Oh, le meraviglie del consenso decentralizzato: quel sogno di blockchain senza autorizzazione che siano resistenti alla censura, senza fiducia, collaborative ed egualitarie per una comunità potenzialmente globale di utenti. Sebbene gli ideali siano elevati, il consenso è fondamentale per ogni rete crittografica, che deve concordare sulla questione fondamentale di chi decide cosa sulla rete.
Il consenso decentralizzato sotto forma di meccanismo di prova del lavoro è stato al centro dell'innovazione di Satoshi Nakamoto durante la creazione di Bitcoin: tutti gli elementi aggiuntivi del protocollo derivano dalla capacità di PoW di raggiungere il consenso riguardo al registro digitale attraverso il lavoro computazionale di individui distribuiti.
Nel decennio successivo, abbiamo riscontrato alcune carenze del proof-of-work, tra cui gli elevati costi energetici, il consolidamento del potere minerario in pochi massicci pool minerari e la larghezza di banda delle transazioni limitata. Di conseguenza, sono emersi nuovi meccanismi di consenso decentralizzato, in particolare i sistemi Proof of Stake e ibridi PoW/PoS. Sebbene gli svantaggi del PoW abbiano avuto un impatto minimo sul dominio di Bitcoin nel settore, hanno portato la maggior parte dei nuovi progetti a optare per il sistema Proof-of-Stake, più scalabile ed efficiente dal punto di vista energetico.
Nonostante la sua ascesa alla ribalta, il PoS non è nemmeno un meccanismo perfetto e vale la pena indagarne i punti di forza, i difetti e i potenziali miglioramenti in modo più approfondito.
Prova della puntata: i tanti gusti
La funzionalità principale di un sistema proof-of-stake consente ai "validatori" (piuttosto che ai minatori proof-of-work) di mettere in staking i propri asset per proporre e votare sul blocco successivo (invece di risolvere la funzione crittografica di PoW). Anche se le implementazioni specifiche variano, in generale, più un validatore ha puntato, maggiore sarà il peso del suo voto e maggiore sarà la sua ricompensa, ma anche maggiore sarà l'importo del capitale soggetto a penalità se agisce in modo dannoso.
Da questo quadro di base sono emerse numerose variazioni all’interno del settore delle criptovalute. Il meccanismo più elementare è un “pura prova di posta in gioco", come quello utilizzato da Algorand, che attribuisce il voto proporzionale e il peso delle proposte di blocco alla "partecipazione" di ciascun detentore di token. A differenza di altri sistemi, lo staking in PPoS non richiede che un utente segua alcun processo speciale per effettuare lo staking, ma piuttosto tutti i token vengono messi in staking automaticamente, consentendo a tutti i possessori di token di partecipare alla governance. Questo è abbastanza simile a un “prova di partecipazione vincolata", che Ethereum 2.0 prevede di adottare, in cui gli utenti devono vincolare attivamente i propri asset per lo staking, ricevere un potere di voto proporzionale e sopportare sanzioni "riducenti" se votano contro il consenso.
Nel sistema proof-of-stake obbligazionario, chiunque disponga della quantità adeguata di capitale può contribuire alla rete, il che può sollevare due potenziali problemi. Se la quantità di capitale è troppo elevata, riduce notevolmente l’inclusività della rete e concentra il potere. Ma se è troppo basso, il numero di nodi che devono raggiungere il consenso può essere enorme, rallentando la rete. Una potenziale soluzione a questi problemi è “prova delegata delegata", come quello utilizzato dalla rete EOS. In DPoS, i possessori di token di rete votano per un numero limitato di delegati che agiscano come validatori per la rete. Ciò aumenta l'inclusività della partecipazione e limita il numero di nodi necessari per il consenso, portando all'elevato tasso di transazioni di EOS di circa 3,900 transazioni al secondo. Ciò significa, tuttavia, che il potere è concentrato tra i 21 Block Producer eletti da EOS.
Infine ci sono i modelli ibridi come quello di Tezo”prova di palo liquida", che consente agli utenti di delegare i propri diritti di voto e di puntata o di esercitarli da soli, e come quello di Decred "Proof of Stake ibrida”, che combina elementi di PoS e PoW con i miner che propongono blocchi e gli staker di token che fungono da validatori.
Le diverse iterazioni, innovazioni e modelli ibridi dei meccanismi di consenso dimostrano una verità ovvia: il consenso decentralizzato è difficile. Richiede il coordinamento di una comunità di attori razionali per agire in un modo che sia innanzitutto vantaggioso per la comunità, non per l’individuo. Ciò richiede strutture di incentivi estremamente rigide e un costante equilibrio tra i rischi della centralizzazione in termini di sicurezza e fiducia e le inefficienze legate alla decentralizzazione.
Vantaggi e sfide con la Proof-of-Stake
L'atto di bilanciamento che deve essere gestito è spesso chiamato il "trilemma della scalabilità", che allude ai compromessi che la blockchain è tenuta a fare quando si considera decentralizzazione, sicurezza e scalabilità (simile al vecchio "scegli due: sonno, amici, scuola" al college ). I modelli PoS generalmente tentano di bilanciare tutti e tre i fattori più rispetto al PoW, che in genere enfatizza la decentralizzazione e la sicurezza.
Il tentativo di un approccio più generalista comporta una serie di problemi, alcuni dei quali sono stati risolti e altri che persistono ancora oggi.
Agli albori dell’implementazione del PoS, c’erano due obiezioni principali al meccanismo rispetto al PoW che ruotavano attorno al fatto che gli staker non avevano effettivamente nulla in gioco (il problema del “niente in gioco”), il che significava che potevano supportare una versione alternativa della blockchain a costo zero (il problema dell’“attacco a lungo raggio”). Il problema del nulla in gioco ha sollevato la questione che se ci fosse un fork nella catena, la strategia ottimale di un validatore sarebbe quella di convalidare su ogni catena per ricevere la ricompensa indipendentemente dal risultato del fork. Il problema dell’attacco a lungo raggio è simile all’attacco del 51%, ma l’attaccante riscrive la blockchain dal blocco genesi, cosa possibile in PoS perché non è necessario alcun lavoro per riscrivere una catena molto lunga. Questi problemi sono stati risolti con il concetto di “slashing”, che penalizza un validatore per aver supportato una versione errata della blockchain.
Queste sanzioni, tuttavia, potrebbero avere l’effetto collaterale di limitare il numero di staker, a seconda del loro profilo di rischio e delle capacità tecniche. Naturalmente, l’obiettivo di una blockchain è avere il maggior numero possibile di utenti che possano fare stake e partecipare alla rete. Tuttavia, ciò può anche introdurre il problema dell’“equilibrio zero-holding”, ovvero quando nessun utente vuole detenere token al di fuori dello staking a causa dell’inflazione dei token della rete, limitando così l’utilizzo e le transazioni effettivi.
Potrebbero sembrare compromessi e compromessi fino in fondo, anche se a questo punto molti sono solo teorici. In natura, forse il problema pratico più diffuso dei sistemi PoS è in realtà condiviso con i sistemi PoW: un consolidamento del potere e del capitale a un numero limitato di attori principali e un ciclo di feedback che consente a coloro che hanno più potere di guadagnare di più. Ciò è vero in termini di potere di governance all’interno della rete, così come di bilancio nel mondo più ampio, consentendo ai ricchi e ai potenti di diventare sempre più ricchi e potenti.
In PoW, lo vediamo con i principali pool minerari, che sono in grado di ottenere sempre più hash power a costi incrementali. In PoS, lo vediamo spesso con gli investitori seed che ricevono grandi quantità di token scontati, il che si traduce in più potere e ricompense di staking più elevate. Pertanto, anche se più persone possono partecipare allo staking rispetto al mining, esiste comunque una notevole disuguaglianza.
Possibili soluzioni
Molte delle sfide sopra menzionate, in particolare quelle legate semplicemente all'allineamento degli incentivi, sono state risolte con innovazioni come il taglio, spesso creato dalla Fondazione Ethereum e Casper. I problemi di centralizzazione e concentrazione del potere sembrano essere più difficili da risolvere per una piattaforma come Ethereum, che ha una concentrazione di balene a causa della sua lunga storia e dei primi sforzi all’interno della blockchain.
Sistemi come la Proof-of-Stake delegata rappresentano un’interessante soluzione potenziale sia per massimizzare la partecipazione che per l’efficienza, sebbene il risultato possa sembrare piuttosto centralizzato nonostante la sua natura democratica. Anche i sistemi ibridi come quelli impiegati da Tezos e Decred sono esperimenti interessanti che potrebbero rivelarsi efficaci nel limitare la monopolizzazione del potere avendo più gruppi di stakeholder e una maggiore agenzia di utenti.
Sebbene questi tipi di innovazione, sperimentazione e ingegnosità siano necessari per lo sviluppo dell’ecosistema, siamo spesso inclini a creare soluzioni più complesse del necessario. Storicamente, gran parte della centralizzazione dei sistemi PoS non deriva da un meccanismo tecnico o di incentivazione ma dalla natura della distribuzione iniziale. I grandi possessori di token e le istituzioni spesso ricevono la parte del leone nella distribuzione iniziale, consolidando il loro status di punti centrali di potere e potenzialmente di fallimento all'interno della rete. Una soluzione, quindi, sarebbe quella di democratizzare l’accesso alla distribuzione dei token fin dal più presto possibile.
Questo è attualmente l'approccio adottato in una partnership tra CasperLabs, che sta costruendo una blockchain PoS ad alte prestazioni e una piattaforma di scambio di asset digitali senza autorizzazione BitMax.io attraverso la loro nuova soluzione congiunta: un'offerta di validatore di scambio, o EVO. Invece di offrire token agli investitori istituzionali, CasperLabs e BitMax stanno collaborando per offrire agli investitori al dettaglio l'opportunità di essere i primi a ricevere la distribuzione dei token, in modo tale che possano operare come validatori tramite BitMax quando la rete sarà attiva. L’eliminazione dell’effetto balena nella distribuzione iniziale potrebbe contribuire notevolmente a ridurre qualsiasi futura monopolizzazione del potere nella rete.
Nonostante le numerose sfide del consenso decentralizzato (da una blockchain pre-lancio fino a Bitcoin), è incoraggiante vedere la continua innovazione e sperimentazione in questo ambito, in particolare quello che rimane fedele agli ideali fondamentali di affidabilità, sicurezza e decentralizzazione.
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Fonte: https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization