Tuttavia, secondo i recenti dati di blockchain.com, la dimensione media giornaliera del blocco di Bitcoin ha raggiunto i 1,3 MB, il massimo storico. 

I blocchi di una blockchain agiscono come un registro digitale in cui sono archiviate tutte le transazioni. 

Le unità indipendenti sono organizzate in una sequenza lineare nel tempo in quanto le nuove transazioni vengono costantemente elaborate e aggiunte dai minatori aumentando la lunghezza della blockchain. 

Più alto è il numero di blocchi che vengono inseriti nella blockchain, più difficile è rimuovere e apportare modifiche alla blockchain, contribuendo all’irreversibilità della stessa.

Secondo il grafico, il tasso delle dimensioni medie del blocco è andato aumentando gradualmente dall’inizio dell’anno, dopo essere sceso a circa 0,80 MB nel dicembre 2018. 

I blocchi estratti al momento, che è approssimativamente ogni 10 minuti, sono marginalmente più grandi del limite precedente di 1 MB che è stato messo in atto dalla rete Bitcoin. 

La dimensione del blocco migliorata può essere attribuita all’introduzione del [SegWit] nell’agosto 2017.

Dall’introduzione di SegWit, il concetto di “dimensione del blocco” è stato leggermente aggiornato, consentendo di aumentare la capacità del blocco fino a 4 MB di capacità. 

Nell’attuale rete Bitcoin, circa il 40% di tutte le transazioni Bitcoin utilizza il concetto di Segwit. 

Inoltre, secondo blockchain.com, l’implementazione di SegWit avrebbe potuto influenzare anche le commissioni di transazione e i tassi di transazione sulla rete Bitcoin poiché si sono avvicinati rispettivamente ai minimi storici.

Silvia Bossio

Community Manager

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Storia

Il meccanismo di consenso Proof of Stake (POS) è stato inizialmente proposto nel forum Bitcointalk nel 2011, è stato formalmente introdotto quando Sunny King e Scott Nadal hanno scritto un documento ufficiale nell’agosto 2012.

Invece di affidarsi al lavoro computazionale dipendente dall’energia consumata dai miners (POW) che permetta di aggiungere in modo sicuro i blocchi alla catena, Sunny e Scott hanno proposto il metodo di staking, in cui un algoritmo sceglierebbe i validatori dei blocchi in base al numero di monete possedute.

Hanno proposto questo metodo per cercare di affrontare i crescenti costi energetici e le difficoltà del mining di Bitcoin che sarebbero continuate a tempo indeterminato fintantoché fosse stato redditizio per i minatori acquistare più hash power.

Sunny King ha successivamente creato Peercoin basandosi su questo documento, la prima criptovaluta ad implementare un meccanismo di consenso proof-of-stake. Tuttavia, ha usato una prova ibrida tra POW e POS, considerando che il consenso POS era ancora un meccanismo “vergine” e che destava diverse preoccupazioni in ambito di sicurezza.

Panoramica

Proprio come la proof of work (POW), il POS è un meccanismo progettato per decidere chi deve convalidare il blocco corrente così da raggiungere il consenso tra i nodi della rete su quali dati sono effettivamente validi. Tuttavia, la POW e la POS utilizzano metodi completamente diversi per raggiungere lo stesso obiettivo finale.

Gli algoritmi POS ottengono il consenso richiedendo agli utenti di mettere “in gioco” una certa quantità delle loro monete per avere la possibilità di essere selezionati per convalidare un blocco di transazioni e ricevere il premio per il blocco. Così facendo gli attori malintenzionati rischiano di perdere il loro interesse.

Maggiore è il numero di monete in gioco, maggiore è la probabilità che l’utente possa convalidare il blocco successivo e raccogliere il premio per il blocco (monete nuove appena coniate e commissioni di transazione generate nel blocco). I validatori POS sono chiamati “forgiatori” anziché “minatori”.

Come funziona?

Mettere le monete “in gioco” può essere visto come bloccare le monete in una cassaforte virtuale e usarle come garanzia per avere la possibilità di convalidare un blocco. Tenere le monete in un portafoglio non è sufficiente per essere considerato un forgiatore e, una volta che le monete sono state bloccate in cassaforte c’è un periodo di attesa prima di poterle ritirare.

Se c’è un forgiatore malintenzionato che cerca di includere transazioni false in un blocco, questo perderà tutte le monete che ha bloccato. Questo meccanismo è chiamato “slashing” e garantisce che i validatori siano incentivati ​​ad agire in modo onesto.

Il forgiatore di un nuovo blocco viene scelto da un processo suddiviso in due parti. La prima parte considera quante monete l’utente sta bloccando, mentre la seconda parte varia di rete in rete.

Un metodo comunemente utilizzato per la seconda parte è la selezione casuale dei blocchi, in cui i forgiatori vengono selezionati cercando gli utenti con una combinazione del valore di hash più basso e dallo “staking” più alto. Un altro metodo è la selezione dell’età delle monete, che sceglie i validatori in base allo “staking” più alto e per quanto tempo le monete sono state bloccate.

Attacco del 51%

Il principale vettore di attacco per il meccanismo di consenso di PoW è un attacco del 51%. Man mano che le pool di minatori continuano a crescere e un piccolo gruppo di pool controllano sempre di più l’offerta di hashing power, più facile è una dimostrazione teorica dell’attacco del 51% (questa è chiamata la centralizzazione del mining, ovvero un processo “quasi naturale” che subiscono le reti di tipo POW con il progredire del tempo).

In un sistema POS, un attacco del 51% è anche un possibile vettore di attacco. Tuttavia, questo tipo di attacco del 51% richiede ad un attore malintenzionato di ottenere il 51% di più della riserva di quella moneta – teoricamente un’impresa molto più difficile (e costosa) di mettere insieme il 51% della potenza di hashing di una rete POW.

Anche se un attaccante ha fondi sufficienti per acquistare il 51% o più della capitalizzazione di mercato di una moneta, l’offerta acquistabile in qualsiasi momento è ben inferiore al 51% a causa della limitata liquidità di cambio.

Ci vorrebbe una grande quantità di denaro e tempo per raccogliere le risorse per lanciare un attacco del 51% su un sistema POS di una moneta importante. Allo stesso tempo, l’accumulo per l’attaccante farebbe aumentare considerevolmente il valore della moneta, facendo sì che l’attacco diventi sempre più costoso.

Vi è anche un incentivo ridotto a lanciare un attacco del 51% su un sistema POS, poiché la persona che soffrirebbe di più sarebbe l’attaccante stesso che ora è il maggior azionista della rete!!!

Benefici

Risparmio energetico: Proof-of-stake utilizza una quantità di potenza di calcolo estremamente bassa per proteggere la rete rispetto al proof of work.
Probabilità di attacco ridotta del 51%: in generale, è più difficile lanciare un attacco del 51% rispetto a un sistema POW che abbia la stessa capitalizzazione di mercato.
Barriera bassa all’entrata: qualsiasi possessore di monete al di sopra di una certa quantità può entrare in una pool di validatori semplicemente bloccando le proprie monete. Non è necessario acquistare attrezzature per il mining, installare una macchina e assicurarsi che funzioni in buone condizioni.
Incentivi incorporati: un attaccante in un sistema POS deve avere molte monete in staking e il suo attacco svaluterebbe direttamente le monete che possiede. Confrontando questo con il POW, in cui le attrezzature per il mining possono essere utilizzate per attaccare una rete e, sucecssivamente all’attacco, mantengono lo stesso valore di mercato e possono essere utilizzate per estrarre altre coin.

Punti di debolezza

Validatori con grosse somme: se un piccolo numero di persone possiede una parte significativa dell’offerta di una moneta, avrà una maggiore probabilità di convalidare blocchi e raccogliere i frutti, aumentando a sua volta la loro possibilità di forgiare. Ciò potrebbe portare alla centralizzazione dell’offerta nel tempo.
Votare per più fork: il POS di per sé non è un modo efficace per raggiungere il consenso perché coloro che fanno staking possono votare per più fork di una blockchain senza sforzo. In un POW questo è molto meno probabile, poiché i blocchi di convalida su più catene hanno un costo reale associato all’energia. Di conseguenza, molti sistemi di proof-of-stake hanno una combinazione di POS e POW per garantire che ci sia una decisione finale sulla catena valida.
Altri problemi di sicurezza: ci sono ancora alcuni importanti problemi di sicurezza con POS, come il problema del “nulla in stake” e gli “attacchi a lungo raggio”. Poiché il POS è ancora un concetto relativamente nuovo, i ricercatori stanno cercando modi per mitigare o eliminare queste minacce e migliorare il meccanismo POS, sperando che le scoperte arriveranno nel prossimo futuro.

Nel prossimo articolo parleremo di Delegate Proof of Stake una variante del POS molto apprezzata ed utilizzata in diverse blockchain, nell’attesa o per porre domande su questo argomento entrate nel nostro gruppo telegram!!!

Le informazioni contenute in questo articolo sono solo a scopo educativo e non di consulenza finanziaria. Fai la tua ricerca prima di prendere qualsiasi decisione di investimento.

Luca Morretti

Cryptonauta dal 2014 cerco di studiare e di approfondire il mondo blockchain in tutte le sue sfaccettature: tecnica, finanziaria, monetaria e sociale.

Coordinatore delle attività della Adriatic Crypto Hub

adriaticrypto.org

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Panoramica

Esistono molti protocolli che regolano il modo in cui i nodi di una blockchain raggiungono il consenso, e attualmente il più popolare è il proof-of-work (POW). Un sistema di proof-of-work basato su blockchain è stato implementato per la prima volta con il rilascio di Bitcoin nel 2009, sebbene il concetto sia nato negli anni ’90.

Il POW è un meccanismo di consenso che si basa su un difficile compito computazionale per proteggere la rete da attori malintenzionati. Un sistema di questo tipo ha delle figure molto importanti chiamati minatori ovvero computer che competono tra loro per risolvere quanto prima un determinato calcolo computazionale. Qualunque minatore risolva il calcolo che valida un blocco, trasmette il risultato prima agli altri minatori, i quali possono facilmente verificare che l’attività sia stata svolta correttamente.

Il sistema è chiamato proof-of-work perché questo è ciò che i minatori stanno fornendo – il computer vincitore sta trovando un dato che dimostra che è stata eseguita una quantità sufficiente di lavoro computazionale per ottenere il risultato giusto.

In un sistema POW, maggiore è la potenza computazionale di un minatore, maggiori possibilità ha di vincere la competizione con altri minatori. Inoltre, più minatori sono in competizione per trovare il “calcolo” vincente, più sicura diventa la rete.

Le criptovalute che utilizzano un sistema di questo tipo sono Bitcoin (e tutti i suoi fork), Ethereum, Ethereum Classic, Litecoin, Monero, Dash, Zcash, Decred e tanti altri.

Storia

Bitcoin è stata la prima implementazione divulgata di POW, ma il concetto è in circolazione da molto più tempo. L’idea è stata inizialmente proposta in una rivista accademica del 1993 da Cynthia Dwork e Moni Naor, anche se il nome “proof of work” è stato coniato da Markus Jakobsson nel 1999.

Nel 1997, Adam Back propose Hashcash – un sistema POW usato per limitare gli attacchi di spam e denial of service (DoS). L’idea era che gli spammer, che potevano inviare una quantità immane di e-mail senza alcun costo per messaggio, avrebbero smesso di inviare spam se ogni e-mail inviata aveva un piccolo costo computazionale. Questa fu una delle prime implementazioni pratiche di un sistema di proof-of-work.

Come funziona?

Su una blockchain il POW avviene mentre i dati delle transazioni vengono aggiunti al blocco corrente dai nodi, altri computer chiamati minatori tentano di decifrare un codice che convalida il blocco.

Il processo di mining è paragonabile a una lunga password casuale: più potenza di calcolo è disponibile, più velocemente si possono fare ipotesi e quindi si ha una migliore possibilità di convalidare il blocco corrente. Il codice viene generato tramite un algoritmo crittografico chiamato hashing, e non c’è modo di decifrare il codice senza provare combinazioni casuali attraverso la ripetizione.

Dopo la convalida, il minatore “vincente” trasmette il risultato e gli altri minatori sulla rete possono dimostrare che il codice è corretto. A questo punto i dati nel blocco sono sigillati e i minatori continuano a tentare di indovinare il codice del prossimo blocco.

Per capire ancor meglio come avviene questo processo vi rimandiamo ad un nostro precedente articolo.

Incentivo

Le persone sono incentivate a usare la loro potenza computazionale come minatori attraverso ricompense distribuite automaticamente: il minatore che indovina correttamente il codice di un blocco riceve nuove monete legate a quel blocco (nel momento in cui scriviamo per il bitcoin sono 12.5 btc). Il tasso di inflazione è programmato nella blockchain e non c’è altro modo per coniare nuove monete.

Il minatore vincente oltre le nuove monete riceve anche le commissioni di ogni transazione scritte nel blocco che hanno convalidato. L’incentivazione in un sistema POW è estremamente importante perché i minatori sono i principali attori nella protezione della rete da parte persone malintenzionate.

Considerando che ci può essere solo un vincitore e il numero di minatori è crescente nel tempo, le probabilità di una singola macchina di indovinare il codice corretto sono sempre più basse. Le persone hanno aggirato questo problema creando squadre di minatori (le cosiddette pool): reti in cui le persone impegnano la propria potenza di calcolo in pool insieme ad altri minatori.

Se la pool estrae un blocco, la ricompensa del blocco viene ripartita proporzionalmente in base alla quantità di potenza di calcolo fornita da ciascuna macchina. Ciò ha mantenuto bassa la barriera all’ingresso per partecipare alla POW.

Sicurezza della rete

Supponiamo che qualcuno voglia inviare una transazione “malevola” sulla blockchain per accreditare sul proprio portafoglio 10 bitcoin provenienti dal portafoglio di un utente casuale. I malintenzionati trasmettono la transazione “malevola” sulla loro copia della blockchain, e affinché sia ​​accettata come valida, dovrebbero estrarre il blocco corrente, creando un nuovo fork della catena che accredita loro 10 bitcoin.

Se i malintenzionati non estraggono il blocco, il miner che risolve il blocco trasmetterà la sua versione con i dati validi e sarà esclusa la transazione difettosa.

Altrimenti, anche se riuscissero ad ottenere la loro transazione in un blocco confermato, (1) devono continuare a risolvere blocchi più velocemente rispetto al resto dei minatori non malintenzionati, e (2) altri minatori concordano sul fatto che questa catena è quella valida.

In generale, ci sono due principi per guidare quale catena è la catena legittima per una moneta – la catena con il maggior numero di blocchi, e / o la catena con la difficoltà mineraria più accumulata…in poche parole la catena con più potenza è anche quella che risolve i blocchi più velocemente quindi la rete la reputa più affidabile.

Per superare questo ostacolo, è necessario il 51% di tutta la potenza di calcolo della rete. Questo è chiamato un attacco del 51% ed è la principale vulnerabilità di sicurezza nei sistemi blockchain. È anche il motivo per cui una blockchain diventa più sicura con l’aumento del numero di minatori.

Nel prossimo articolo parleremo di Proof of Stake, nell’attesa o per porre domande su questo argomento entrate nel nostro gruppo telegram!!!

Luca Morretti

Cryptonauta dal 2014 cerco di studiare e di approfondire il mondo blockchain in tutte le sue sfaccettature: tecnica, finanziaria, monetaria e sociale.

Coordinatore delle attività della Adriatic Crypto Hub

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Il processo di mining all’interno della blockchain non è di immediata comprensione. Tutti coloro che si affacciano al nel mondo bitcoin e cryptovalute hanno almeno una volta sentito parlare di mining e miners ma pochi di loro si saranno soffermati sul capire bene cosa fanno i miners e perchè sono importanti nell’architettura della blockchain.

Il mining non è altro che un sistema computerizzato che utilizza hardware per risolvere dei problemi matematici, in poche parole delle grandi apparecchiature che fanno dei calcoli matematici mirati.

I miners che risolvono con successo questo problema ricevono in premio un quantitativo fissato di bitcoin “nuovi di zecca “. Attualmente 12,5 BTC che si dimezzano ogni 4 anni circa per l’evento chiamato “Halving”.

Per quale motivo il mining è così importante nel sistema bitcoin?

Poichè attraverso il mining vengono aggiunte e quindi validate le transazioni bitcoin che verranno scritte in maniera INDELEBILE all’interno della blockchain.

La validazione avviene attraverso la “proof of work” ovvero la prova che dietro la correttezza delle transazioni vi sia stato effettivamente il lavoro svolto delle attrezzature che hanno permesso di verificare la correttezza del blocco in ogni sua parte.

Si, lo so bene che il ragionamento è un pò contorto ma appunto per questo cercherò di rendervi la vita più facile facendo un esempio concreto di quello che vi ho detto sopra!!!

Questo che vedete è un blocco della catena Bitcoin, esso è composto da 4 elementi:

il Block number (ovvero il numero progressivo del blocco) che in questo caso è 1;

il nonce è il numero da trovare per validare il blocco e quindi  poterlo inserire nella blockchain;

i dati ovvero le transazioni;

l’hash che sarebbe la rappresentazione numerica delle informazioni scritte negli altri 3 campi sopra indicati.

Quest’ultimo è molto importante perchè per essere valido, un blocco deve avere un hash che inizia con 0000 (quattro volte zero)

Ora viene il bello……inseriamo 2 transazioni nel campo dati (ovviamente il linguaggio della blockchain non è quello umano) dove Anna e Mario inviano bitcoin rispettivamente a Mirko e Giorgia

Come potete vedere l’hash è diverso perchè le informazioni all’interno del blocco sono cambiate. Il blocco non è ancora valido (colore rosa sullo sfondo) perchè l’hash non inizia per 0000.

Adesso iniziamo la nostra “proof of work” cioè cerchiamo di indovinare quale numero inserire all’interno del campo nonce che ci permette di validare il blocco e renderlo di colore verde.

Iniziamo inserendo il valore 1

essendo cambiato il nonce è cambiato anche l’hash che ora inizia per e22b ma questo non permette ancora di avere un blocco valido.

Proviamo con 2

neanche questo va bene perchè l’hash inizia con f3c7.

Spingiamoci oltre e proviamo con 10

tentativo fallito, l’hash inizia con d92a.

Ecco tutti questi tentativi vengono fatti dalle apparecchiature che si occupano di mining che attraverso il loro lavoro, in gergo “proof of work”, rendono validi i blocchi.

Ora vi starete domandando qual è il nonce corretto per validare il blocco???

Semplice 32254.

Come potete vedere ora l’hash inizia per 0000 e finalmente possiamo scrivere il blocco nella blockchain!!!

Luca Morretti

Cryptonauta dal 2014 cerco di studiare e di approfondire il mondo blockchain in tutte le sue sfaccettature: tecnica, finanziaria, monetaria e sociale.

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