Una battaglia infinita: PoW vs PoS

Una battaglia infinita: PoW vs PoS. Recentemente ho avuto il piacere assoluto di discutere due dei miei argomenti preferiti con un gruppo di persone che rispetto molto: membri del team Ardor, tra cui uno sviluppatore principale e appassionati di lunga durata.
Gli argomenti discussi erano intorno ai quali il meccanico del consenso è il più sicuro, Proof of Work (PoW) o Proof of Sstake (PoS), e quale dei due porta alla distribuzione più efficace del potere.
Il punto di partenza
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PoW è stato introdotto per la prima volta come meccanismo anti-spamming. Si tratta di una misura economica per scoraggiare attacchi di tipo Denial of Service e altri abusi di servizi come spam su una rete richiedendo un po' di lavoro da parte del richiedente del servizio, in genere significa tempo di elaborazione da parte di un computer.
In sostanza, PoW richiede che le macchine spendano energia (risorse) al fine di evitare messaggi di spam “nulla in gioco”.
PoW è stato applicato al protocollo Bitcoin in modo simile. Ha permesso una fiducia decentrata facendo in modo che i minatori competano per la vostra fiducia.
Il modo in cui funziona il PoW, che viene discusso approfonditamente in questo articolo, consente alle persone di inviare denaro digitalmente senza doversi preoccupare di attacchi con doppia spesa. Con ogni nuovo blocco che viene creato, l'hash diventa più complesso e più difficile da trovare, il che significa che i minatori dovranno usare più potenza per estrarre lo stesso numero di blocchi. L'obiettivo è quello di rendere i minatori meno dipendenti dai premi Bitcoin e più dipendenti dalle commissioni di transazione.
PoW è stata un'introduzione intelligente e spiritosa di una misura anti-spam in un protocollo di gossip P2P, allineato con un incentivo monetario che funge da meccanismo per raggiungere la fiducia tra gli utenti.
Le critiche
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Molti sostenitori delle OP incolpano PoW per lo spreco di energia, anche se al momento della stesura, è stato dimostrato che le aziende minerarie più importanti stanno ora utilizzando energia rinnovabile.
Quindi la critica agli sprechi energetici non regge, almeno non secondo me.
Quali altre critiche ci sono?
Durante il dibattito con la comunità di Ardor sono stati sollevati due importanti punti di discussione:
Il PoW è più o meno sicuro degli ordini di acquisto?
Il PoW è più o meno incline alla centralizzazione rispetto agli OP?
Personalmente, ritengo che ciò che conta sia promuovere sia la sicurezza che il decentramento.
PoW o Pow?
Abbiamo già discusso di cosa sia il PoW e di come funziona. Gli OP hanno un obiettivo simile di consentire agli utenti di raggiungere un consenso senza fidarsi l'uno dell'altro. La sua meccanica di lavoro, tuttavia, è molto diversa.
I PO non hanno minatori, né hash. Non richiede nodi per il mio. I titolari di token puntano semplicemente una certa quantità di monete e quindi i nodi possono convalidare le transazioni. Semplice, vero?
Non ci sono ricompense a blocchi (in POS puri), solo commissioni di transazione pagate ai falsari (il nome dato ai validatori). Nel caso in cui un validatore cerchi di spendere due volte, perde la sua quota. Questo è l'incentivo a non comportarsi male e ad affrontare il problema del “nulla in gioco”. Un esempio davvero pulito di questo è Ardor.
Dato che gli OP non si basano sulla spesa energetica, può essere più sicuro del PoW?
Il PoW è più o meno sicuro degli ordini di acquisto?
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Gli attacchi a lungo raggio (51% attacchi) sembrano più letali per i sistemi PoS, mentre gli attacchi a breve termine (o doppia spesa) sono molto più propensi a verificarsi nei sistemi PoW.
In poche parole, i sistemi PoS hanno un problema con gli attacchi a lungo raggio. Se si tiene conto di cosa significa controllare il 51% della rete, si rende conto che chiunque prende il controllo, non può essere rimosso. Dal momento in cui possiedo il 51% delle monete puntate, non c'è nulla che altri validatori possano fare per rimuovere il mio potere. Molto probabilmente, questo stakeholder continuerà solo a consolidare il proprio potere, a causa del fatto che lui/lei sarà ricompensato più spesso (come nei PO, maggiore è la puntata che tieni, maggiore è la probabilità di forgiare un blocco).
D'altra parte, gli OP sono abbastanza resistenti contro gli attacchi a doppia spesa - nel momento in cui un validatore si comporta male, perdono la loro puntata.
Infine, lo scopo di una criptovaluta gioca un ruolo importante nel modo in cui viene percepita la sicurezza, a seconda che tu stia cercando un archivio di valore a lungo termine, una valuta che consenta contratti intelligenti o una rete più veloce e scalabile.
Alla fine, è difficile arrivare a una conclusione ovvia su quale sistema è il più sicuro, poiché la sicurezza sembra dipendere dai tempi di attacco e dallo scopo complessivo della criptovaluta.
Il PoW è più o meno decentrato degli OP?
A mio avviso, l'argomento della centralizzazione deriva dalla sicurezza. Infatti, deriva da dimensioni molto specifiche all'interno della sicurezza: senza autorizzazione, apertura e immutabilità. Con questo in mente, quale meccanico del consenso pensa promuova un risultato più decentrato?
Di nuovo, dipende. Se si tiene conto che è necessario acquistare hardware specifico per estrarre crittografi PoW, si potrebbe sostenere che esiste una barriera più elevata all'ingresso, che promuove chiaramente la centralizzazione. D'altra parte, poiché la rete è resiliente agli attacchi a lungo raggio, un attaccante avrebbe bisogno di spendere energia continuamente per mantenere il controllo della rete, rendendo abbastanza difficile cambiare la blockchain a lungo termine (immutabilità).
Nei PO, sembra che l'unico modo per proteggere la rete da un attacco a lungo raggio di successo sia il rolling-back della blockchain, che va completamente contro l'ideologia dell'immutabilità (decentramento).
Sia il PoW che gli OP sembrano promuovere livelli uguali di senza autorizzazione, apertura e immutabilità.
A seconda del tuo obiettivo, ci possono essere vantaggi nell'utilizzo di entrambi.
Se vuoi una rete che sia resiliente a lungo termine e che non richieda il rollback, vai per i sistemi basati su Pow-based (Bitcoin).
Se si desidera una rete che sia resiliente a breve termine, facile da scalare e che protegga dagli attacchi a doppia spesa, utilizzare sistemi basati su POSS (Ardor).
Conclusione
Grazie all'approccio aperto della comunità di Ardor, in particolare @AvdiuSazan, @Petkodp, @Ardorgate e @Ardorgate, ho avuto la possibilità di avere un interessante dibattito su un argomento che mi eccita parecchio. Sembra che sia PoW che PoS siano abbastanza sicuri, a seconda del tasso di hash nel primo caso e del prezzo del token nel secondo.
Entrambe le meccaniche di consenso offrono vantaggi e svantaggi. Tuttavia, mi sembra che il protocollo più sicuro per un sistema monetario sia ancora un sistema basato su polvere ad alto tasso di hash come Bitcoin, se non altro per il fatto che sembra offrire una maggiore sicurezza nel caso in cui ci sia un attacco di successo.
Se l'elettricità diventa incredibilmente economica, o PoS implementa un modello di palo in fiamme, sostengo che il PoW potrebbe perdere il suo principale vantaggio. Tuttavia, poiché la sicurezza degli ordini di acquisto dipende molto dai prezzi delle valute, potremmo riscontrare risultati indesiderati. Inoltre, avere un tasso di hash rende più difficile per una singola entità controllare la maggior parte della rete per un lungo periodo di tempo, visti i vincoli monetari a lungo termine.
Tuttavia, è difficile per me concludere con certezza quale meccanismo di consenso sia il più sicuro e che promuova un maggiore decentramento, in quanto vi è una grande dipendenza dai membri della comunità e dalla loro applicazione delle regole sociali. Se la comunità di Bitcoin non fosse così dispersa e immensa come è, i cambiamenti sarebbero più facili da applicare, rendendola incline alla centralizzazione?
Nel mio prossimo articolo, miro a discutere il ruolo dei premi e degli incentivi in materia di sicurezza e privacy, nonché le strutture organizzative chiave che contribuiscono maggiormente a un risultato decentrato. Le domande che farò nei prossimi articoli correlati saranno a) Gli incentivi e le ricompense possono promuovere un sistema più sicuro attraverso un migliore comportamento degli utenti? E b) Quali strutture organizzative possono promuovere i sistemi più decentrati?