La diffusione del mercato delle criptovalute ha aumentato l’interesse verso la blockchain, ma quali sono i meccanismi che ne garantiscono il funzionamento e la sicurezza?
I sistemi centralizzati sono supervisionati da un’entità amministrativa centrale, la quale ha l’autorità di mantenere, modificare e aggiornare il database. Nel caso invece di reti decentralizzate, questa autorità centrale viene a mancare. In questo articolo dunque introdurremo il concetto di “meccanismo di consenso” e l’utilità di tali protocolli nelle blockchain.
Cosa sono i meccanismi di consenso?
Il termine “meccanismo di consenso” si riferisce a particolari tipologie di protocolli volti a raggiungere un accordo generale tra i nodi di una rete distribuita, sullo stato di una blockchain specifica.
Dunque, per le reti blockchain - caratterizzate dalla decentralizzazione - sono stati sviluppati algoritmi (anche noti come “protocolli” o “meccanismi”) di consenso, basati su diversi principi, utilizzati per verificare le transazioni e mantenere la sicurezza della blockchain sottostante, col fine di stabilire affidabilità e fiducia nella rete.
Esistono molti tipi diversi di meccanismi di consenso, ciascuno con vari vantaggi e svantaggi, a seconda della blockchain e della sua applicazione. Nonostante tali protocolli differiscano per consumo energetico, sicurezza e scalabilità, essi condividono tutti uno scopo: garantire che le transazioni siano veritiere e oneste. I due protocolli più conosciuti e diffusi sono proof of work (PoW) e proof of stake (PoS).
Perché le blockchain hanno bisogno di meccanismi di consenso?
I meccanismi di consenso costituiscono la spina dorsale di tutte le blockchain di criptovaluta e sono ciò che le rende sicure.
Una blockchain consiste in un registro digitale decentralizzato, distribuito e spesso pubblico, utilizzato per registrare delle transazioni. Ciascuna transazione viene registrata come un blocco di dati, dopo essere stata verificata in modo indipendente da reti di computer peer-to-peer, e poi aggiunta alla catena. Questo sistema aiuta a proteggere la blockchain da attività fraudolente e affronta il problema della “doppia spesa”, in cui lo stesso token digitale viene speso più di una volta.
Infatti, uno dei maggiori ostacoli che i programmatori hanno faticato a superare è stato il riuscire a creare una risorsa digitale caratterizzata da scarsità, non replicabile e non spendibile più di una volta.
Dunque, i meccanismi di consenso sono implementati all’interno delle reti blockchain - quali Bitcoin ed Ethereum, ad esempio - al fine di garantire che tutti i partecipanti (“nodi”) in una rete blockchain siano concordi su un’unica versione della storia e per determinare la validità delle transazioni.
Il consenso deve essere infatti mantenuto da un blocco all’altro, al fine di mantenere l’ordine e preservare la sicurezza della rete, senza intoppi. Molti dei potenziali attacchi informatici che prendono di mira le blockchain implicano in qualche modo l’interruzione del processo di generazione di nuovi blocchi. Per questo motivo, è importante che il processo di raggiungimento del consenso sulle criptovalute sia strutturato in modo da rendere difficile l’intervento degli hacker.
PoW: il modello più conosciuto e diffuso
Al giorno d’oggi esistono numerosi algoritmi di consenso diversi, ma il Proof-of-Work è ancora il più comunemente usato, in quanto si è dimostrato affidabile e sicuro.
Tale protocollo si basa sul controllo da parte dei cosiddetti “minatori”, ossia gli individui che, attraverso potenti computer, competono tra loro per risolvendo complessi problemi matematici.
Il miner che per primo risolve il problema, può aggiungere il prossimo blocco di transazioni alla blockchain e guadagna anche le nuove monete coniate insieme a quel blocco (la cosiddetta “ricompensa”). La forza di questo metodo risiede appunto nella partecipazione di più individui: hackerare una rete simile richiederebbe così tanta potenza di calcolo che qualsiasi aspirante hacker sarebbe invece incentivato a diventare un partecipante onesto nella rete. In altre parole, è più facile e gratificante estrarre solo monete che tentare di attaccare la rete.
Tuttavia, gli svantaggi principali di PoW sono il fatto che tale processo richiede molta energia, riscontra problemi nella scalabilità e può tendere alla centralizzazione, a causa degli alti costi delle nuove apparecchiature. Il principale vantaggio di PoW è che ha il track record più lungo e ha dimostrato di essere l’algoritmo di consenso più sicuro. Ad oggi, non c’è mai stato un tentativo riuscito di interrompere la produzione di blocchi di Bitcoin.
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