Che cos’è il Proof of Authority (PoA) e come funziona?

Che cos’è il Proof of Authority (PoA)?

Il Proof of Authority (PoA) è un meccanismo di consenso utilizzato dalle blockchain per convalidare nuove transazioni e aggiungere blocchi alla blockchain. Un meccanismo di consenso è un sistema che permette di raggiungere un accordo sul fatto che una transazione sia valida, ovvero corretta. Questo processo avviene nella tecnologia blockchain in modo decentralizzato, senza una parte centralizzata che gestisce tutto, come un’azienda. Il tipo di meccanismo di consenso determina il modo in cui ciò avviene.

Il consenso viene raggiunto all’interno del Proof of Authority tramite le node. All’interno del sistema PoA puoi fungere da nodo venendo scelto sulla base della reputazione. La reputazione si costruisce verificando la propria identità, dimostrando un comportamento di rete costante, onesto e stabile, operando in modo trasparente ed essendo conosciuti come parte affidabile all’interno dell’ecosistema.

Sulla base di questa reputazione vengono selezionati i nodi che devono raggiungere un accordo collettivo sul fatto che una transazione sia valida. Successivamente, uno di questi nodi può creare il blocco in cui le transazioni vengono elaborate. In questo modo la blockchain rimane operativa e aggiornata.

L’identità dei nodi è solitamente pubblica nel Proof of Authority. Questo permette di individuare e sanzionare eventuali abusi, mantenendo il sistema equo. Allo stesso tempo, ciò significa che il PoA è meno anonimo rispetto a molte altre soluzioni blockchain, un aspetto importante per gli utenti e i progetti che attribuiscono grande valore all’anonimato.

Grazie al sistema basato sulla reputazione, il Proof of Authority funziona in modo diverso dai noti meccanismi di consenso, come Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS). Le blockchain che utilizzano questi meccanismi si basano infatti sulla potenza di calcolo dei computer (mining) o sulla partecipazione finanziaria (staking). Il Proof of Authority invece si affida a un numero limitato di validatori affidabili, scelti sulla base di una buona reputazione.

In breve

• Il Proof of Authority (PoA) è un meccanismo di consenso in cui le transazioni vengono convalidate da un piccolo gruppo di validatori pre-selezionati e identificati.
• I validatori vengono scelti in base alla loro reputazione, identità e affidabilità, rendendo gli abusi meno attraenti e permettendo di attribuire le responsabilità in caso di errori.
• Grazie al numero limitato di validatori, il PoA può elaborare transazioni in modo estremamente rapido, economico ed efficiente dal punto di vista energetico, a differenza di PoW e PoS.
• Il PoA è utilizzato soprattutto in blockchain private, reti consortili, soluzioni aziendali e sidechain veloci dove controllo, scalabilità e prevedibilità sono più importanti della massima decentralizzazione.
• Lo svantaggio del PoA è che è meno decentralizzato e può essere più sensibile a concentrazioni di potere o collusione tra validatori.

Come funziona il Proof of Authority (PoA)?

Il Proof of Authority (PoA) funziona selezionando un piccolo gruppo di validatori pre-approvati in base alla loro reputazione e identità. Ciò significa che il sistema determina quali aziende o individui possono operare come nodo, convalidare transazioni e in definitiva aggiungere un nuovo blocco alla blockchain. A differenza del Proof of Stake, in cui il ruolo centrale è svolto dalla partecipazione finanziaria, nel PoA i validatori mettono in gioco soprattutto la loro identità reale, reputazione e responsabilità. Questo rende meno attraente commettere abusi e garantisce una rete affidabile con una potenza di calcolo minima richiesta.

Il modo in cui il processo si svolge esattamente dipende dalla blockchain. I passaggi specifici possono variare, ma questi sono quelli fondamentali:

• Verifica dell’identità
  Per poter agire come nodo, è necessario superare una rigorosa procedura di verifica dell’identità tramite una procedura KYC o di verifica aziendale (KYB), che controlla identità, affidabilità e background. In questo modo si può stabilire se un validatore è affidabile.
• Assegnazione dei diritti di validazione
  Dopo aver superato con successo il processo di verifica, il nuovo validatore ottiene l’accesso a un nodo e può iniziare a convalidare le transazioni. Una condizione importante è che il validatore mantenga i propri server in buone condizioni per poter continuare a convalidare in sicurezza. Ciò significa mantenere il nodo aggiornato attraverso aggiornamenti regolari del software. In questo modo il sistema rimane sicuro e la continuità della rete è garantita.
• Rotazione o ordine fisso
  In base a uno schema fisso o algoritmico, i validatori vengono selezionati per produrre nuovi blocchi. Nella pratica, spesso è un singolo validatore a proporre un blocco, mentre altri validatori controllano e approvano la proposta. Questo processo avviene generalmente tramite un sistema simile al BFT, in cui la maggioranza deve essere d’accordo per raggiungere il consenso. Le condizioni esatte possono variare a seconda del sistema.
• La reputazione come garanzia
  Poiché l’identità dei validatori è nota, il rischio che cerchino di ingannare il sistema è ridotto. La loro reputazione è infatti in gioco. Un comportamento scorretto, un abuso o la creazione di interruzioni possono portare a sanzioni per i validatori, come la perdita dello status di validatore o addirittura l’esclusione completa. Questo li incoraggia a comportarsi in modo affidabile e sicuro.

Efficiente, veloce e affidabile

Grazie alla combinazione di reputazione, automazione e controllo dell’identità, il PoA è un sistema veloce, efficiente dal punto di vista energetico e affidabile. Il processo di validazione è molto efficiente, poiché è già stato selezionato un gruppo ristretto di validatori. Questo è particolarmente evidente se confrontato con il Proof of Work, in cui migliaia di computer sconosciuti eseguono calcoli complessi, un processo costoso ed energivoro generalmente meno efficiente.

Anche rispetto al Proof of Stake, in cui i partecipanti rischiano la loro partecipazione finanziaria, il PoA risulta più efficiente: i validatori non devono bloccare grandi quantità di token, ma utilizzano la loro identità e reputazione come garanzia. Questo rende il PoA particolarmente adatto per reti che vogliono ottenere alte prestazioni mantenendo però il controllo su chi gestisce la rete.

Perché convalidare transazioni all’interno del Proof of Authority?

Le parti vogliono fungere da nodo all’interno di una rete Proof of Authority perché ciò comporta diversi vantaggi. Questi vantaggi dipendono dalla rete, ma sono spesso:

• Incentivi: I nodi ricevono ricompense finanziarie, come block reward o una parte delle commissioni di transazione, pagate in token.
• Influenza nella rete: I nodi ottengono influenza, come il diritto di voto su nuove proposte quando la rete utilizza un sistema di governance. In questo modo, i nodi possono partecipare alle decisioni sul futuro del progetto.
• Rafforzamento della reputazione: Convalidare con successo le transazioni migliora l’affidabilità e la reputazione di un validatore, aumentando la probabilità che venga di nuovo selezionato in futuro.
• Reputazione aziendale: Partecipare come validatore dimostra che un’azienda opera in modo affidabile e professionale nel settore crypto, un fattore che può essere attraente per partner, clienti e investitori.

Dove viene utilizzato il Proof of Authority?

Il Proof of Authority (PoA) viene utilizzato da blockchain che necessitano di alta scalabilità, prevedibilità e affidabilità. In un sistema PoA le blockchain si affidano a un numero limitato di validatori pre-approvati, al contrario di reti come Bitcoin in cui operano migliaia di nodi anonimi. Ciò permette a una rete PoA di operare più velocemente ed efficientemente, pur risultando meno decentralizzata.

Il Proof of Authority è particolarmente adatto per:

• Blockchain private e consortili
  Il PoA è ampiamente utilizzato all’interno di blockchain chiuse o semi-chiuse, come reti private e consorzi. In questi sistemi, una o più organizzazioni selezionate determinano chi può essere validatore. Poiché i validatori sono noti e verificati in anticipo, è chiaro chi è responsabile della produzione dei blocchi e della governance. Grazie al numero limitato di validatori, la rete può elaborare transazioni rapidamente ed efficientemente.
• Aziende e istituzioni
  Le blockchain PoA sono adatte ad aziende che necessitano di un’infrastruttura affidabile, controllabile e legalmente verificabile. In settori come trasporti e logistica, un modello PoA può aiutare a registrare i processi della supply chain sulla blockchain. Ciò garantisce trasparenza, strutture di responsabilità chiare e riduce il rischio di frodi o manipolazione dei dati, in quanto i validatori sono identificabili.
• Reti di transazione veloci ed economiche
  Il PoA permette transazioni rapide, economiche e prevedibili poiché solo un piccolo gruppo di validatori elabora i blocchi. Per questo il PoA è spesso utilizzato da sidechain, testnet e alcuni ecosistemi layer-2 in cui la scalabilità è più importante della decentralizzazione completa. Queste reti usano PoA per elaborare le transazioni in modo efficiente senza dipendere da un grande numero di validatori anonimi.

Quali criptovalute utilizzano il Proof of Authority (PoA)?

Nel settore crypto ci sono diversi progetti importanti che utilizzano completamente o parzialmente il Proof of Authority all’interno del proprio ecosistema, come:

• VeChain (VET)
  VeChain è una blockchain che si concentra sulla tokenizzazione dei processi aziendali, come la gestione della supply chain. Un esempio: nella creazione di una borsa, ogni fase del processo produttivo può essere registrata sulla blockchain tramite QR code e sensori IoT. In questo modo l'intero percorso, dalla materia prima alla consegna all’utente finale, può essere tracciato in modo efficiente e trasparente. La rete utilizza una variante PoA chiamata PoA 2.0. In questo meccanismo di consenso, gli Authority Masternode sono responsabili della convalida dei blocchi. Questi masternode vengono selezionati rigorosamente in anticipo in base a identità, reputazione e affidabilità. Grazie a questo set controllato di validatori, VeChain può offrire alte velocità di transazione, finalità stabile e sicurezza di livello enterprise.
• Binance Smart Chain (BSC)
  La Binance Smart Chain è una piattaforma di smart contract che utilizza un meccanismo di consenso ibrido chiamato Proof of Staked Authority (PoSA). Questo meccanismo combina il Proof of Stake con elementi del Proof of Authority. La componente Proof of Stake determina quali candidati possono diventare validatori, in base alla quantità di BNB messa in stake e alle loro prestazioni tecniche. La componente Proof of Authority garantisce che solo un gruppo limitato e pre-approvato di validatori possa effettivamente produrre blocchi, aumentando la sicurezza e la stabilità della rete. Ogni giorno la rete attiva un set di 21 validatori responsabili della convalida delle transazioni e dei nuovi blocchi. Questa combinazione produce tempi di blocco rapidi, costi di transazione bassi e un network efficiente, pur risultando meno decentralizzato rispetto a piattaforme come Ethereum.

Vantaggi e svantaggi del Proof of Authority

Il Proof of Authority porta con sé numerosi vantaggi, ma anche diversi svantaggi.

Vantaggi:

• Alta velocità di transazione
  Grazie al numero limitato di validatori, i blocchi possono essere creati in modo rapido ed economico.
• Basso consumo energetico
  Non è necessaria una grande potenza di calcolo come nel PoW.
• Affidabilità
  I validatori sono noti e controllabili, riducendo la probabilità di frodi o altri rischi di abuso.
• Scalabilità
  Estremamente adatto a grandi aziende e applicazioni con molte transazioni.

Svantaggi:

• Minor decentralizzazione
  Un piccolo gruppo di validatori significa maggiore centralizzazione rispetto ad altre reti blockchain come Bitcoin ed Ethereum.
• Rischio potenziale di collusione
  Se diversi validatori si accordano tra loro, la rete potrebbe essere manipolata.
• Meno adatto per blockchain completamente aperte e permissionless
  Il requisito della verifica dell’identità non si adatta bene alle blockchain in cui l’anonimato è un valore fondamentale.

In conclusione

Il Proof of Authority offre un meccanismo di consenso efficiente, a basso consumo energetico e affidabile per le blockchain che ritengono importanti velocità, stabilità e governance chiara. Poiché i validatori vengono selezionati in anticipo in base a identità e reputazione, le reti PoA possono elaborare transazioni in modo rapidissimo e costante senza i costi elevati o la complessità di altri modelli di consenso. Allo stesso tempo, questo approccio comporta una minore decentralizzazione, rendendo il PoA particolarmente adatto per blockchain private, reti consortili e soluzioni aziendali in cui controllo e responsabilità sono elementi centrali. Per ambienti completamente aperti e permissionless è meno indicato, ma nel contesto giusto il PoA può offrire una soluzione potente e scalabile.