggiore è la potenza di elaborazione investita nella sicurezza di Bitcoin, più risorse un potenziale aggressore deve raccogliere per attaccare con successo Bitcoin.

In che modo Proof of Work convalida una transazione?

Il lavoro stesso è arbitrario. Per Bitcoin, implica iterazioni di algoritmi di hash SHA-256. Il vincitore di un round di hashing, invece, combina e registra le transazioni dal mempool nel blocco successivo. Poiché il vincitore viene scelto a caso in proporzione allo sforzo profuso, incentiva tutti sulla rete ad agire onestamente e registrare solo transazioni reali.

Conclusione

Questo articolo ha fornito una panoramica completa di cosa sia la Proof of Work, oltre ad alcune ottime informazioni per questo argomento! Se lo trovi utile, condividilo con i tuoi amici! 

Facci sapere cosa ne pensi nella sezione commenti qui sotto!