Proof of Work: come funziona

La tecnologia Blockchain sta rivoluzionando le modalità di archiviazione, condivisione e gestione dei dati. Si tratta di una tecnologia a registro distribuito che consente l’archiviazione sicura, verificabile e immutabile dei dati ed è alla base di criptovalute come Bitcoin ed Ethereum. Uno dei principi chiave della tecnologia Blockchain è il Proof of Work (PoW).

PoW è un algoritmo che richiede ai partecipanti alla rete di risolvere complesse equazioni matematiche per dimostrare che sono utenti legittimi e per verificare le transazioni. Richiedendo agli utenti di risolvere difficili problemi matematici, PoW crea una rete sicura e priva di fiducia, resistente agli attori malintenzionati e impedisce la doppia spesa.

In questo articolo discuteremo come funziona PoW e perché è importante per la tecnologia Blockchain.

Che cos’è la Proof of Work all’interno della Blockchain?

La Proof of Work (PoW) è un algoritmo che richiede ai partecipanti alla rete di risolvere complesse equazioni matematiche per dimostrare di essere utenti legittimi e verificare le transazioni. Il processo di risoluzione delle equazioni matematiche è chiamato mining. Ogni dispositivo di mining viene ricompensato con una quantità specifica di criptovaluta.

PoW crea una rete sicura e priva di fiducia, resistente agli attori malintenzionati e in grado di prevenire i doppi pagamenti.

Lo scopo principale di PoW è quello di creare una rete sicura in cui le transazioni e i dati non possano essere alterati o violati. Quando un utente avvia una transazione, i termini e le condizioni del contratto sono programmati nella rete. L’utente deve fornire una soluzione a un’equazione matematica che corrisponde a una serie specifica di termini.

I termini e le condizioni sono programmati in un registro, che è un database che registra tutte le transazioni che avvengono all’interno della rete. Il PoW è necessario perché protegge tutti i dati delle transazioni nella Blockchain, rendendo estremamente difficile (praticamente impossibile) la manomissione dei dati e la creazione di record di transazioni false.

Come funziona la PoW

Il principio fondamentale del PoW è quello di rendere computazionalmente costoso, creare e verificare i record delle transazioni. Il PoW garantisce che la rete non possa essere violata rendendo l’operazione difficile e costosa.

Supponiamo di voler avviare una transazione in bitcoin. Per prima cosa, dovete dimostrare di possedere una certa quantità di bitcoin e che non state cercando di avviare una transazione fraudolenta.

Il primo passo consiste nel risolvere una complessa equazione matematica. Non è possibile risolvere l’equazione senza investire una quantità significativa di potenza di calcolo. Maggiore è la potenza di calcolo investita, maggiori sono le possibilità di risolvere l’equazione e verificare la transazione.

Una cosa importante da notare è che la rete ricalcola le equazioni e verifica le transazioni ogni dieci minuti. Questo per garantire la trasparenza e l’affidabilità della rete.

Maggiore è la potenza di calcolo, maggiore è la possibilità di verificare la transazione e di ricevere una ricompensa per il proprio sforzo. Si noti che la ricompensa per la soluzione dell’equazione è una quantità specifica di criptovalute.

Esempi di Proof of Work

Di seguito sono riportati alcuni esempi di proof of work:

• Bitcoin Network: Bitcoin è il primo e più comune esempio di rete Blockchain che opera sulla base del Proof of Work. La rete comprende migliaia di dispositivi di mining che verificano e registrano i dati delle transazioni su un registro pubblico condiviso.

• Ethereum Network: La rete Ethereum è un altro esempio di Blockchain che utilizza il Proof of Work. Ethereum è una piattaforma decentralizzata che consente agli sviluppatori di creare ed eseguire applicazioni decentralizzate (DApp). Per funzionare, la rete Ethereum richiede la PoW per proteggere la rete, registrare e verificare i dati delle transazioni e creare nuovi blocchi sulla Blockchain.

• Filecoin Network: La rete Filecoin è una rete decentralizzata di archiviazione dati distribuita che utilizza anche la Proof of Work. La rete utilizzerà la PoW per creare una rete di archiviazione decentralizzata sicura, scalabile e affidabile.

Perché è importante la Proof of Work?

Alcuni dei motivi per cui il PoW è importante sono i seguenti:

1. I sostenitori della proof of work sostengono che sia più sicura di altri meccanismi.
   La sicurezza offerta dalla proof of work aiuta a raggiungere due obiettivi: la doppia spesa e la manomissione dei dati.
   
   La doppia spesa è l’atto di spendere due volte lo stesso importo. Nella maggior parte dei casi si tratta di un atto doloso, ma in alcuni casi può essere accidentale. Un esempio di doppia spesa è il trasferimento di denaro dal proprio conto bancario a un altro conto e la ripetizione della stessa transazione dal proprio conto al primo. Per prevenire la doppia spesa e le frodi, la rete deve essere protetta e a prova di manomissione.
   
   La manomissione dei dati si riferisce all’atto di alterare o modificare i dati, ma è una minaccia comune che viene spesso utilizzata nei cyberattacchi e nelle attività maligne. Questa minaccia può essere prevenuta utilizzando PoW, in quanto è matematicamente impossibile alterare i dati delle transazioni una volta confermati e registrati sulla Blockchain.
2. Disincentiva gli attacchi alla Blockchain di una criptovaluta rendendo costosa la verifica delle transazioni.
   Un altro motivo per cui la proof of work è importante è che riduce gli attacchi alla rete, che si verificano quando un attore malintenzionato cerca di interrompere la rete o di alterare i dati delle transazioni. Il PoW richiede agli utenti di investire quantità significative di potenza di calcolo, il che è costoso e richiede tempo.
   
   Una volta che l’attore malintenzionato decide di attaccare la rete, spenderà molto denaro, tempo ed energia per attaccare la rete. Questo rende gli attacchi alla rete costosi e poco redditizi.
3. Consente di confermare e registrare le transazioni in bitcoin senza un’autorità centrale.
   La Proof of Work scoraggia l’uso di autorità centrali, che sono enti governativi, agenzie di regolamentazione o terze parti fidate che registrano e verificano i dati. Nei sistemi tradizionali, i dati sono verificati e confermati da autorità centralizzate.
   
   Ciò avviene manualmente, ovvero gli esseri umani sono responsabili della revisione e dell’approvazione delle transazioni. Bitcoin non si affida alle autorità centrali per verificare, approvare e registrare i dati delle transazioni. Utilizza invece PoW per confermare e registrare i dati delle transazioni su un registro pubblico condiviso.

Dove viene implementata la Proof of Work?

Bitcoin e altre criptovalute basate su Bitcoin

Bitcoin è il primo e più comune esempio di rete Blockchain che opera in PoW. La rete comprende migliaia di dispositivi di mining che verificano e registrano i dati delle transazioni su un registro pubblico condiviso.

La rete Bitcoin utilizza l’algoritmo SHA-256, che richiede ai miner di risolvere equazioni matematiche per guadagnare Bitcoin come ricompensa per il loro sforzo.

Il sistema funziona come segue: ogni dieci minuti, tutti i partecipanti alla rete devono risolvere una complessa equazione matematica corrispondente a una serie specifica di termini. Maggiore è la potenza di calcolo investita, maggiori sono le possibilità di risolvere l’equazione e di verificare la transazione. Il primo utente che risolve l’equazione e verifica la propria transazione riceve una specifica quantità di Bitcoin come ricompensa. Questo per garantire la trasparenza e l’affidabilità della rete.

Ethereum e piattaforme Ethereum

La rete Ethereum è un altro esempio di Blockchain che utilizza PoW. Ethereum è una piattaforma decentralizzata che consente agli sviluppatori di creare ed eseguire DApp. Per funzionare, la rete Ethereum richiede PoW per proteggere la rete, registrare e verificare i dati delle transazioni e creare nuovi blocchi sulla Blockchain.

Ethereum è noto come una piattaforma decentralizzata che esegue smart contract. I smart contract sono fondamentalmente protocolli informatici responsabili di verificare, facilitare o imporre la negoziazione o l’esecuzione di un contratto.

Ethereum è simile a Bitcoin, ma utilizza un algoritmo di Proof of Work chiamato Ethash. Ethash è diverso dall’algoritmo di Bitcoin perché la quantità di potenza del computer necessaria per il mining di Ethereum è inferiore a quella richiesta per Bitcoin.

Le piattaforme Ethereum più popolari sono Ethereum ed Ethereum Classic. Ethereum è la piattaforma decentralizzata basata su Blockchain più diffusa che esegue smart contract.

Ethereum Classic è un’organizzazione autonoma decentralizzata (DAO) che facilita la creazione di applicazioni decentralizzate (DApp). È la continuazione della Blockchain originale di Ethereum, dopo che un hack ha causato la divisione della rete Ethereum in due Blockchain distinte.

Filecoin Network

La rete Filecoin è una rete decentralizzata di archiviazione dati distribuita che utilizza anche il PoW. La rete utilizza il PoW per creare una rete di archiviazione decentralizzata sicura, scalabile e affidabile. Gli utenti possono guadagnare Filecoin ospitando file e dati sulla rete.

Questa rete peer-to-peer è protetta da un algoritmo di consenso Proof of Work. La rete Filecoin utilizza un chip ASIC specializzato, chiamato ASIC “J Squared”, in grado di effettuare il mining della rete con un’efficienza molto elevata.

I Filecoin vengono utilizzati per pagare lo storage e la larghezza di banda sulla rete Filecoin. Con una base di utenti in crescita, si prevede che i Filecoin aumentino di valore nel tempo e diventino una riserva di valore affidabile a lungo termine.

Vantaggi della Proof of Work nella Blockchain

1. La Proof of Work è un ottimo modo per proteggere una Blockchain. È molto efficace nel prevenire attacchi come quello del 51%. In un sistema proof-of-work, è incredibilmente difficile per un attaccante ottenere il controllo della maggior parte della rete. Per farlo, infatti, dovrebbe impiegare un’enorme quantità di risorse.
   
   Anche se un attaccante riuscisse a ottenere il controllo della maggior parte della rete, sarebbe molto difficile per lui mantenere questo controllo per un periodo di tempo prolungato. Infatti, gli altri utenti si accorgerebbero rapidamente che qualcosa non va e inizierebbero a lavorare per creare una nuova Blockchain che non includa i blocchi dell’attaccante.
   
   Le reti tradizionali sono soggette a violazioni della sicurezza. Tuttavia, PoW crea una rete priva di fiducia, resistente agli attori malintenzionati e in grado di prevenire i doppi pagamenti.
2. La Proof of Work ha anche il vantaggio di garantire la definitività. Una volta che un blocco è stato estratto, può essere considerato definitivo e non può essere modificato o annullato. Questo perché richiederebbe un’incredibile quantità di risorse per farlo. Questa definitività è importante per garantire che le transazioni siano sicure e non possano essere manomesse.
3. PoW non richiede fiducia tra i miner. In altre parole, viene eliminato il requisito di un’autorità centrale che supervisiona il processo di mining. Ciò rende i sistemi basati su PoW più decentralizzati rispetto a quelli che utilizzano altri algoritmi di consenso.
4. La Proof of Work fornisce anche un metodo decentralizzato di verifica delle transazioni. Ciò significa che chiunque può verificare l’accuratezza della Blockchain senza doversi fidare di un’autorità centrale. Ciò rende il sistema più sicuro e meno suscettibile di attacchi.
5. Le prove di lavoro possono fornire ricompense agli utenti che effettuano il mining dei blocchi. Queste ricompense possono incentivare gli utenti a continuare l’attività di mining e contribuire alla sicurezza della rete.

Svantaggi della Proof of Work nella Blockchain

Sebbene PoW sia un meccanismo di consenso popolare, presenta alcuni svantaggi, che sono:

1. Il PoW può essere piuttosto inefficiente, poiché richiede molto tempo ed energia ai miner per competere tra loro e risolvere complessi problemi matematici. Questo può portare a una bassa velocità delle transazioni e a commissioni costose.
2. PoW è suscettibile al 51% degli attacchi, ovvero quando un gruppo di miner tenta di controllare più del 50% della potenza di estrazione della rete per manipolare la Blockchain.
3. L’elevato consumo energetico della proof of work nella Blockchain è uno dei suoi principali svantaggi. Richiede molta energia per eseguire gli algoritmi necessari a verificare le transazioni. È necessario aggiungerli alla Blockchain. Ciò può comportare bollette elettriche elevate e persino danni all’ambiente se l’elettricità utilizzata proviene da fonti sporche.
   
   Ciò rende i sistemi basati su Proof of Work meno rispettosi dell’ambiente rispetto ad altre opzioni. Inoltre, poiché la verifica delle transazioni richiede una notevole potenza di calcolo, i sistemi Proof of Work possono essere lenti e macchinosi.

Conclusione

La Proof of Work (PoW) è un concetto importante nella tecnologia Blockchain. Si tratta di un meccanismo di consenso utilizzato dalle reti Blockchain per garantire la validità e la sicurezza delle transazioni.

In poche parole, il consenso Proof of Work richiede ai miner di risolvere un complesso puzzle computazionale per convalidare una transazione. Quando un minatore risolve con successo il puzzle, viene ricompensato con una determinata quantità di criptovaluta. Questo processo è essenziale per la sicurezza della rete Blockchain, in quanto garantisce che tutte le transazioni siano valide e che nessun malintenzionato possa manomettere i dati.

A presto,

Scaling Parrots