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Ethereum. Passaggio dal Proof-of-Work al Proof-of-Stake: cosa faranno i miners?

Il team di sviluppo di Ethereum avanza con Casper per il passaggio da Proof-of-Work a Proof-of-Stake. Cosa faranno i miners dopo il cambiamento?

    Aggiornato:    

Foto: ethereum.org

È noto a tutti il lavoro in corso in casa Ethereum circa il passaggio dal Proof-of-Work al Proof-of-Stake. Un nuovo post di Vitalik Buterin, del 7 aprile 2017, annuncia con entusiasmo il positivo progresso nello sviluppo di Casper, la nuova versione dell'Ethereum Core per intenderci. Sono ormai a buon punto i lavori sui principali nodi da sciogliere, per il corretto funzionamento della ETH Network con il PoS:

  • Consensus algorithms.
  • Privacy.
  • Zero knowledge proofs.
  • Formal verification.

I vari team Ethereum lavorano alacremente alla ricerca e sviluppo del codice, tanto che i risultati positivi diventano via via maggiori, rendendo lo sviluppo sempre più rapido. Di conseguenza, l'attuazione del passaggio, dal metodo di messa in sicurezza della Ethereum Network dal PoW al PoS, diventa sempre più concreto e si avvicina sempre più.

Ed ecco perché è forse il caso capirci qualcosa in più circa il Proof-of-Stake, Casper e cosa cambierà per i miners di Ethereum. Ma, questi ultimi, hanno già capito che cambierà tutto!

Cosa è il Proof-of-Stake

Nel metodo del Proof-of-Stake, a garantire la sicurezza della rete e a evitare gli attacchi di quanti volessero spendere due volte lo stesso quantitativo di moneta, non c'è la potenza computazionale di ASIC miner, GPU o CPU, piuttosto il denaro stesso. Il PoS si regolamenta tra i possessori della moneta, sono loro a generare il prossimo blocco (con varie tecniche) e non i miners. Quindi solo chi possiede la moneta può essere parte attiva sulla blockchain. Un eventuale attacco del 51%, per andare a buon fine, dovrebbe possedere più monete dell'intera rete.

La questione del 'there’s nothing at stake'

Uno dei problemi che il PoW risolve è il 'there’s nothing at stake'. Immaginate un attacco del 51% in cui A spende moneta inviandola a B, generando un blocco K1 figlio del blocco K. A attende la conferma della transazione e riceve il prodotto da B. Immediatamente A crea un blocco K2 e questa volta invia la stessa somma da A ad A. Abbiamo ora 2 blockchain: una che deriva dal blocco K1 e l'altra che deriva dal blocco K2. Se si riesce ad aggiungere ulteriori blocchi al K2, più velocemente di quanto la rete (legitimate network) farà con il blocco K1, K2 avrà vinto e la transazione tra A e B sarà come se non fosse mai avvenuta. Con il PoW, ciò si risolve con la potenza computazionale assegnata alla creazione del blocco successivo, dove K2 per vincere dovrebbe avere più potenza dell'intera rete (legitimate network).

Proof-of-Stake e il problema delle monete 'in both forks at the same time'

Se un attacco dovesse riuscire a creare una seconda blockchain, con il PoS è possibile avere lo stesso quantitativo di moneta sulla legitimate blockchain e sulla fork blockchain derivata. Nel sistema PoW ciò non è possibile perché i miners possono usare la potenza computazionale su una sola blockchain alla volta. Come risolvere il problema?

I metodi che si propongono sono meccanismi di punizione nei confronti di chi cerca di ingannare la rete. Uno di questi è stato teorizzato da Buterin e si chiama Slasher, ma esso richiede comunque l'uso di risorse computazionali, anche se ridotte del 95% circa rispetto al PoW classico.

Benefici del Proof-of-Stake

Sopra tutti, il Proof-of-Stake è ecologico, nessun dispositivo hardware deve lavorare per tenere in sicurezza la rete. Se tutte le monete digitali adottassero il sistema del consenso PoS, avremmo un non trascurabile sostegno alla riduzione delle emissioni di CO2 nell'ambiente.

Il Proof-of-Stake decentralizza molto più che il PoW. Un player qualsiasi potrebbe installare enormi quantità di TH/s (GPU o ASIC miner) e, di fatto, avere il monopolio della rete. Sulla Bitcoin Network ci sono già alcuni attori che si contendono la gestione di ampie porzioni della rete.

- I soldi cresceranno sul deposito di garanzia -

Cosa è Casper

Casper è il nome dato alla nuova versione dell'Ethereum software. Questa versione è ancora in fase di sviluppo e dovrebbe segnare il passaggio da una Ethereum Network basata sulla creazione dei blocchi con la tecnica del Proof-of-Work, alla tecnica del Proof-of-Stake. Per superare i problemi noti nel PoS, gli sviluppatori di Ethereum si sono lasciati aiutare dalla teoria dei giochi (Nash Equilibrium) e da tre concetti, definiamoli così, principali:

  • The Bribing Attacker.
  • Economic Security.
  • Long Range Attack Problem.

Di base la tecnica si basa sul disincentivare i cattivi comportamenti dei 'giocatori'. Chi non si comporta bene sulla rete e tenta in qualche modo di spendere due volte la stessa somma, viene riconosciuto e il suo deposito cancellato (Slasher).

The Bribing Attacker

The Bribing Attacker, l'aggressore corruttore, deve spendere una somma molto alta per poter corrompere i nodi della rete e compensare i depositi persi. Questa tecnica fa pensare ragionevolmente che sarà difficile poter portare un attacco del genere alla rete, perché l'aggressore dovrà pagare tangenti di grandi dimensioni ai giocatori, per poi poter effettuare un ripristino della catena nel tentativo di una doppia spesa. Il sistema è in grado di riconoscere una doppia firma e quindi di bloccare un attacco del genere.

Questo primo ragionamento fornisce sicurezza economica, economic security, al sistema. E la sicurezza economica è alla base di un ecosistema monetario, se si vuole che abbia la fiducia dei partecipanti e il suo conseguente successo.

Long Range Attack Problem

Vitalik Buterin e Vlad Zamfir, hanno scoperto che in una rete PoS è facile corrompere un giocatore anche con piccole tangenti, se non è presente un deposito di garanzia. Quindi è necessario che in una rete PoS le parti interessate possano creare un blocco solo se hanno un deposito.

È stata poi scoperta un'altra vulnerabilità legata al deposito cauzionale. Dopo la restituzione del deposito al proprietario originario, un attaccante potrebbe comprare le chiavi legate alla parte interessata, per costi minimi. Questa tecnica si chiama long range attack: acquisisco vecchie chiavi non più usate, per ottenere il controllo della blockchain. In questo modo l'attaccante potrà creare delle "false histories", se partirà dalla cima di tutti i depositi scaduti.

Per risolvere il problema si è pensato di ignorare i messaggi che provengono da nodi che non dispongono di depositi di sicurezza. Così si è risolto il problema del Long Range Attack.

- Minatore di Ethereum rimasto senza lavoro -

Cosa cambierà per i miners di Ethereum

L'idea di avere una Ethereum Network che funzionasse grazie al consenso Proof-of-Stake era presente in Vitalik Buterin già da gennaio 2014, quando Ethereum era in fase di lancio. Tant'è che pubblicava un post dedicato all'algoritmo Slasher, dal titolo: "Slasher: A Punitive Proof-of-Stake Algorithm".

Quindi non c'è un "cambio di rotta improvviso" da parte del fondatore di Ethereum, si tratta di qualcosa di già pensato sin dall'inizio. Semplicemente non era ancora attuabile a causa di alcuni problemi da risolvere: da un punto di vista logico-concettuale e di codice di programmazione da creare.

Per Ethereum e non solo per i miners di Ethereum, cambierà tutto. Questo vorrà dire che le GPU impostate per minare Ethereum non serviranno più? ...Per minare Ethereum sarà così. Potremo dirottarle su altre monete digitali che usano l'algoritmo hashimoto e che troviamo anche sulla multipool Aikapool.

Immagino già la disperazione di quanti hanno investito soldi nell'acquisto di hardware per minare Ethereum... E immagino il tremore di quanti hanno acquistato hashrate ETH presso le cloud mining.

Che fine farà l'hashrate Ethereum comprato presso le cloud mining?

Per questi ultimi c'è una buona notizia. Come accennato da Marco Streng, CEO di Genesis Mining, in una intervista su Bloomberg, chi possiede hashrate Ethereum verrà riconvertito in un'altra moneta. Oppure, è allo studio la possibilità che Genesis Mining si trasformi in un "depositor on Ethereum". In quest'ultimo caso gli investitori guadagneranno interessi dai depositi, i quali faranno da garanti della sicurezza delle transazioni sulla Ethereum Network. Un po' come avviene per Peercoin.

Quando è previsto il passaggio di Ethereum dal Proof-of-Work a Proof-of-Stake?

Non c'è una data stabilita per il passaggio di Ethereum dal Proof-of-Work a Proof-of-Stake. Casper è in fase di sviluppo. Se gli sviluppatori dovessero incontrare problemi insormontabili, il passaggio potrebbe non avvenire mai.

Per approfondire

Oltre agli articoli linkati nel testo, sarà utile leggersi la spiegazione del funzionamento di Casper, fornita nei post del Blog Ethereum, da Vlad Zamfir. Sono un racconto a puntate della genesi di Casper e la sua storia evolutiva, in pratica una narrazione.


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