In questo articolo spieghiamo come funziona il meccanismo di consenso pure proof of stake sulla blockchain Algorand e come avviene la selezione dei validatori e il processo di validazione. Scopriremo anche quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo sistema.
Cosa Significa Pure Proof Of Stake?
In breve, PURE PROOF OF STAKE™ è un meccanismo di consenso senza autorizzazione specifico per Algorand Blockchain, che garantisce piena partecipazione, protezione blockchain e buone velocità di trasferimento, in una rete veramente decentralizzata.
Quello che cambia rispetto alla proof of stake è che i validatori non vengono scelti solo in base a quanti $ALGO possiedono, ma anche attraverso una selezione casuale, indipendentemente dal numero di token posseduti.
Questa selezione automatica si basa su una Verifiable Random Function (funzione casuale verificabile). La VRF si comporta in modo simile a una lotteria ponderata; in pratica, è come se ogni $ALGO nell’account di un partecipante avesse un biglietto della lotteria.
Come Vengono Selezionati I Validatori?
In Algorand, ogni investitore che possiede $ALGO può partecipare al protocollo di consenso. Per ridurre il livello di esposizione, gli utenti non utilizzano le loro cosiddette chiavi di spesa (ovvero una sorta di chiavi private che usano per spendere i token in staking) per il consenso.
Chi invece vuole partecipare come validatore all’interno del protocollo genera e registra una chiave di partecipazione. Con questa chiave è possibile partecipare alla proposta e alla votazione dei blocchi. L’uso di tali chiavi di partecipazione garantisce la sicurezza delle criptovalute di un utente, anche se il nodo partecipante è compromesso.
Ogni blocco in Algorand include un cosiddetto selection seed, che è casuale e imprevedibile, e che determina e decide quali utenti dovrebbero partecipare come validatori al prossimo round del protocollo di consenso.
Quando il nuovo blocco viene aggiunto alla blockchain, tutti gli utenti vedranno questo selection seed. Ogni utente che si è proposto come validatore può controllare segretamente se è stato selezionato per partecipare valutando una VRF, con l’ausilio della chiave di partecipazione che possiede e in base a quel selection seed.
La potenza di calcolo necessaria è minima, quindi è possibile utilizzare anche un dispositivo con risorse limitate. Il calcolo VRF produce quindi un output pseudocasuale, con una prova crittografica che chiunque può utilizzare per verificare il risultato. Conservando o inviando tale prova, un utente può dimostrare in qualsiasi momento di essere stato effettivamente selezionato per partecipare al meccanismo di consenso.
Come Funziona Il Voto?
Questo meccanismo di consenso richiede tre passaggi per proporre, confermare e scrivere un blocco sulla blockchain:
1) Proposta di blocco: è il processo attraverso il quale vengono selezionati i candidati validatori.
Innanzitutto, ogni nodo analizza gli account che gestisce e, tramite la funzione Algorand VRF, determina quali account sono online e disposti a partecipare, inviando le informazioni al resto dei nodi della rete.
Pertanto, ogni nodo riceve proposte di blocco dal resto dei nodi sulla rete, insieme a un’uscita VRF, che dimostra che tali proposte sono valide.
2) Soft Vote: in questo caso ogni nodo eseguirà la VRF, analizzando se un account è stato scelto per partecipare al gruppo soft vote. Se la selezione viene confermata, quell’account riceverà un voto ponderato in base al numero di $ALGO che detiene.
Le proposte vengono filtrate in base al timeout VRF più basso; ogni nodo identifica una singola opzione e la invia agli altri nodi, insieme alla prova VRF.
Una volta raggiunto il quorum per il soft vote, il processo passa alla fase di certificazione del voto.
3) Certificazione voto: in questa fase viene selezionato un nuovo gruppo per verificare la proposta di blocco risultante dal soft vote. Se non vengono individuate deviazioni, come overspending e double-spending, il blocco è considerato valido e il comitato lo certifica quindi come tale.
La selezione degli account specifici di un nodo viene ora ripresa, proprio per raggiungere questa certificazione finale.
Questi voti vengono raccolti e convalidati da ciascun nodo fino al raggiungimento del quorum, innescando così la fine di un round e richiedendo al nodo di generare un certificato per il nuovo blocco e di scriverlo nel registro.
Successivamente, verrà avviato un nuovo round e il processo ricomincerà da capo.
Conclusioni
Il meccanismo di consenso Pure Proof-of-Stake è una variante della proof of stake, in cui i validatori di un nuovo blocco non vengono selezionati solo in base al numero di token che hanno messo in stake ma anche casualmente, attraverso la Verifiable Random Function.
Questo meccanismo sceglie casualmente i block leader, mantenendo segreto lo stato dei validatori fino a quando le transazioni non sono state confermate come corrette.
Algorand è la blockchain che ha creato e utilizza questo meccanismo di consenso.