Ethereum merge: cosa c’è da sapere sul passaggio alla Proof of Stake

Di cosa si tratta

Il 06/09/2022 è stata una data storica per la DeFi e in particolare per il mondo delle blockchain: ha inizio l’upgrade (o meglio, la migrazione) dell’algoritmo di consenso di Ethereum che consentirà di ridurre del 99,5% il fabbisogno energetico della blockchain.

Tecnicamente il blocco con TTD (terminal total difficulty) numero 58750000000000000000000 della blockchain di Ethereum, che arriverà verso la metà di questo settembre 2022, sarà l’ultimo ad essere gestito con la PoW.

Una volta che l’Execution Layer avrà superato quel livello di TTD, avverrà l’integrazione tra la Ethereum Mainnet con la nuova Beacon Chain e il blocco successivo sarà prodotto da un validatore sulla Beacon Chain. La finalizzazione di questo blocco segnerà la transizione completa della blockchain di Ethereum a un meccanismo di consenso basato su Proof of Stake (PoS).

Perché ne parliamo

Per chi non lo sapesse, mantenere attiva una blockchain è estremamente oneroso sotto il profilo energetico dato che la validazione dei nuovi blocchi avviene mediante un’attività, il mining che richiede una potenza di calcolo molto alta espletata attraverso centinaia di GPU.

Questa potenza di calcolo è necessaria per svolgere i “compiti” dettati dall’algoritmo di consenso chiamato Proof of Work (o PoW) che imposta la difficoltà e le regole per il lavoro che i miner devono svolgere. Il lavoro dei miner viene remunerato attraverso frazioni di ETH o BTC in base alla blockchain per la quale lavorano.

Senza il lavoro dei miner, oggi non potrebbero esistere le blockchain.

Ethereum merge: perché è importante

Il passaggio di cui parliamo riguarda proprio l’algoritmo di consenso. Infatti si passerà dalla Proof of Work (o PoW) alla Proof of Stake (PoS) che abbatterà di oltre il 99% i costi energetici necessari al mantenimento della blockchain e di conseguenza anche il lavoro dei miner.

Questo abbattimento dei consumi energetici è dovuto al fatto che la PoS assegnerà ai nodi il diritto di validare i blocchi successivi sulla base dei token (monete) in loro possesso.
In generale, la probabilità di essere scelti è proporzionale alla quantità di monete che si possiedono: più monete hai, più alte saranno le probabilità che quel nodo verrà scelto per validare il prossimo blocco.

Al fine di rendere l’articolo più esaustivo ricordiamo che il processo di inserimento di un nuovo blocco in una blockchain con PoS è definita forging (rispetto al mining) ed infatti
con la proof of stake i blocchi sono forgiati e non sono minati.

Come vengono remunerati i nodi che partecipano alla validazione ?

Abbiamo detto che le persone che vengono selezionate per il forging devono avere in portafoglio una certa quantità di moneta virtuale, nel nostro caso Ethereum, per un certo periodo di tempo, attività che viene definita come staking.

Maggiore è il tempo che l’utente “congela” le proprie monete, maggiore è la remunerazione che ottiene.

Ma entriamo nel dettaglio: immaginiamo 100 investitori di Eth suddivisi in 3 gruppi dove ogni gruppo detiene una certa quantità di moneta. In base alle monete possedute, ogni gruppo ha una percentuale di partecipazione alla rete.

Al fine di garantire il principio di democrazia e decentralizzazione della rete il gruppo C ha si la maggiore probabilità di essere selezionato per il forging di nuove monete, ma una probabilità più bassa la hanno anche gli altri due gruppi.

Nel processo di selezione vengono utilizzati anche dei metodi aggiuntivi, per favorire non solo i nodi più ricchi presenti sulla rete. I due metodi più comunemente utilizzati sono il Randomized Block Selection e la Coin Age Selection.

Nel primo caso, i validatori vengono selezionati tra i vari nodi, utilizzando una combinazione tra il valore di hash più basso e lo stake più alto.

Nel secondo, i validatori vengono scelti considerando il numero di giorni a partire dal quale le monete sono state messe in staking e moltiplicato per il numero di monete in staking.

Una volta che un nodo ha forgiato un blocco, il coin age viene azzerato e si deve attendere un certo periodo per poter forgiare un altro blocco; questo impedisce, ai grandi nodi che fanno staking, di dominare la blockchain.

Cosa c’è da sapere

La necessità di passare dalla PoW alla PoS oltre che essere legata al fattore energetico nasce anche per oltrepassare alcuni limiti della Pow quali:

• Mancanza di scalabilità e velocità legate ad un alto livello di latenza dovuto al processo di mining per poter approvare le transazioni e produrre nuovi blocchi. Grazie alla PoS le verifiche avvengono velocemente, impattando positivamente sulla scalabilità e velocità della rete.
• Decentramento delle attività di validazione, problema che colpisce fortemente le reti PoW dovuta al fatto che il mining rischia si cadere nelle mani di pochi e grandi gruppi. Tramite la PoS si cerca di risolvere questo problema, diversificando e democratizzando l’accesso dei partecipanti ai diversi compiti della rete.
• Timore verso l’attacco del 51% . Questo genere di attacco rappresenta una delle paure legate alle reti PoW. È sufficiente che un pool di mining abbia il 51% della potenza di calcolo della rete perchè avvenga un disastro; infatti con quella capacità, il gruppo di mining può manipolare la blockchain a piacimento. Ma in una rete basata sulla PoS è possibile solo se l’attaccante possiede il 51% di tutte le monete. Se l’attaccante effettua un tale attacco, il valore della moneta tende a diminuire, il che porta ad ingenti perdite economiche per l’attaccante. Questa situazione funge da deterrente per prevenire questi attacchi, pur mantenendo la sicurezza della rete.

Ninja Upshot

Grazie al passaggio dalla PoW alla PoS le blockchain supereranno moltissimi limiti che tuttora ne limitano pesantemente lo sviluppo di massa.

Grazie alle proprie caratteristiche intrinseche (mancanza di intermediari e decentralizzazione), la tecnologia blockchain ha il potenziale di soddisfare numerose esigenze della vita quotidiana e portare a nuove opportunità attraverso una maggiore trasparenza, una maggiore sicurezza e una più facile tracciabilità.