L’algoritmo di consenso Delegated Proof of Stake (DPoS) è considerato da molti una versione più democratica ed efficiente del suo predecessore, la Proof of Stake.
Sia la PoS che la DPoS vengono usate come alternativa all’algoritmo di consenso Proof of Work, in quanto un sistema PoW richiede molte risorse esterne. L’algoritmo Proof of Work si avvale di una grande quantità di potenza di calcolo per proteggere un registro distribuito immutabile, decentralizzato e trasparente. Al contrario, la PoS e la DPoS richiedono meno risorse e sono più sostenibili ed ecologiche. Per comprendere come funziona la Delegated Proof of Stake, è necessario prima esporre le basi degli algoritmi Proof of Work e Proof of Stake che l’hanno preceduta.
Proof of Work (PoW)
La maggior parte delle criptovalute utilizza un registro distribuito chiamato blockchain, e la Proof of Work è stata il primo algoritmo di consenso implementato. Componente centrale del protocollo Bitcoin, la PoW ha la responsabilità di regolare la generazione di nuovi blocchi e mantenere la sicurezza del network (attraverso il processo del mining). Bitcoin è stato proposto come un’alternativa al sistema monetario globale tradizionale, centralizzato e inefficiente. La PoW ha introdotto un protocollo di consenso valido che non richiede un’autorità centrale per la trasmissione di moneta. Ha permesso la creazione di un network economico peer-to-peer in grado di regolare pagamenti decentralizzati in tempo reale, eliminando la necessità di intermediari e riducendo i costi di transazione complessivi.
Un sistema Proof of Work presenta diverse tipologie di nodi, una delle quali, i nodi miner, fa uso di hardware specializzato (ASIC) per cercare di risolvere enigmi crittografici complessi. In media, viene minato un nuovo blocco ogni 10 minuti. Un miner può aggiungere un blocco alla blockchain solo trovando la soluzione per quel blocco. In altre parole, un miner è in grado di farlo solo dopo aver completato una ‘prova di lavoro svolto’, e in cambio riceve una ricompensa composta da una certa somma di nuove monete e tutte le commissioni sulle transazioni contenute in quel blocco specifico. Questo processo presenta costi elevati, in quanto richiede molta energia e tentativi falliti. Inoltre, l’hardware ASIC è piuttosto costoso.
Oltre all’impegno per mantenere il sistema, rimangono delle domande aperte sui limiti dei sistemi PoW - soprattutto per quanto riguarda la scalabilità (numero di transazioni al secondo molto limitato). Tuttavia, le blockchain PoW sono considerate le più sicure e affidabili, e rappresentano lo standard per una soluzione a prova di guasti.
Proof of Stake (PoS)
L’algoritmo di consenso Proof of Stake è l’alternativa più comune alla Proof of Work. I sistemi PoS sono progettati per risolvere alcune delle inefficienze e dei problemi emergenti comuni alle blockchain basate sulla PoW. Nello specifico, affronta i costi associati al PoW mining (consumo di energia e hardware). Fondamentalmente, una blockchain Proof of Stake è protetta in maniera deterministica. Questi sistemi non hanno mining e la validazione di nuovi blocchi dipende dal numero di monete messo ‘in gioco’. Più alta la posta in gioco, maggiori le probabilità di essere selezionato come validatore di un blocco (posizione definita anche con il termine minter o forger).
Mentre i sistemi PoW si basano su investimenti esterni (consumo di energia e hardware), una blockchain Proof of Stake è protetta attraverso un investimento interno (la criptovaluta stessa).
Inoltre, i sistemi PoS rendono gli attacchi alla blockchain più costosi, in quanto è necessario possedere almeno il 51% delle monete esistenti. Gli attacchi falliti risulterebbero in enormi perdite economiche. Nonostante i vantaggi e gli argomenti convincenti a favore della PoS, tali sistemi sono ancora in fase sperimentale e devono ancora essere testati su scala più ampia.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
L’algoritmo di consenso Delegated Proof of Stake (DPoS) è stato sviluppato da Daniel Larimer nel 2014. Bitshares, Steem, Ark e Lisk sono alcune delle criptovalute che utilizzano l’algoritmo DPoS.
Una blockchain basata sulla DPoS utilizza un sistema di voto in cui le parti interessate delegano il proprio lavoro a una terza parte. In altre parole, possono votare dei delegati che proteggano il network al posto loro. I delegati vengono chiamati anche testimoni e hanno il compito di raggiungere il consenso durante la generazione e la validazione di nuovi blocchi. Il potere di voto è proporzionale al numero di monete in possesso a ciascun utente. Il sistema di voto varia da progetto a progetto ma, in generale, ciascun delegato presenta una proposta individuale che gli utenti del network possono valutare prima di scegliere chi votare. Generalmente, le ricompense ottenute dai delegati vengono distribuite proporzionalmente ai rispettivi elettori.
Quindi, l’algoritmo DPoS crea un sistema di voto che dipende direttamente dalla reputazione dei delegati. Se un nodo eletto fa qualcosa di sbagliato o non lavora efficientemente, viene espulso rapidamente e sostituito da un nuovo delegato.
Per quanto riguarda le prestazioni, le blockchain DPoS offrono una maggiore scalabilità, riuscendo a elaborare molte più transazioni al secondo (TPS) rispetto alla PoW e alla PoS.
DPoS vs PoS
Nonostante PoS e DPoS abbiano in comune l’elemento della posta in gioco, la DPoS presenta un nuovo sistema di voto democratico, attraverso cui vengono eletti i block producer. Dato che un sistema DPoS è mantenuto da chi vota, i delegati sono motivati a essere onesti ed efficienti, altrimenti non verranno rieletti. Inoltre, le blockchain DPoS tendono a operare più velocemente in termini di transazioni al secondo rispetto a quelle PoS.
DPoS vs PoW
Mentre la PoS cerca di risolvere i difetti della PoW, la DPoS ha l’obiettivo di ottimizzare il processo di produzione dei blocchi. Per questo motivo, i sistemi DPoS sono in grado di elaborare velocemente un enorme numero di transazioni. Attualmente, la DPoS non viene usata alla pari di PoW o PoS. La PoW è ancora considerata l’algoritmo di consenso più sicuro, e, come tale, è il più diffuso per la trasmissione di denaro. La PoS è più veloce della PoW e presenta un maggior numero di potenziali casi d’uso. La DPoS limita l’uso dello staking all’elezione di block producer. L’attuale produzione di blocchi è predeterminata, a differenza dei sistemi concorrenti basati sulla PoW. A ogni delegato spetta un turno nella produzione di blocchi. Qualcuno sostiene che la DPoS dovrebbe essere considerata un sistema Proof of Authority.
Conclusione
La DPoS si differenzia notevolmente dalla PoW e anche dalla PoS. L’integrazione del voto per le parti interessate funge da strumento per scegliere e motivare i delegati (o testimoni) più onesti ed efficienti. Tuttavia, l’effettiva produzione di blocchi è piuttosto diversa dai sistemi PoS e, in gran parte dei casi, presenta prestazioni migliori in termini di transazioni al secondo.