Cos'è un algoritmo di consenso e come funziona?
Cos'è un algoritmo di consenso?
Un algoritmo di consenso è un meccanismo che assicura che tutti i partecipanti in una rete siano d'accordo (consenso) sullo stato della blockchain, senza bisogno di un'autorità centrale. Gli algoritmi di consenso sono ciò che fa funzionare una blockchain.
Una blockchain è una catena di informazioni in cui vengono archiviate le transazioni. Quando avvengono nuove transazioni, viene aggiunto un nuovo blocco alla blockchain. Questo significa che tutte le informazioni sono registrate e non possono essere modificate in seguito. L'algoritmo di consenso di una blockchain stabilisce come i nodi raggiungono un accordo per poter aggiungere in modo affidabile questo nuovo blocco.
Grazie agli algoritmi di consenso, le blockchain funzionano e restano sicure. Gli algoritmi di consenso assicurano che tutti i nodi di una rete siano d'accordo sull'ordine delle transazioni, prevenendo così il double spending o azioni fraudolente.
In breve
- Gli algoritmi di consenso garantiscono l'accordo tra i partecipanti della blockchain.
- Prevengono il double spending e le frodi stabilendo l'ordine delle transazioni.
- Esistono diversi tipi di algoritmi di consenso, ognuno con vantaggi e svantaggi.
Come funziona un algoritmo di consenso?
Gli algoritmi di consenso funzionano tramite un processo crittografico in cui i nodi convalidano la validità di una transazione o di un blocco di transazioni e devono essere d'accordo sull'ordine in cui questi nuovi blocchi vengono aggiunti alla blockchain. Il nodo che alla fine aggiunge il blocco con le nuove informazioni viene chiamato validator e riceve una ricompensa in criptovaluta. Questo processo spesso avviene in automatico e non richiede un'autorità centrale per supervisionare tutto.
Gli algoritmi di consenso assicurano che tutti i nodi di una blockchain siano d'accordo sulla validità delle transazioni. Tramite metodi crittografici, i nodi verificano le nuove transazioni o blocchi e decidono quale blocco viene aggiunto alla blockchain. Il nodo che riesce ad aggiungere il blocco (puoi vederlo come il vincitore) si chiama validator (in Proof of Stake) o miner (in Proof of Work). Questo nodo riceve una ricompensa in criptovaluta (nel caso di Bitcoin, una ricompensa in Bitcoin). Tutto questo avviene senza un'autorità centrale — la rete gestisce verifica e approvazione da sola.
Per spiegare il processo di un algoritmo di consenso, immaginiamo una gara di Formula 1:
Immagina una gara di Formula 1: più piloti corrono su una pista con l’obiettivo di tagliare per primi il traguardo. Dalla partenza al traguardo, non possono fare quello che vogliono — ci sono regole precise stabilite dalla FIA (la federazione internazionale di motorsport) per garantire che tutto sia equo e sicuro. Pensa, ad esempio, a regole sui tipi di gomme consentite o sul divieto di tagliare le curve.
Durante la gara, tutto viene monitorato dai commissari di gara e da sensori sulle auto. I commissari controllano costantemente che i piloti seguano le regole. Se un pilota le infrange, riceve un avvertimento, una penalità di tempo o addirittura la squalifica.
Una blockchain funziona in modo simile — con un algoritmo di consenso. Invece dei piloti, ci sono nodi che cercano di processare (la gara) e validare le transazioni (in base a regole predefinite). Ma c’è una grande differenza: invece di un unico arbitro centrale come la FIA, i nodi si controllano a vicenda. Si assicurano che la blockchain sia aggiornata correttamente. Se un nodo infrange le regole, come approvare un double spending, gli altri nodi possono ignorarlo o penalizzarlo.
Alla fine, grazie all’algoritmo, tutti i partecipanti raggiungono un consenso su quali transazioni siano valide. Il processo assomiglia a una gara di Formula 1, ma è completamente decentralizzato.
Quali sono i diversi tipi di algoritmi di consenso?
Esistono vari tipi di algoritmi di consenso che permettono alla rete di nodi di raggiungere un accordo su una blockchain. Ogni meccanismo ha le proprie regole, vantaggi e limiti.
Proof of Work (PoW)
È l’algoritmo di consenso più vecchio e famoso, introdotto da Bitcoin. È noto per il suo alto consumo di energia, poiché i nodi devono risolvere puzzle matematici che richiedono molta potenza di calcolo. Proof of Work è molto sicuro, ma ha problemi di scalabilità.
Blockchain PoW famose: Bitcoin e Litecoin
Proof of Stake (PoS)
Proof of Stake seleziona i partecipanti in base al numero di token messi in stake. È più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a Proof of Work, perché non richiede potenza di calcolo intensa. Ethereum è passato da Proof of Work a Proof of Stake nel 2022 per migliorare l’efficienza energetica.
Blockchain PoS famose: Ethereum, Cardano e Tezos
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Versione di Proof of Stake più veloce ed efficiente. Usa un piccolo gruppo di rappresentanti eletti che aggiungono nuovi blocchi. Aumenta la velocità della rete ma riduce la decentralizzazione.
Blockchain DPoS famose: Tron
Proof of Authority (PoA)
In Proof of Authority la rete ha “validator”, un gruppo limitato e fidato di partecipanti autorizzati ad aggiungere blocchi. È veloce ed efficiente ma meno decentralizzato rispetto a PoW o PoS. Spesso usato in blockchain private.
Blockchain PoA famose: VeChain
Proof of History (PoH)
Algoritmo innovativo reso famoso da Solana. Invece di raggiungere consenso sull’ordine delle transazioni, queste vengono contrassegnate con un timestamp crittografico. Ogni evento riceve un timestamp unico prima di essere inviato, così i nodi sanno l’ordine esatto senza coordinarsi. Questo permette grande velocità ed efficienza, con costi bassi.
Blockchain PoH famose: Solana
Altri algoritmi di consenso
- Proof of Burn
- Proof of Capacity
- Proof of Participation
- Proof of Elapsed Time
- Delayed Proof of Work
- Effective Proof of Stake
- Pure Proof of Stake
- Bonded Proof of Stake
- Nominated Proof of Stake
- Proof of Stake Time
- Leased Proof of Stake
- Anonymous Proof of Stake
- Hybrid Proof of Stake
- Delegated Proof of Contribution
- Secure Proof of Stake
- Tresholded Proof of Stake
- Roll Delegated Proof of Stake
- Proof of Coverage
- Proof of Importance
- Delegated Proof of Broker
- Proof of Transfer
- Proof of Storage
- Proof of Activity
In conclusione
Gli algoritmi di consenso fanno sì che le blockchain funzionino in modo affidabile, sicuro e decentralizzato, permettendo a tutti i nodi della rete di essere d'accordo sulla validità e l'ordine delle transazioni. Senza un'autorità centrale, le blockchain possono operare come reti trasparenti in cui le frodi vengono evitate e il double spending è impossibile. Ogni tipo di algoritmo di consenso ha caratteristiche, vantaggi e limiti che lo rendono adatto a diversi casi d'uso nel mondo crypto.
