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Delayed Proof of Work: l’algoritmo di consenso multi-blockchain

Ormai esistono decine e decine di algoritmi di consenso per le varie blockchain. Ne abbiamo già visti diversi nella nostra sezione dedicata “Proof of…” ed oggi andremo ad aggiungere il poco noto delayed Proof of Work.

Il delayed Proof of Work si tratta di una variante del classico PoW. Esso sfrutta una seconda blockchain per validare un’altra catena. Vediamo più nel dettaglio come funziona.

Delayed Proof of Work: l’algoritmo di consenso multi-blockchain

Il delayed Proof of Work (dPoW), in italiano prova di lavoro “posticipata”, è un meccanismo ibrido di consenso che permette ad una blockchain di sfruttare il livello di sicurezza fornito dal potere di hashing di una blockchain secondaria. Ciò si ottiene attraverso un gruppo di nodi notarili che aggiungono dati dalla prima alla seconda blockchain. Di conseguenza, questo implica anche che entrambe le blockchain devono venir compromesse per mettere a rischio la sicurezza della catena dPoW.

La prima moneta a sfruttare questo metodo di consenso è stata Komodo, il cui dPoW è legato alla blockchain di Bitcoin.

Naturalmente, il delayed Proof of Work può sfruttare non solo il classico Proof of Work (PoW) ma anche il Proof of Stake (PoS).  Il dPoW può venir utilizzato sfruttando una delle tante blockchain a disposizione. Tuttavia, l’hashrate di Bitcoin fornisce attualmente il massimo livello di sicurezza per il consenso su sistemi dPoW. Qui sotto potete vedere un breve schema che mostra la relazione tra i singoli record,  la blockchain primaria e la catena PoW collegata.

delayed Proof of Work

All’interno di un sistema dPoW esistono diversi tipi di nodi: i nodi notarili e i nodi normali. Nel caso di Komodo, i 64 nodi notarili vengono eletti dagli stakeholders dPoW per aggiungere (autenticare) i blocchi confermati nella blockchain dPoW a partire dalla catena PoW collegata. Una volta che un blocco è stato completato, l’hash viene aggiunto ad una transazione Bitcoin firmata da 33 nodi notarili, creando quindi un record di hash di blocco dPoW sulla blockchain di Bitcoin.

Per prevenire le cosiddette mining wars fra i nodi notarili, con la conseguente riduzione dell’efficienza del network, Komodo ha ideato un metodo mining funzionante in due modi. La modalità “No Notary” consente a tutti i nodi della rete di minare blocchi, come in un tradizionale meccanismo di consenso PoW. La modalità “Notaries Active” invece, consente ai notai della rete di minare blocchi ad un tasso di difficoltà significativamente ridotto. In questo modo, ogni notaio può estrarre un blocco al proprio tasso di difficoltà, mentre gli altri nodi notarili ad una difficoltà 10 volte maggiore. tutti gli altri nodi invece, minano ad un tasso di difficoltà di 100 volte maggiore dei nodi notarili.

L’algoritmo di consenso dPoW è stato progettato per consentire alla blockchain di continuare a funzionare anche senza i nodi notarili. In tale situazione, la catena di blocchi dPoW può continuare a funzionare in base al metodo del consenso iniziale. Tuttavia, non avrebbe più la sicurezza aggiuntiva della blockchain collegata, perdendo quindi la principale feature.

delayed Proof of Work

L’algoritmo di consenso dPoW quindi, offre una maggiore sicurezza ed un consumo energetico ridotto. Ad esempio, poiché Komodo utilizza l’algoritmo di mining Equihash per impedire l’estrazione mineraria con ASIC (anche se in realtà sono da poco stati annunciati gli ASIC di Bitmain) e sfrutta il metodo round-robin per il mining da parte dei nodi notarili, gli incentivi sono strutturati in maniera da evitare che la competizione fra nodi possa comportare un consumo eccessivo di energia ed uno spreco di risorse di calcolo.

Inoltre, l’algoritmo di consenso dPoW può aggiungere valore ad altre blockchain fornendo indirettamente la sicurezza Bitcoin senza dover pagare il costo delle transazioni BTC. Si possono anche collegare più blockchain dPoW fra loro. Infatti, una terza blockchain dPoW può essere collegata a quella di Komodo, successivamente collegata a quella di Bitcoin. In questo modo, le blockchain dPoW possono beneficiare dell’elevato hashrate di Bitcoin senza dover essere direttamente collegate alla catena di Bitcoin.

Infine, le funzioni separate dei nodi notarili e dei nodi normali all’interno del sistema assicurano che il meccanismo di consenso iniziale continui a funzionare in caso di fallimento dei nodi notarili.

Delayed Proof of Work: pro e contro

Possiamo dunque concludere con i vantaggi di tale algoritmo di consenso. Uno dei principali vantaggi riguarda la maggiore efficienza energetica ma soprattutto il tasso di sicurezza più elevato garantito dal sistema. In secondo luogo, aggiunge valore ad altre blockchain fornendo indirettamente la sicurezza Bitcoin. Il tutto senza però pagare il costo delle transazioni di BTC o altre catene PoW utilizzate.

Non mancano però gli svantaggi. Possono venir infatti utilizzate come catene d’appoggio solamente le soluzioni che utilizzano il PoW o il PoS. Inoltre, nella modalità “Notaries Active” l’hashate per diversi nodi deve essere calibrato opportunamente. Altrimenti la differenza tra gli hashrates fra i vari nodi può letteralmente esplodere.

Per questo approfondimento è tutto. Alla prossima!

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Emanuele Pagliari

Ingegnere delle telecomunicazioni appassionato di tecnologia. La mia avventura nel mondo del blogging è iniziata su GizChina.it nel 2014 per poi proseguire su LFFL.org, GizBlog.it, ed ora su CryptoMinando.it. Sono nel mondo delle criptovalute come minatore dal 2013 ed ad oggi seguo gli aspetti tecnici legati alla blockchain, crittografia e dApps, anche per applicazioni nell'ambito dell'Internet of Things, la mia branca di studio.
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