Nato come alternativa al protocollo Proof of Work di Bitcoin, il Proof of Stake (PoS) è un protocollo che guarda al possesso di asset digitali anziché basarsi sulla potenza di calcolo. Presentato nel 2012 in un articolo degli sviluppatori blockchain Sunny King e Scott Nadal, il protocollo PoS punta a eliminare l'elevato consumo energetico richiesto dal mining di Bitcoin e altri problemi legati a quel modello. Peercoin è stata la prima criptovaluta a usare il protocollo PoS.
Il protocollo Proof of Work usato dalla rete Bitcoin è un sistema in cui i miner che detengono gran parte della potenza di calcolo hanno più voce in capitolo e ottengono quindi rendimenti maggiori. Il mining di Bitcoin richiede un consumo energetico elevato, mentre il protocollo Proof of Stake non distribuisce il potere sulla rete in base alla potenza dei processori. Nel PoS la generazione del blocco successivo può essere affidata a operatori che elaborano più combinazioni contemporaneamente. Esistono diversi tipi di protocollo Proof of Stake.
Nel protocollo Proof of Stake, gli utenti che vogliono validare le transazioni e ottenere una quota dei ricavi devono bloccare le criptovalute che intendono destinare alla validazione. In questo blocco all'interno del wallet, chiamato "staking" (partecipazione ai ricavi), l'importo destinato all'operazione non può essere prelevato dal wallet finché non viene sbloccato e viene registrato sulla rete come quota dell'utente.
Nelle blockchain che usano il protocollo proof-of-stake, gli utenti si dividono le ricompense per la validazione dei blocchi e le commissioni di trasferimento (miner fee) pagate dagli altri utenti in proporzione alla propria quota. Possiamo paragonare questo meccanismo al possesso di azioni di una società quotata: come chi possiede più azioni riceve una fetta maggiore degli utili distribuiti, così gli utenti che destinano più criptovalute allo "staking" ottengono una quota più alta dei ricavi.
Caratteristiche del protocollo Proof of Stake
La caratteristica più evidente del Proof of Stake è che privilegia la forza del capitale rispetto alla potenza di calcolo. Invece di partire mettendo in funzione dell'hardware, serve quindi un asset da mettere in staking. Nel protocollo PoS un utente che detiene più criptovalute può anche aumentare il proprio peso sulla rete. Il processo di validazione segue alcune regole: gli utenti con più asset nel wallet hanno maggiori probabilità di diventare validatori. È da qui che nasce il concetto di "staking". Il protocollo PoS si basa sul fatto che i possessori di wallet guadagnano confermando le transazioni. Chi detiene più asset ottiene una quota più ampia dei ricavi. Va però precisato che questo non funziona allo stesso modo in tutti i tipi di PoS.
Per impedire che il partecipante più ricco monopolizzi la rete, il protocollo Proof of Stake ricorre a più opzioni per determinare i blocchi. I criteri di selezione più diffusi nel PoS sono la selezione casuale e quella basata sull'anzianità delle criptovalute.
Nella selezione casuale chi approva le transazioni viene scelto tra i nodi più deboli in termini di valore di calcolo (hash) ma più ricchi in termini di quota (share). Nella selezione per anzianità delle criptovalute vengono scelti come validatori gli utenti che detengono l'asset da più tempo e, dopo la validazione, questi utenti ricevono una ricompensa.
Tipi di Proof of Stake
Il protocollo Proof of Stake, che mette al centro il possesso di asset da parte degli utenti, si è evoluto nel tempo e oggi viene proposto in varianti diverse. Delegated Proof of Stake (dPoS) e Leased Proof of Stake (LPoS) sono i tipi di PoS più diffusi.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Nel protocollo Proof of Stake, fondato sul possesso di criptovalute, un utente ottiene il diritto di validare le transazioni e generare blocchi semplicemente tenendo i propri cripto-asset in un wallet collegato alla blockchain di riferimento. Il dPoS, invece, aggiunge alcune funzioni e sfrutta il peso dei partecipanti per raggiungere il consenso attraverso un voto equo.
La rete blockchain in Delegated Proof of Stake (dPoS) usa un sistema di reputazione sociale per arrivare al consenso. Considerato il protocollo meno decentralizzato rispetto agli altri, il dPoS punta a dare ai possessori di criptovalute voce in capitolo nella gestione della rete.
A differenza del sistema Proof of Stake, gli utenti delegano a un altro utente i cripto-asset custoditi nel proprio wallet. Le criptovalute non escono dal wallet, ma vengono conteggiate come asset dell'utente delegato, rafforzandone la voce sulla rete. Chi riceve la delega dagli altri utenti ottiene una quota maggiore dei ricavi della rete e li condivide con i deleganti in proporzione alle rispettive quote.
Leased Proof of Stake (LPoS)
Nel protocollo Proof of Stake gli utenti vengono selezionati secondo determinati criteri e validano i blocchi. In altre parole, non possono generare ricavi da ogni blocco prodotto. Nel protocollo Leased Proof of Stake (LPoS), invece, gli utenti possono affittare una certa percentuale di un intero nodo. Il sistema funziona esattamente come il PoS, ma aggiunge un meccanismo di affitto che incentiva a partecipare anche chi detiene piccole quantità di asset. Tra le criptovalute che usano il protocollo LPoS la più conosciuta è Waves.
Gli utenti affittano le criptovalute presenti nel proprio wallet ad altri utenti che approvano le transazioni sulla rete. Durante l'affitto l'importo dato in locazione non esce dal wallet dell'utente, ma viene bloccato per i prelievi e per le operazioni di acquisto e vendita. L'utente che riceve l'affitto ottiene una quota maggiore dei ricavi mentre svolge l'attività di mining e condivide i guadagni con i propri partecipanti in proporzione alle loro quote. L'utente può interrompere l'affitto o affittare altre criptovalute in qualsiasi momento.