algoritmo di consenso e Consenso. Quali differenze?

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Seppure contengano entrambi il termine “consenso”, algoritmo di consenso e Consenso sono due cose ben distinte. Vediamo perché.

Con algoritmo di consenso si intende sostanzialmente il procedimento, spiegato nel punto 4 del whitepaper “Bitcoin: a peer to peer electronic cash system” di Satoshi Nakamoto, tramite il quale le transazioni Bitcoin vengono inserite in modo permanente all’interno della catena di blocchi e verificate, o meglio, validate, dai nodi che compongono il network.

L’algoritmo di consenso di Bitcoin è la Proof of Work (PoW), e cerco di spiegarlo in modo semplice nel mio libro Domande e risposte su Bitcoin.
A seguire, parte del capitolo “Chi sono i minatori?”, in cui si parla della PoW:

Il minatore partecipa a una competizione con gli altri minatori: scopo di questa competizione è trovare la soluzione a un problema crittografico di difficile risoluzione ma di facile verifica. Semplificando estremamente il concetto — vi invito a leggere Mastering Bitcoin di Antonopoulos per il dettaglio del procedimento — si cerca un numero, un codice estremamente complesso da trovare, che è la soluzione a questo problema.

Occorrono macchinari molto potenti e costosi per trovare questo numero. Si procede per tentativi, con un metodo chiamato “brute force”; si calcola il primo numero, lo si testa e se non va bene lo si scarta, si calcola il secondo, lo si testa e se non va bene lo si scarta, e così via.

La difficoltà nel trovare questo singolo numero corretto è tale che un minatore riesce a trovarlo mediamente ogni 10 minuti!

Immaginate di avere davanti un problema matematico: invece di risolverlo utilizzando delle formule standard, andate avanti per tentativi, perché non esiste nessuna formula in grado di fornirvi facilmente la soluzione.

È come quando il nostro cervello ha a che fare con le tabelline o le potenze: inizialmente la difficoltà è bassa al punto che possiamo procedere per automatismi e a memoria, ma quando i numeri aumentano finiamo per procedere per tentativi, sommando o moltiplicando.

Una volta trovata la soluzione corretta, il minatore la inserisce all’interno del blocco in costruzione assieme alle transazioni: il numero costituisca la prova che il minatore ha effettivamente partecipato alla gara e viene chiamato in gergo “Prova di Lavoro” (Proof of Work). Dopo, invia questo blocco, ormai chiuso, alla rete, affinché venga verificato dagli altri nodi.

Immaginiamo la ricerca della Prova di Lavoro da parte del minatore e la verifica da parte dei nodi come un’equazione matematica.
Vediamo un esempio molto semplice basato su un sistema di equazioni:

y= 2x

4x + y = 12

Si risolve in questo modo:

4x + 2x = 12 e quindi 6x = 12

x= 2, y = 4

Abbiamo impiegato del tempo a risolvere questa equazione — molto poco, a dire il vero — ma impieghiamo un tempo decisamente minore per verificarla.

Basterà infatti sostituire le due incognite x e y con i numeri appena scoperti all’interno del sistema iniziale.

Quindi trovare la Prova di Lavoro è difficile, verificarla è facile.

Ma cosa serve, in definitiva questo algoritmo di consenso?

In buona sostanza, fa sì che tutti siano d’accordo su quali transazioni siano avvenute e quando, in modo da evitare che si spenda più volte lo stesso denaro, e permette di farlo senza che ci sia un’autorità terza che stabilisca quale transazione è buona e quale no.

Insomma, l’algoritmo di consenso permette che la catena di blocchi di transazioni – e dunque le transazioni stesse – tenda all’immutabilità.

Certo, è possibile, seppur poco probabile, che questa immutabilità venga violata, ma affronteremo questo argomento in un altro articolo.

L’algoritmo di consenso, dunque, è lo strumento che permette ai miner di mettere in sicurezza le transazioni, trascrivendole nel registro dei blocchi.

Se vediamo però questo strumento come unico caso di consenso distribuito all’interno di Bitcoin, finiamo per considerare i minatori come gli unici veri attori del protocollo e rileghiamo i nodi al ruolo di “semplici” strumenti di verifica della bontà delle prove di lavoro.

La realtà è un po’ più complessa.

Esiste un altro tipo di consenso, chiamato generalmente Consenso o Consensus, che mette in sicurezza il protocollo Bitcoin (BP), inteso come insieme di regole di funzionamento e politica monetaria.

Il ruolo di protagonista sul Consenso è questa volta dei soli nodi che compongono la rete Bitcoin.

Come abbiamo visto, i nodi validano le transazioni, quindi escludono eventuali transazioni create al fine di barare e appropriarsi di più denaro di quello che ci spetta (ad es. double spending oppure subsidy maggiorato) ma non solo: i proprietari dei nodi approvano o rigettano eventuali modifiche al protocollo semplicemente installando o rifiutando le nuove release dei software di validazione delle transazioni (es. Bitcoin Core), quindi incidono direttamente sul Consenso.

Nel capitolo “Che cos’è un fork di Bitcoin?”, del libro “Domande e risposte su Bitcoin” possiamo leggere:

A livello d’importanza il più alto è il consenso dei nodi e, indirettamente, di coloro che utilizzano l’asset bitcoin: qualora un hard fork venisse appoggiato dai minatori ma rifiutato dalla maggioranza dei nodi, è altamente probabile che l’asset bitcoin della catena originale mantenga un valore economico più alto di quello della catena secondaria, inizialmente più lunga e con più potenza di calcolo.
La diminuzione del valore del bitcoin della nuova catena si ripercuoterebbe sui minatori, che avrebbero meno profitto a continuare il mining di questa blockchain e sarebbero dunque costretti, per interesse economico, a spostare la loro potenza di calcolo sulla precedente.

Un esempio recente è avvenuto con un fork di Bitcoin Cash, a sua volta un fork di Bitcoin avvenuto senza Consenso. La nuova catena chiamata BSV aveva inizialmente più hashrate (potenza di calcolo) della vecchia BCH e la sua catena rimase la più lunga per qualche giorno. I nodi di Bitcoin Cash però non supportarono in maggioranza il nuovo fork e ciò comportò una diminuzione significativa del prezzo dei nuovi asset BSV, con conseguenti perdite economiche ingenti da parte dei minatori.

Ora la catena Bitcoin Cash è di nuovo la più lunga, ha più hashrate di quella di BSV (più del doppio) e l’asset ha una dominance di mercato di circa il 2% contro lo 0.9% di BSV.

Chiaramente entrambi questi fork, essendo avvenuti senza Consenso, non rappresentano la catena Bitcoin principale, il cui asset BTC ha una dominance di mercato di circa il 70%.

Comprendiamo perciò come i minatori non abbiano potere decisionale sul Consenso, a maggior ragione se si pensa che per il momento la maggioranza di loro usa ancora il protocollo di mining Stratum v1 e che dunque a possedere full node validatori siano di fatto solo i gestori delle mining pool.

Il Consenso è perciò l’arma di difesa primaria del protocollo Bitcoin e delle sue regole monetarie, mentre la PoW è l’algoritmo di Consenso che mantiene la rete sicura da eventuali attacchi double spending e reorg.
È però uno strumento a disposizione del Consenso, non un agente.

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