Proof of Work: cos’è e come funziona

Le criptovalute non hanno sistemi centralizzati per verificare l’accuratezza delle nuove transazioni e dei dati che vengono aggiunti alla blockchain. Ci si affida invece a una rete distribuita di partecipanti per convalidare le transazioni in entrata e aggiungerle come nuovi blocchi.

Il Proof of Work (PoW), la cui traduzione letterale è “prova di lavoro”, è un meccanismo di consenso in cui ai partecipanti (chiamati miner, “minatori”) viene richiesto di spendere una certa quantità di risorse computazionali per risolvere un problema matematico complesso. Chi per primo risolve il problema ottiene il diritto di aggiungere il nuovo blocco alla blockchain e una ricompensa in criptovalute. Ecco spiegato il ruolo fondamentale del work, ossia del “lavoro” nel PoW: il sistema richiede che i minatori competano tra loro per essere i primi a risolvere enigmi matematici arbitrari per impedire a chiunque di frodare il sistema.

Leggi anche: Come funziona il mining di Bitcoin

Prendiamo a esempio un conto bancario. Se depositi un assegno nel tuo conto, come fai a sapere che ti verrà accreditato l’importo esatto? Come fa l’emittente dell’assegno a essere certa che verrà addebitato solo l’importo scritto sull’assegno? Nel sistema bancario tradizionale tutte le parti coinvolte in una transazione hanno fiducia nel fatto che la banca muove regolarmente il denaro.

Con le criptovalute, non ci sono banchieri o istituzioni finanziarie a garantire la sicurezza e l’accuratezza delle transazioni. Piuttosto, questo compito è affidato ai miner e al Proof of Work (o al Proof of Stake). Per le blockchain che utilizzano il PoW, i miner sono i guardiani e i facilitatori che fanno funzionare il sistema in modo fluido e accurato.

Ecco come funziona:

• Le nuove transazioni vengono raggruppate. Gli utenti acquistano e vendono criptovaluta e i dati di queste transazioni vengono raggruppati in un blocco.
• I minatori competono per elaborare il nuovo blocco. I minatori di criptovalute competono per essere i primi a risolvere un complesso problema di matematica. Mostrando la prova di aver intrapreso il lavoro computazionale, denominato hash, il miner guadagna il diritto di elaborare il blocco di transazioni.
• Viene scelto un minatore per aggiungere il nuovo blocco. Esiste un certo grado di casualità nel decidere chi ottiene il diritto di elaborare il blocco. Il vincitore riceve nuove criptovalute e aggiunge un nuovo blocco alla blockchain.

“I miner lavorano per risolvere complessi problemi matematici per guadagnare una ricompensa”, spiega Dan Schwenk, amministratore delegato di Digital Asset Research. Si tratta di problemi complessi che richiedono una notevole potenza del computer e un elevato quantitativo di energia per essere risolti. Poiché i minatori hanno investito risorse significative nelle apparecchiature informatiche e nei costi energetici richiesti, sono motivati a convalidare accuratamente le transazioni.

Il Proof of Work presenta alcuni vantaggi: ha dimostrato la sua efficacia nel garantire la sicurezza della rete di Bitcoin dal 2009 a oggi, ed è un sistema incentivante che garantisce il funzionamento e la sicurezza della rete.

Tuttavia, negli anni il PoW è stato molto criticato, soprattutto per l’enorme quantità di energia richiesta per funzionare.

Ecco le principali critiche mosse al Proof of Work:

• Fabbisogno energetico. Secondo il New York Times, nel 2009 si poteva estrarre un Bitcoin utilizzando un normale computer desktop e una quantità trascurabile di elettricità. Ma nel 2021, avresti dovuto consumare una quantità di elettricità pari a quella che una casa americana standard utilizzerebbe in nove anni per minare un Bitcoin.
• Centralizzazione. Una delle caratteristiche più interessanti per gli investitori in criptovaluta è la decentralizzazione. A causa delle significative esigenze di potenza computazionale e di energia del Proof of Work, tuttavia, le operazioni minerarie sono finite nelle mani di un piccolo numero di grandi aziende. Ciò potrebbe potenzialmente portare alcune entità a controllare la maggior parte delle operazioni di criptovaluta.

Circa il 64% della capitalizzazione di mercato totale dell’universo delle criptovalute utilizza il Proof of Work per la convalida. Tra le criptovalute più popolari troviamo:

• Bitcoin
• Dogecoin
• Bitcoin Cash
• Litecoin
• Monero

Anche Ethereum, la seconda criptovaluta per capitalizzazione del mercato, ha usato il Proof of Work, ma quando completerà il Merge passerà definitivamente al Proof of Stake.

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Sia Proof of Work che Proof of Stake sono meccanismi di consenso per le criptovalute, ma presentano importanti differenze.

Entrambi i metodi convalidano le transazioni in entrata e le aggiungono a una blockchain. Con il Proof of Stake, i partecipanti alla rete vengono definiti “validatori” piuttosto che minatori. Anziché risolvere problemi matematici complessi, i validatori bloccano determinati importi di criptovaluta (la loro quota) in uno smart contract sulla blockchain.

In cambio della criptovaluta “staking”, hanno la possibilità di convalidare nuove transazioni e guadagnare una ricompensa. Ma se convalidano in modo improprio dati errati o fraudolenti, potrebbero essere puniti con la perdita parziale o totale di tutta la loro puntata. Il Proof of Stake rende più semplice per più persone partecipare come validatori alla blockchain, poiché non è necessario possedere potenti e costosi computer e consumare enormi quantità di energia elettrica per effettuare lo staking delle criptovalute. Tutto ciò di cui hai bisogno sono le criptovalute.

In conclusione, il Proof of Work è il più popolare dei due principali meccanismi di consenso per la convalida delle transazioni su blockchain. Anche se non privo di limitazioni e svantaggi, i minatori che utilizzano il PoW aiutano a garantire che solo le transazioni legittime vengano registrate sulla blockchain. In questo modo, i miner aiutano anche a proteggere la sicurezza della blockchain da potenziali attacchi che potrebbero causare perdite di denaro a coloro che effettuano transazioni sulla blockchain.