L’algoritmo di consenso Proof of History si basa sull’idea che sia possibile utilizzare un metodo crittografico semplice e affidabile per creare un ordine sicuro degli eventi. All’interno di una Blockchain, l’ordine dei blocchi è fondamentale e questo ordine è anche ciò che crea la finalità della catena.
Una Blockchain PoH è costruita su un protocollo che richiede che ogni blocco abbia un ordine. Ciò significa anche che ogni blocco sarà collegato a un momento specifico della transazione.
Questo articolo spiegherà meglio cos’è e come funziona la Proof of History.
Che Cos’è la Proof of History?
Una Blockchain basata sull’algoritmo Proof of History (PoH) si basa su un algoritmo crittografico per generare un ordine affidabile di transazioni/eventi registrati, al fine di superare il problema dell’accordo temporale, e consente la finalizzazione quasi istantanea di migliaia di transazioni al secondo.
In un sistema Blockchain, ogni blocco ha un timestamp e l’ordine dei blocchi è fondamentale.
L’ordine stabilisce anche la fine della catena, il che significa che nessun altro blocco sarà aggiunto alla catena.
Un sistema Blockchain è un sistema ordinato, decentralizzato e distribuito che si basa su un protocollo che prevede che ogni blocco abbia un ordine.
Ciò significa anche che ogni blocco sarà collegato a un momento specifico della transazione. Questo può essere problematico, poiché può risultare difficile concordare un ordine coerente a livello globale delle transazioni che avvengono nella rete, in particolare quando ci sono molte transazioni al secondo.
Come Funziona la Proof of History?
I timestamp vengono creati per dimostrare che un blocco è stato creato in un momento specifico. Si consideri questo: se si fotografa una gara di atletica ai Giochi Olimpici, si crea la prova che la fotografia è stata scattata durante quella gara, perché la gara si è svolta in un momento specifico, né prima né dopo.
La Proof of History è un documento storico che dimostra che un evento si è verificato in un momento specifico.
Al momento in cui scriviamo, Solana è l’unica Blockchain a utilizzare il sistema Proof of History.
La funzione hash SHA256 (nota anche come “digest”, un tipo di firma per un file di testo o di dati) viene utilizzata per eseguire l’hash di tutti gli eventi e le transazioni sulla Blockchain di Solana. Questa funzione prende un input e produce un output impossibile da prevedere.
Solana prende l’output di una transazione e lo inserisce nell’hash successivo. La sequenza delle transazioni è ora incorporata nell’output hash.
Questo processo di hashing dà luogo a una lunga catena ininterrotta di transazioni con hashing. Senza la necessità di un timestamp convenzionale, questa proprietà genera una sequenza chiara e verificabile di transazioni che un revisore aggiunge a un blocco. L’hashing richiede anche del tempo per essere completato, quindi i revisori possono determinare rapidamente quanto tempo è passato.
L’algoritmo PoH di Solana è fondamentalmente un sistema di cronometraggio per gli eventi della Blockchain. La tempistica è fondamentale per i sistemi Blockchain a causa del modo in cui creano una catena di blocchi in continua espansione.
In altre parole, l’ordine dei blocchi all’interno della catena determina l’ordine di tutti gli eventi che si verificano. Questo può causare problemi se i nodi non sono d’accordo sull’ordine corretto degli eventi.
Ad esempio, immaginiamo che due nodi diversi cerchino di aggiungere una transazione. Se entrambe le aggiungono nello stesso momento, i nodi dovranno accordarsi su quale transazione verrà aggiunta per prima.
Poiché la tempistica è essenziale, immaginiamo che entrambi i nodi abbiano un orologio sincronizzato con l’orario dello stesso server. Gli orologi funzionano in modo indipendente e quindi avranno orari leggermente diversi. Il nodo con l’orologio più basso vincerà sempre la gara per aggiungere una transazione e l’altro nodo dovrà ricominciare con una nuova transazione.
Il whitepaper di Solana illustra bene il funzionamento della proof of history.
Solana Whitepaper
Il whitepaper di Solana entra nel dettaglio del protocollo e del suo funzionamento. Include anche informazioni sull’obiettivo finale del progetto: creare una Blockchain decentralizzata in grado di elaborare milioni di transazioni al secondo.
Il whitepaper inizia con una descrizione del problema che Solana sta cercando di risolvere. Le Blockchain esistenti si basano su algoritmi di consenso lenti ed elaborano solo poche transazioni al secondo. Il whitepaper descrive anche come il protocollo PoH possa creare una Blockchain in grado di elaborare milioni di transazioni al secondo.
Quali sono i benefici della Proof of History?
Il vantaggio più importante del protocollo PoH è che permette alla Blockchain di avere un ordine coerente degli eventi. Questa coerenza permette alla Blockchain di essere decentralizzata perché ogni nodo può concordare sull’ordine degli eventi che si verificano sulla rete.
Un altro vantaggio del protocollo PoH è che consente alla Blockchain di avere una finalità quasi istantanea. Ciò significa che una volta aggiunto un blocco alla catena, nessun altro blocco verrà aggiunto e che non avverranno fenomeni di fork o altri problemi legati alla flessibilità dell’algoritmo di consenso.
L’algoritmo PoH di Solana può creare una Blockchain in grado di gestire migliaia di transazioni al secondo. Poiché non avvengono fenomeni di fork e la finalità è quasi immediata, la rete può gestire un elevato volume di transazioni.
La Proof of History presenta anche altri vantaggi;
- Prestazioni Elevate
Il primo vantaggio delle Blockchain Proof of History è che ogni nodo della rete possiede un algoritmo di consenso indipendente. Ciò significa che ogni nodo creerà la propria catena e ignorerà l’algoritmo di consenso degli altri nodi della rete.
Ciò garantisce una grande flessibilità e permette a ogni nodo della rete di scegliere il compromesso tra latenza e finalità. Il sistema Solana è costruito per supportare prestazioni elevate, selezionando l’algoritmo di consenso che meglio si adatta all’hardware.
- Un orologio per la Blockchain
Una Blockchain è un sistema decentralizzato e distribuito, basato su un protocollo che prevede che ogni blocco abbia un proprio ordine. Ciò significa anche che ogni blocco sarà collegato a un momento specifico della transazione.
Tuttavia, questo può risultare problematico, poiché può essere difficile concordare un ordine coerente a livello globale delle transazioni che avvengono in rete, soprattutto quando ci sono molte transazioni al secondo.
Una Blockchain con protocollo PoH si basa su un sistema crittografico per ottenere un ordine affidabile delle transazioni/eventi memorizzati sul registro in modo tale da risolvere il problema dell’accordo temporale e rendere possibile la finalizzazione quasi istantanea di migliaia di transazioni al secondo.
- Web-Scale
Il termine Web-scale indica i sistemi destinati a supportare il carico delle applicazioni Internet su larga scala. PoH è stata progettata per essere web-scale, ovvero in grado di gestire milioni di transazioni al secondo.
La chiave per creare una Blockchain di questo tipo è l’utilizzo di un algoritmo di consenso ottimizzato per il throughput.
- Implementazione ad alte prestazioni del PBFT
L’algoritmo di consenso più utilizzato per le Blockchain ad alte prestazioni è Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT).
La struttura della Blockchain Solana è stata progettata per essere web-scale. La sua struttura può gestire l’algoritmo di consenso più orientato al throughput, ovvero il PBFT.
Inoltre utilizza un’implementazione ad alte prestazioni del PBFT per creare una Blockchain altamente scalabile in grado di elaborare milioni di transazioni al secondo.
Esempi di Proof of History
I progetti Blockchain che utilizzano l’algoritmo di consenso Proof of History includono:
- Solana – Solana è una Blockchain PoH costruita per le dApp ad alto rendimento. La Blockchain Solana è un ottimo esempio di come funziona una Blockchain PoH. Può gestire oltre 10.000 transazioni al secondo e supporta applicazioni decentralizzate. Questo risultato si ottiene utilizzando un sistema ibrido che combina PoW, PoS e PoH.
- Filecoin – Filecoin è una rete di archiviazione decentralizzata costruita su una Blockchain PoH.
- Hashgraph – Hashgraph è un’altra Blockchain PoH.
Questi sono solo alcuni esempi di progetti Blockchain che utilizzano l’algoritmo di consenso Proof of History.
Quali sono i potenziali problemi della Proof of History?
Ci sono alcune potenziali problematiche che PoH dovrà risolvere. L’algoritmo di consenso Proof of History di Solana dovrà dimostrare di essere all’altezza di queste sfide.
- Sistema Centralizzato
Una delle problematiche della proof of history di Solana è quello si essere un centralizzato. Sebbene per molti questo potrebbe rappresentare un vantaggio, ha anche i suoi svantaggi. Il sistema si affida a un’entità fidata per verificare i dati e trasmetterli alle altre entità della rete. Se questa entità viene violata o corrotta, l’integrità della rete potrebbe essere minacciata.
Se i computer che gestiscono e generano gli hash non sono sufficientemente protetti, possono essere violati. Se un computer specifico che genera gli hash è compromesso, può essere usato per generare un ordine falso.
Inoltre, essere centralizzati significa anche che tutti gli utenti devono fidarsi della stessa entità per utilizzare la rete. Questo può essere problematico se le diverse entità hanno agende diverse.
- Lentezza
Oltretutto, il sistema proof of history di Solana è abbastanza lento. Ci vuole tempo perché i dati viaggino attraverso la rete. Di conseguenza, per le piccole imprese è difficile adottare tale piattaforma. Mentre per le grandi aziende può essere costoso partecipare alla rete a causa delle elevate commissioni associate all’utilizzo del sistema.
- Grande potenza di calcolo
Un’altra problematica riguarda il fatto che il PoH sia una forma di proof of work (PoW) che richiede una grande quantità di potenza di calcolo per avere buon esito. Per garantire che il PoH abbia successo, è necessaria una quantità significativa di potenza di elaborazione e di energia.
La proof of history richiede una grande quantità di potenza di calcolo in ogni nodo. Questo limita il numero di nodi che possono essere distribuiti, rendendo difficile l’adozione della piattaforma da parte delle aziende più piccole.
Se si utilizzasse una Blockchain PoW, sarebbe necessaria una grande quantità di potenza di calcolo per mantenere il registro sicuro. Con PoW, è necessaria una grande potenza di calcolo per risolvere gli algoritmi che aggiungono blocchi alla Blockchain.
Una maggiore potenza di calcolo implica un maggiore consumo energetico. Ciò può creare problemi per l’ambiente e per la rete Blockchain.
- Meno applicazioni decentralizzate (dApps)
Le finalized Blockchain sono progettate per essere utilizzate per le criptovalute e altre applicazioni che richiedono un elevato livello di affidabilità. Le Blockchain PoH sono centralizzate e non offrono lo stesso livello di affidabilità. Le criptovalute come Bitcoin ed Ethereum sono Blockchain PoW e sono progettate per essere utilizzate in un contesto trustless.
Le Blockchain PoH sono basate sull’affidabilità e non sono adatte alle dApp che richiedono un elevato livello di affidabilità e sicurezza.
- Requisiti rigorosi per partecipare come revisore
La Blockchain PoH è una Blockchain pubblica e chiunque può parteciparvi. Tuttavia, la Blockchain pubblica prevede un livello di affidabilità tra tutti i partecipanti. La fiducia che tutti i partecipanti siano onesti e seguano le regole della Blockchain. PoH ha alcuni requisiti da soddisfare se si vuole partecipare alla Blockchain come revisore.
I requisiti per partecipare come revisore sono severi, quindi il numero di nodi sarà basso e il sistema sarà centralizzato. Per partecipare, è necessario disporre di un computer con alte prestazioni in grado di generare molti hash al secondo.
- Capacità hardware aggiuntiva
Il sistema di verifica di Solana deve gestire milioni di transazioni al secondo ed elaborare un gran numero di transazioni contemporaneamente. Ciò richiede una capacità hardware aggiuntiva e una maggiore potenza di calcolo.
Solana necessita anche di trovare un modo per archiviare tutti i dati prima che vengano utilizzati, per mantenerli sicuri ed evitare manomissioni. Questa operazione può essere costosa e richiede tempo, quindi Solana deve trovare un modo per rendere questa parte del processo proof-of-history il più efficiente possibile.
- Molti utenti da riconoscere
Un’altra sfida del sistema di proof-of-history di Solana è il dover distinguere tra vari utenti che utilizzano lo stesso account o la stessa cronologia delle transazioni. Un aggressore potrebbe creare dati falsi su uno di questi account per aggirare il processo di verifica.
Idealmente, il sistema di Solana sarebbe in grado di rilevarlo confrontando diverse serie di dati provenienti da fonti diverse; se dovessero differire in qualche modo, la discrepanza verrebbe segnalata per ulteriori indagini.
- Trading ad alta frequenza
Infine, la proof of history di Solana non è progettata per gestire il trading ad alta frequenza (HFT). Poiché l’HFT si basa su transazioni più veloci e su un maggior numero di dati che fluiscono attraverso il sistema, in queste condizioni c’è poco spazio per gli errori.
Conclusione
La proof of history è uno dei sistemi di consenso che sembra essere adatto per le Blockchain ad alto rendimento. È stato progettato per essere un algoritmo di consenso scalabile e con alte prestazioni.
La Blockchain PoH è stata progettata per essere una Blockchain pubblica in grado di gestire un elevato volume di transazioni al secondo. Può gestire oltre 10.000 transazioni al secondo.
Ci sono alcuni potenziali problemi che PoH dovrà superare prima di potersi affermare. Tra questi, la centralizzazione, la grande quantità di potenza di calcolo richiesta e i requisiti rigorosi per partecipare come revisore. Queste sono solo alcune delle problematiche che il PoH dovrà risolvere. È ancora da vedere come PoH si comporterà a lungo termine durante le sue applicazioni nel mondo reale.
A presto,
Scaling Parrots
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