Introduzione
Con l’arrivo del 2025, i meccanismi di consenso fondamentali che alimentano Bitcoin ed Ethereum—Proof-of-Work (PoW) e Proof-of-Stake (PoS)—sono sotto attacco a causa di hackeraggi e preoccupazioni legate ai budget di sicurezza in declino. Alternative come il Proof-of-Agreement (PoA) di Stellar, basato sulla fiducia, e il turbo-caricato Proof-of-Entropy-Minima (PoEM) di Quai affermano di affrontare queste problematiche.
Analisi di PoW e PoS
Ryan Berckmans, ricercatore nell’ecosistema crypto e membro di lunga data della comunità Ethereum, ha dichiarato a Cryptonews che PoW è il meccanismo di consenso originale, inventato da Satoshi Nakamoto. Berckmans ha spiegato che PoW risolve il problema di come una rete pubblica di computer possa concordare su uno stato condiviso. Inoltre, PoW consente anche il mining di Bitcoin:
“È un’invenzione estremamente importante perché risolve il dilemma dei ‘generali bizantini’ e ha avviato l’umanità su un percorso verso sistemi economici migliori, aumentando la libertà e la prosperità globale”
Berckmans ha aggiunto che PoS offre una sicurezza migliorata per le blockchain Layer-1 (L1) che gestiscono diversi asset:
“Con PoS, un token nativo con una capitalizzazione di mercato di un trilione di dollari può garantire un layer di applicazione con un valore in pericolo di 100 trilioni di dollari, cosa che PoW non è in grado di fare”
Ha sottolineato che la forza di PoW risiede nella sua capacità di minimizzare i rischi, alimentando fiducia e affidabilità.
“Il processo di mining è relativamente semplice e non richiede il blocco di fondi che potrebbero essere rubati se il miner venisse compromesso”
ha spiegato. Al contrario, i validatori PoS hanno fondi a rischio, esponendoli al furto o all’estorsione, nel caso in cui la loro chiave privata venga compromessa.
Sfide per le blockchain PoW e PoS
Esistono diverse sfide sia per PoW che per PoS. Ad esempio, le blockchain PoS si basano su incentivi economici in cui i validatori puntano token e sono premiati per comportamenti onesti o puniti finanziariamente per comportamenti scorretti. Questo meccanismo può essere sfruttato in modi che compromettono la sicurezza. Nel 2023, alcuni attaccanti hanno investito solo una piccola parte della loro puntata per diventare produttori di blocco di Ethereum, lanciando poi un attacco contro la rete MEV-Boost, guadagnando accesso a circa 25 milioni di dollari in stablecoin.
Berckmans ha sottolineato che una grande sfida per PoS è ridurre la complessità mantenendo al contempo la sicurezza:
“Ethereum ha quattro client di produzione per il suo nodo validatore PoS: questo lo rende l’unico L1 con una diversità sostanziale dei client, contribuendo alla decentralizzazione. Ma avere quattro client aumenta anche la complessità, rendendo possibile il temuto rischio di ‘divisione della catena’”
Per quanto riguarda PoW, Berckmans ha avvisato che Bitcoin deve affrontare una crisi del proprio budget di sicurezza.
“Ogni dimezzamento ogni quattro anni riduce il budget di sicurezza di Bitcoin dimezzando la ricompensa del mining. L’intenzione di Satoshi era che le commissioni delle transazioni aumentassero per compensare questa diminuzione, ma non è successo”
Berckmans teme che Bitcoin possa diventare molto vulnerabile a colpi catastrofici del 51% entro il 2032 e suggerisce che l’unico modo pratico per risolvere la crisi del budget di sicurezza potrebbe essere l’introduzione di un’inflazione tail permanente nell’offerta di BTC, il che comporterebbe superare il limite massimo di 21 milioni di BTC entro la metà degli anni ’30.
Il “Proof-of-Agreement” di Stellar
A causa delle sfide delle blockchain PoW e PoS, alcune reti hanno implementato meccanismi di consenso alternativi. Stellar, ad esempio, utilizza un protocollo di consenso noto come “Proof-of-Agreement” (PoA). Garand Tyson, ingegnere software senior della Stellar Development Foundation, ha affermato a Cryptonews che PoA rappresenta un protocollo di consenso sostanzialmente diverso da PoW e PoS:
“PoA non si basa sulla potenza di calcolo o sulla proprietà del token, ma sulla fiducia sociale e sulla reciproca approvazione”
Tyson ha spiegato che per diventare validatori, è necessario essere fidati da qualcuno che è già un validatore della rete:
“Chiunque nella rete può invitare chiunque desideri a diventare un validatore, ma la fiducia dev’essere guadagnata”
I validatori fidati su Stellar formano così un “quorum set”, in cui ciascun partecipante è a conoscenza degli altri. Questo offre trasparenza e facilita l’accesso alle informazioni sui validatori, risultando particolarmente utile per scopi di regolamentazione e audit. Tyson ha evidenziato inoltre che entità sospette non possono unirsi alla rete semplicemente puntando una grande somma di token, come avviene in molte blockchain PoS, prevenendo così una serie di attacchi simili a quello da 25 milioni di dollari avvenuto su Ethereum.
In termini di sicurezza, Tyson ha osservato che l’accordo finale, o “finalità dello stato”, dipende da un ampio ventaglio di istituzioni fidate, comprese organizzazioni globali:
“Un attaccante dovrebbe convincere molte di loro ad accettare una versione falsa del libro contabile per portare a termine un attacco. Se anche solo una si rifiuta, l’operazione fallisce. Il PoA offre una finalità immediata e deterministica”
PoA include anche una protezione integrata contro i fork, impedendo ai validatori all’interno di un quorum set di forkare dalla rete.
“I validatori non continueranno a costruire blocchi fino a quando il fork non sarà risolto, a differenza della maggior parte degli altri modelli di consenso che generano ‘fork non validi’ in caso di errori”
Il “Proof-of-Entropy-Minima” di Quai Network
La blockchain L1 Quai Network ha sviluppato un proprio meccanismo di consenso, chiamato “Proof-of-Entropy-Minima” (PoEM). Alan Orwick, co-fondatore di Quai Network, ha spiegato a Cryptonews che PoEM si ispira al PoW di Bitcoin. Questo meccanismo utilizza gli hash computazionali dei miner per misurare l’entropia, ovvero la casualità, rimossa da ciascun blocco proposto, garantendo così che i nodi concordino rapidamente sul prossimo blocco:
“Ciò consente una finalità fulminea, consenso perpetuo e la capacità di coordinare infinite esecuzioni di shard, raggiungendo oltre 50.000 transazioni al secondo a costi inferiori a 0,01 dollari”
“A differenza del PoW tradizionale, PoEM offre un consenso deterministico e oggettivo, con una maggiore efficienza e scalabilità. Orwick ha anche sottolineato che Quai Network ha scelto di adottare PoEM piuttosto che PoW o PoS per evitare la centralizzazione e le elevate esigenze di staking che potrebbero derivare da PoS. Il framework basato sul lavoro di PoEM è allineato con la visione di Quai di un sistema monetario equo, accessibile e globalmente scalabile:
“Ciò consente anche ai miner e agli utenti un potere d’azione pur mantenendo l’efficienza energetica grazie al merged mining e ai workshares”
Il “Delegated Proof-of-Power” di PWR Chain
La blockchain Layer-0 PWR Chain utilizza un meccanismo di consenso chiamato “Delegated Proof-of-Power” (DPOP). Questo protocollo si basa sul protocollo Tendermint, ma introduce miglioramenti specifici per la sicurezza quantistica e una creazione di blocchi più rapida. Edy Haddad, CTO di PWR Chain, ha dichiarato a Cryptonews che DPOP utilizza il sistema di firme Falcon—uno schema crittografico post-quantistico per i voti dei validatori sui blocchi.
Haddad ha aggiunto che DPOP offre a tutti i validatori selezionati pari possibilità di produrre blocchi. Questo è importante, poiché il whitepaper di PWR Chain spiega che nei sistemi PoS convenzionali, i validatori ottengono opportunità di creazione di blocchi in proporzione alla loro puntata:
“Quando la possibilità di creazione di blocchi è legata alla dimensione della puntata, i grandi validatori producono automaticamente la maggior parte dei blocchi. Il che porta a ritorni sugli investimenti (ROI) stabili per i loro delegatori, il che a sua volta attira ancora più delegatori. Così, questi grandi validatori crescono e diventano sempre più influenti nel tempo”
Haddad ha anche evidenziato che la finalità istantanea è una caratteristica chiave di PWR Chain. Questo permette agli sviluppatori di costruire senza timori di rollback della rete. DPOP assicura questo richiedendo l’approvazione di 2/3 dei validatori per ognuno blocco, garantendo una finalità immediata e irreversibile al momento della creazione.
Sfide da considerare
Sebbene i meccanismi di consenso alternativi presentino promettenti innovazioni, questi modelli non sono privi di difetti. Ad esempio, Tyson ha fatto notare che una delle domande più frequenti sollevate riguardo a PoA riguarda la fiducia:
“Poiché la rete si basa su un gruppo di validatori fidati, come viene determinato chi può essere considerato fidato? La vera domanda diventa ‘la rete potrebbe diventare troppo centralizzata?’”
Tyson ha sottolineato che Stellar affronta queste problematiche rendendo la rete aperta e decentralizzata per design:
“Chiunque può gestire un validatore, ma l’influenza non viene fornita dalla ricchezza o dalla potenza di calcolo; si guadagna attraverso la fiducia reciproca. I validatori sono anche organizzazioni di reputazione—banche, aziende fintech, istituzioni tradizionali, che hanno reputazioni da proteggere. Questo riduce il rischio di introdurre cattivi attori senza che vengano rilevati”
Tuttavia, un altro rischio legato a PoA potrebbe riguardare la concentrazione dell’influenza: se ci sono troppi pochi validatori affidabili, la rete rischia di diventare centralizzata. Per contrastare questa sfida, Tyson ha spiegato che Stellar incoraggia la diversità nei set di quorum:
“I validatori sono chiamati a costruire fiducia con più organizzazioni indipendenti. Questa verifica incrociata limita la possibilità per un attore o un gruppo di dominare la rete”
La mancanza di ricompense finanziarie dirette con PoA potrebbe essere vista come una sfida per la partecipazione. Tyson ha dichiarato che Stellar ha storicamente meno validatori poiché i pool di mining e le aziende di infrastruttura non possono trarre profitto direttamente dalla validazione:
“Ma questa è una lama a doppio taglio; i validatori non sono pagati per approvare transazioni, partecipano perché vogliono avere voce in capitolo su come evolve la rete. Questo è argomentabilmente più attrattivo per le istituzioni che si preoccupano della governance, non soltanto dei profitti”
Infine, per quanto riguarda PoEM, Orwick ha osservato che questo approccio potrebbe risultare troppo complesso per i principianti:
“Creando più applicazioni destinate agli utenti e modi per accedere alla rete, possiamo rendere i dettagli tecnici più fruibili”
