Cos’è Algorand (ALGO) e come funziona la rete?

Cos’è Algorand (ALGO)?

Algorand è una blockchain Layer 1 permissionless. Questo significa che è una rete autonoma su cui gli utenti possono fare transazioni, creare asset digitali e usare smart contract senza il permesso di una singola parte centrale.

La crypto nativa della rete si chiama ALGO. ALGO viene usato, tra le altre cose, per pagare le commissioni di transazione e per partecipare al consenso della rete.

Il consenso è il modo in cui i partecipanti di una blockchain decidono insieme quale nuovo blocco è valido e viene aggiunto alla blockchain.

Algorand usa per questo il Pure Proof of Stake, spesso abbreviato in PPoS. Con questo sistema i partecipanti non devono bloccare i loro ALGO né delegarli a un validator. Gli account registrati per il consenso possono essere selezionati in modo casuale, in base alla quantità di ALGO che possiedono, per proporre un blocco o votare su di esso.

Algorand usa per questo una lotteria crittografica. Per ogni nuovo blocco, i partecipanti vengono selezionati di nuovo. Chi ha più ALGO online che partecipano al consenso ha una probabilità maggiore di essere selezionato.

Una caratteristica importante di Algorand è la finalità immediata. Non appena un blocco viene approvato dal processo di consenso, viene considerato definitivo. Quindi non serve aspettare che sopra di esso vengano costruiti altri blocchi per avere ulteriore sicurezza.

Possono esistere al massimo 10 miliardi di ALGO. Tutti i 10 miliardi di token sono stati creati all’avvio della rete. Non tutti i token sono entrati subito in circolazione: l’offerta circolante è cresciuta in seguito, perché gli ALGO creati in precedenza sono stati rilasciati secondo diversi schemi di distribuzione.

In breve

• Algorand è una blockchain Layer 1 autonoma per pagamenti, asset e smart contract.
• ALGO è la crypto nativa per le commissioni di transazione e la partecipazione al consenso.
• La rete usa il Pure Proof-of-Stake invece del mining.
• I partecipanti vengono selezionati tramite lotteria crittografica per i ruoli di consenso.
• Gli ASA permettono di emettere token propri direttamente su Algorand.

Come funziona Algorand?

Algorand raccoglie le transazioni in blocchi. Poi i partecipanti della rete devono raggiungere un accordo su quale blocco è valido e viene aggiunto alla blockchain.

Per farlo, Algorand usa il Pure Proof of Stake (PPoS) insieme a un protocollo Byzantine Agreement. Il PPoS determina quali account hanno la possibilità di proporre un blocco o votare su di esso. Il protocollo Byzantine Agreement fa poi in modo che i partecipanti selezionati si mettano d’accordo su un unico blocco valido, anche se una parte di loro commette errori o non si comporta correttamente.

Gli account che sono online e hanno registrato participation keys valide possono essere selezionati per proporre un blocco o votare su di esso.

Una participation key è una chiave separata per partecipare al consenso. È distinta dalla chiave privata con cui puoi inviare ALGO. In questo modo la chiave privata con cui gestisci i tuoi token non deve trovarsi sul node che partecipa al consenso.

Algorand decide chi viene selezionato con una Verifiable Random Function (VRF). La puoi vedere come una lotteria crittografica. Un account esegue localmente un calcolo che gli permette di capire se è stato selezionato per un certo ruolo. Gli altri partecipanti possono poi verificare se quella selezione è valida.

La probabilità di essere selezionati dipende dalla quantità di ALGO con cui un account partecipa online al consenso. Più ALGO online ha un account, maggiore è la probabilità che venga selezionato e maggiore è il possibile peso di voto. Anche gli account più piccoli possono essere scelti.

Per ogni blocco vengono selezionati di nuovo i partecipanti che devono proporre un blocco e votare su di esso. Per questo non è stabilito in anticipo, per lungo tempo, quali partecipanti determineranno i blocchi successivi.

Il processo di consenso si svolge in più passaggi, in modo generale. Prima gli account selezionati possono proporre un nuovo blocco. Poi commissioni selezionate di nuovo votano su quale proposta preferiscono e se quel blocco può essere infine certificato.

Un blocco viene approvato quando una quantità sufficiente del potere di voto selezionato sostiene la stessa proposta. Il modello di sicurezza presume che più di due terzi dello stake partecipante agiscano onestamente.

Non appena il processo di consenso ha certificato un blocco, quel blocco è definitivo. Algorand ha quindi una finalità immediata: non devono prima seguire altri blocchi nuovi perché una transazione sia considerata definitiva.

Panoramica di Algorand (ALGO)

Come funziona il Pure Proof-of-Stake su Algorand?

Con il Pure Proof-of-Stake, lo stake online determina quali account hanno la possibilità di ottenere un ruolo nel consenso. Qui per stake si intende la quantità di ALGO che conta per la partecipazione. Non devi bloccare questi ALGO per partecipare.

Per ogni fase del processo di consenso, un account di partecipazione online esegue localmente una VRF. In questo modo l’account controlla se è stato selezionato, per esempio, per proporre un blocco o per valutarlo. La VRF crea anche una prova che gli altri partecipanti possono verificare.

Algorand sceglie per ogni fase del consenso nuove commissioni pseudocasuali. Una commissione è un gruppo di account selezionati che vota su una proposta. Poiché questi gruppi cambiano continuamente, non è noto in anticipo al pubblico quali account avranno un ruolo.

Il processo si compone in generale di tre passaggi: proporre un blocco, confermare la proposta e certificare il blocco. Se abbastanza potere di voto selezionato sostiene la stessa proposta, il blocco viene certificato.

La parola Pure non significa che tutti abbiano la stessa influenza. La probabilità di selezione e il peso di voto restano legati alla quantità di ALGO online. Quindi chi ha più ALGO online ha più probabilità di avere un ruolo nel consenso.

Partecipare al consenso non significa automaticamente che ogni holder di ALGO riceva una ricompensa. I proponenti di blocchi idonei possono ricevere un block payout quando il blocco che hanno proposto viene davvero aggiunto alla blockchain.

Per farlo, un account deve soddisfare le condizioni richieste e usare un validator node attivo e affidabile. Se un account sembra online in modo insufficiente o non affidabile, può essere escluso da questi payout.

Algorand usa tra le altre cose gli heartbeat per questo. In questo modo un partecipante può indicare che l’account e il node associato sono ancora online e disponibili.

Quale ruolo hanno gli smart contract e gli Algorand Standard Assets?

Gli smart contract sono programmi su una blockchain che vengono eseguiti secondo regole impostate in anticipo. Su Algorand questo avviene tramite la Algorand Virtual Machine (AVM). Questa macchina virtuale esegue il codice degli smart contract come parte del trattamento delle transazioni.

Gli sviluppatori possono scrivere smart contract, tra le altre cose, con Algorand Python e Algorand TypeScript. Questo codice viene compilato in codice che può essere eseguito dalla AVM. Per richiamare uno smart contract stateful si usa una transazione Application Call. Stateful significa che uno smart contract può salvare e modificare dati sulla blockchain.

Se l’esecuzione di uno smart contract non soddisfa le condizioni previste, la transazione fallisce e le modifiche collegate non vengono registrate in modo definitivo sulla blockchain.

Oltre agli smart contract, Algorand supporta gli Algorand Standard Assets (ASA). Si tratta di asset digitali che possono essere creati direttamente tramite il protocollo Algorand. Un ASA può per esempio rappresentare un token fungibile, ma anche un oggetto digitale unico.

Un ASA non è la stessa cosa di ALGO. ALGO è la crypto nativa della rete Algorand, mentre un ASA può essere emesso da un utente, uno sviluppatore o un’organizzazione.

Un ASA si crea con una transazione speciale sulla blockchain di Algorand. In questo processo puoi impostare diversi indirizzi con una funzione di gestione propria, per esempio per la gestione generale, la riserva, il congelamento e il clawback.

L’indirizzo di clawback può recuperare token da un account e inviarli a un altro indirizzo. Questo è possibile solo se una funzione di clawback del genere è stata impostata al momento della creazione dell’ASA.

Prima che un account possa ricevere un ASA, di solito deve prima fare l’“opt-in” per quell’asset. Per ogni ASA che un account crea o mantiene, il saldo minimo richiesto aumenta di 0,1 ALGO.

Gli smart contract su Algorand hanno anche limiti su quanta potenza di calcolo possono usare per ogni esecuzione. Una singola Application Call riceve di default un opcode budget di 700 unità. Un opcode è un’istruzione eseguita dalla AVM.

Con più Application Call in un unico gruppo di transazioni, questi budget possono essere combinati. Esistono anche tecniche che possono rendere disponibile ulteriore budget di esecuzione. Quindi il limite di 700 non significa che ogni smart contract complesso debba sempre essere distribuito su più blocchi.

Qual è la differenza tra Algorand e Bitcoin?

Algorand e Bitcoin sono entrambe blockchain autonome, ma sono state progettate per obiettivi diversi.

Algorand è una piattaforma Layer 1 su cui gli utenti possono, tra le altre cose, eseguire smart contract e creare asset digitali. Bitcoin è stato progettato originariamente come un sistema di denaro elettronico peer-to-peer.

Una differenza importante è il modo in cui le due reti raggiungono il consenso:

• Algorand usa il Pure Proof of Stake: Gli account che partecipano online al consenso possono essere selezionati in modo pseudocasuale, in base alla quantità di ALGO, per proporre un blocco o votare su di esso.

• Bitcoin usa il Proof of Work: I miner usano potenza di calcolo per produrre blocchi validi e proteggere così la rete.

• Algorand ha finalità immediata: Non appena un blocco viene certificato tramite il processo di consenso, viene considerato definitivo.

• Bitcoin funziona con le conferme: Una transazione Bitcoin ottiene sempre più sicurezza man mano che nuovi blocchi vengono aggiunti sopra il blocco che contiene quella transazione. Per questo gli utenti guardano spesso al numero di conferme.

Anche il modo in cui funzionano le applicazioni e gli asset digitali è diverso. Su Algorand gli utenti possono creare direttamente Algorand Standard Assets (ASA) e comunicare con smart contract stateful tramite transazioni Application Call.

Bitcoin usa un modello UTXO. In questo modello una transazione usa output esistenti come input e ne crea di nuovi. Bitcoin Script può imporre condizioni per spendere bitcoin, ma non offre le stesse possibilità di smart contract stateful di Algorand.

Anche l’emissione della crypto nativa è diversa. Possono esistere al massimo 10 miliardi di ALGO e questi token sono stati creati all’avvio della rete.

Bitcoin emette nuovi BTC gradualmente come ricompensa per i miner. Questa block subsidy viene dimezzata circa ogni quattro anni, fino a quando alla fine sarà stata emessa quasi l’intera offerta massima di 21 milioni di BTC.

Come è nato Algorand?

L’idea di Algorand è nata nel 2017 a Cambridge, Massachusetts, attorno al crittografo e professore del MIT Silvio Micali. È il fondatore di Algorand ed è stato alla base del meccanismo di consenso Pure Proof-of-Stake.

Il lancio pubblico della mainnet di Algorand è avvenuto il 19 giugno 2019.

La base tecnica iniziale di Algorand è stata descritta, tra le altre cose, nella ricerca di Jing Chen e Silvio Micali su un sistema di distributed ledger sicuro ed efficiente. Jing Chen è stata quindi importante per la ricerca fondamentale dietro Algorand, mentre Silvio Micali è considerato il fondatore del progetto.

Quali sono i vantaggi di Algorand?

Algorand ha alcuni vantaggi chiari:

• Nessun lock-up o slashing per partecipare al consenso: ALGO non deve essere bloccato per partecipare al consenso. Inoltre Algorand non usa lo slashing, cioè la sottrazione di token come punizione.

• Finalità immediata: Non appena un blocco è certificato, viene considerato definitivo. Quindi non devono prima seguire altri blocchi nuovi per avere ulteriore sicurezza.

• Ruoli di consenso variabili: I proponenti dei blocchi e le commissioni di voto vengono selezionati ogni volta di nuovo in modo pseudocasuale. Per questo non è stabilito in anticipo, per lungo tempo, quali account determineranno i blocchi successivi.

• Asset nativi e smart contract: Algorand supporta sia gli Algorand Standard Assets sia gli smart contract stateful direttamente sulla Layer 1.

• Gruppi di transazioni atomici: Più transazioni possono essere eseguite come un unico gruppo. Se una transazione necessaria fallisce, l’intero gruppo non viene eseguito.

Quali sono gli svantaggi e i limiti di Algorand?

Algorand ha anche alcuni aspetti importanti da tenere presenti:

• L’influenza è ponderata sullo stake: Gli account con più ALGO online hanno in media una probabilità maggiore di ottenere ruoli nel consenso e possono rappresentare più peso di voto.

• La partecipazione attiva richiede passaggi tecnici: Possedere solo ALGO non basta per partecipare direttamente al consenso. Servono participation keys e un node affidabile.

• Le staking rewards non sono automatiche: Non ogni holder di ALGO riceve una ricompensa. Per lo solo staking valgono condizioni aggiuntive, tra cui un saldo online minimo.

• Gli ASA richiedono un saldo minimo extra: Per ogni ASA che un account crea o mantiene, il saldo minimo richiesto aumenta.

• Gli smart contract hanno limiti tecnici: La AVM funziona con limiti, tra cui il budget di esecuzione e la dimensione del programma. Gli sviluppatori devono tenerne conto quando costruiscono applicazioni.

Conclusione

Algorand è una blockchain Layer 1 autonoma per transazioni, asset digitali e smart contract. ALGO è la crypto nativa della rete e viene usata, tra le altre cose, per le commissioni di transazione e per partecipare al consenso.

Il cuore di Algorand è il Pure Proof of Stake. Gli account online con participation keys possono essere selezionati tramite lotteria crittografica per proporre blocchi o votare su di essi. Non appena un blocco viene certificato dal processo di consenso, è subito definitivo.

Inoltre Algorand supporta nativamente gli Algorand Standard Assets e gli smart contract stateful tramite la Algorand Virtual Machine.

Ci sono però anche dei compromessi. L’influenza nel consenso è legata alla quantità di ALGO online, la partecipazione attiva richiede un node e participation keys, e sia gli ASA sia gli smart contract hanno limiti pratici e tecnici.

Algorand combina quindi un modello di consenso basato sullo stake senza lock-up o slashing con finalità immediata e supporto integrato per asset e smart contract.