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Che cosa è la Delegated Proof of Stake (DPoS)?

Facile

Che cosa è DPoS (Delegated Proof of Stake)? ?

Delegated Proof of Stake (DPoS) è un meccanismo di consenso blockchain progettato per migliorare la scalabilità e la velocità delle blockchain moderne. A differenza della PoS, in cui qualsiasi detentore di token può diventare un validatore raggiungendo una soglia minima di token, la DPoS si basa su un sistema di voto democratico . I detentori di token eleggono un numero limitato di delegati, chiamati testimoni, responsabili della convalida delle transazioni e della produzione di blocchi.

Questo meccanismo offre una governance partecipativa e una maggiore efficienza, ma introduce anche rischi di centralizzazione, poiché il potere è concentrato nelle mani di un numero ristretto di delegati eletti dalla comunità.

Sommario

Come funziona il DPoS (Delegated proof of stake ) ?

Il DPoS opera tramite un sistema collaborativo che coinvolge quattro attori principali: elettori, delegati (o testimoni), delegati amministrativi e validatori.

1. Gli elettori

  • Chi sono?
    Tutti i possessori di token della blockchain.

  • Qual è il loro ruolo?
    Gli elettori eleggono i delegati responsabili della convalida delle transazioni. Il peso del loro voto è proporzionale al numero di token posseduti.

  • Partecipazione diretta o indiretta:
    gli utenti possono votare direttamente o delegare il proprio voto a una persona di fiducia tramite un di voto per delega .

2. I delegati (o testimoni)

  • Ruolo principale:
    i delegati eletti sono responsabili della convalida delle transazioni e della produzione di blocchi.

  • Rotazione ed equità:
    i delegati operano a rotazione, il che garantisce un'equa distribuzione delle responsabilità.

  • Ricompense:
    i testimoni ricevono una ricompensa per ogni blocco prodotto, spesso ridistribuita agli elettori per incoraggiare la partecipazione.

3. Delegati amministrativi

  • Ruolo:
    questi delegati, anch'essi eletti, non convalidano le transazioni ma propongono modifiche alla rete (dimensione dei blocchi, commissioni di transazione, ecc.).

  • Come funziona:
    le proposte devono essere convalidate tramite un voto della comunità prima di essere implementate.

4. I validatori

  • Ruolo:
    i validatori verificano che i blocchi prodotti dai delegati siano conformi alle regole della rete.

  • Specificità:
    Garantiscono un ruolo di controllo senza partecipare direttamente alla produzione dei blocchi.

Fasi del processo di consenso nel DPoS

  1. Elezione dei delegati:
    i possessori di token votano per eleggere i testimoni responsabili della convalida delle transazioni.

  2. Produzione di blocchi:
    i delegati producono blocchi a turno, garantendo un'elevata scalabilità e riducendo al contempo i tempi di convalida.

  3. Controllo della comunità:
    i delegati inefficaci o malevoli possono essere sostituiti tramite voto.

  4. Ricompense:
    i delegati spesso ridistribuiscono una parte delle loro ricompense agli elettori, aumentando l'incentivo a partecipare.

Perché è stato creato?

DPoS è stato sviluppato nel 2014 da Daniel Larimer per affrontare i limiti dei meccanismi di consenso tradizionali in termini di scalabilità, offrendo al contempo una governance partecipativa.

I criteri del trilemma blockchain DPoS (Delegated proof of stake )

Scalabilità: elevate prestazioni grazie a DPoS

Delegated Proof Proof of Stake (DPoS) è progettato per offrire una notevole scalabilità applicazioni decentralizzate dApp ) e altri casi d'uso che richiedono un'elevata capacità di transazione.

1. Un numero limitato di delegati per ottimizzare la convalida

Il DPoS si basa su un sistema in cui un numero limitato di delegati (solitamente tra 21 e 101) viene eletto per convalidare i blocchi. A differenza Proof of Stake (PoS) o Proof of Work (PoW), in cui un gran numero di validatori o miner partecipano simultaneamente al processo, il DPoS concentra le responsabilità su un gruppo ristretto.

  • Velocità di convalida: questa limitazione riduce il tempo necessario per raggiungere un consenso, consentendo spesso la convalida del blocco in meno di un secondo.
  • Eliminazione dei conflitti: la rotazione predeterminata dei delegati elimina la competizione tra i validatori, come nel PoW, riducendo i ritardi e aumentando la fluidità delle operazioni.

2. Riduzione del carico sulla rete

Limitando il numero di validatori attivi, DPoS riduce il carico sulla rete, migliorandone così l'efficienza complessiva.

  • Sincronizzazione semplificata: un numero inferiore di partecipanti comporta meno dati da sincronizzare tra i nodi, il che velocizza l'elaborazione delle transazioni.
DPoS
  • Riduzione delle risorse necessarie: a differenza del PoW, che richiede un'enorme potenza di calcolo, il DPoS riduce significativamente i requisiti hardware ed energetici.

3. Elevata capacità di elaborazione delle transazioni

Grazie alla sua struttura ottimizzata, DPoS è in grado di gestire una capacità di transazione generalmente superiore a quella di altri meccanismi di consenso.

4. Adattabilità alle applicazioni ad alta richiesta

DPoS è particolarmente adatto alle blockchain che richiedono scalabilità su larga scala , come quelle progettate per:

  • Applicazioni decentralizzate ( dApp ): giochi blockchain o piattaforme social, dove migliaia di transazioni devono essere elaborate in tempo reale
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Confronto dei meccanismi di consenso: PoW, PoS, DPoS

Criteri Possesso di guerra Punto di vendita DPoS
Sicurezza Molto alto (deterrenza tramite potenza di calcolo). Alto (deterrente economico). Buono (controllo della comunità e rotazione).
Scalabilità Generalmente basso (7 TPS su Bitcoin). Da medio ad alto (da 15 a 1000 TPS a seconda della blockchain). Alto (circa 100 TPS in tempo reale per Tron).
Decentramento Ottimo (quasi chiunque può estrarre minerali con l'attrezzatura necessaria). Media (influenza dei grandi staker). Basso (numero limitato di delegati).
  • Per le reti finanziarie: Blockchain orientate a pagamenti rapidi o transazioni complesse, che richiedono un completamento pressoché istantaneo.
  • Per soluzioni interoperabili: grazie alla sua elevata capacità di elaborazione, DPoS facilita le interazioni tra blockchain senza rallentamenti significativi.

5. Confronto con PoW e PoS

In genere, DPoS supera PoW e PoS in termini di scalabilità:

  • PoW: limitato dalla necessità di risolvere complessi enigmi crittografici, con conseguenti ritardi significativi.
  • PoS: sebbene migliorato rispetto al PoW, il PoS prevede un numero potenzialmente illimitato di validatori, il che può rallentare il consenso nelle reti molto caricate.
  • DPoS: grazie al numero limitato di delegati e alla struttura semplificata, massimizza la velocità e l'efficienza della rete.

Una sfumatura riguardante l'eccezionale scalabilità del DPoS

Sebbene il DPoS si distingua per la sua notevole scalabilità, è importante notare che alcune blockchain basate su PoS, come Solana e Base (una di livello 2 ), raggiungono prestazioni di scalabilità ancora più impressionanti. Queste blockchain sfruttano innovazioni tecnologiche specifiche che trascendono la scelta del meccanismo di consenso.

  1. Solana
    e Proof of History (PoH): Solana combina Proof of Service (PoS) con Proof of History (PoH), un metodo di timestamping crittografico unico che riduce la necessità di sincronizzazione tra i validatori. Questo sistema consente Solana di elaborare circa 1180 transazioni al secondo (TPS) in tempo reale , superando di gran lunga le prestazioni tipiche delle blockchain Decentralized Proof of Service (DPoS). Questa impresa si basa non solo sul consenso, ma anche su un'architettura di rete ottimizzata e su innovazioni come l'elaborazione parallela delle transazioni.
  2. Base e Rollup su Ethereum
    Base, una soluzione di livello 2 basata su Ethereum , utilizza rollup ottimizzati , una tecnologia che raggruppa numerose transazioni in un unico batch prima di registrarle sulla blockchain principale. Questo approccio riduce il carico sulla rete principale, aumentando significativamente la capacità delle transazioni e consentendo prestazioni in tempo reale simili a quelle di Tron. Base dimostra che, in alcuni casi, l'uso intelligente di tecnologie complementari può superare i limiti di un meccanismo di consenso come DPoS.
  3. Il meccanismo di consenso è solo uno dei tanti fattori.
    La scalabilità di una blockchain non dipende solo dal meccanismo di consenso, ma anche da:
  • Architettura di rete (ad esempio, gestione dei nodi).
  • Innovazioni tecnologiche specifiche (PoH, rollup, sharding).
  • Ottimizzazione dei livelli superiori, come i protocolli di gestione delle transazioni o le infrastrutture di comunicazione.

Riepilogo: Confronto dei criteri tra PoW, PoS e DPoS

Decentralizzazione e DPoS: un equilibrio delicato

La Delegated Proof of Stake (DPoS) è spesso criticata per i suoi compromessi in termini di decentralizzazione, sebbene tenti di mantenere un certo equilibrio attraverso la partecipazione della comunità. Limitando il numero di delegati (da 21 a 101, a seconda della blockchain), la DPoS promuove una governance più rapida e una maggiore scalabilità, ma questa restrizione può comportare rischi di centralizzazione e vulnerabilità specifiche.

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Perché il DPoS è meno decentralizzato?

a) Un numero limitato di delegati

  • Nel DPoS, solo un piccolo numero di delegati viene eletto per convalidare i blocchi e gestire la rete.
  • Impatto: sebbene ciò consenta una convalida più rapida, riduce significativamente il numero di attori che partecipano attivamente al consenso, il che può concentrare il potere in poche mani.

b) Rischio di influenza sproporzionata

  • Voto ponderato: i possessori di token votano per i delegati, ma il loro voto è ponderato in base al numero di token posseduti. I possessori di token di grandi dimensioni ( le cosiddette "balene" ) possono quindi esercitare un'influenza sproporzionata sulla selezione dei delegati.
  • Conseguenza: questa concentrazione di potere può ridurre la diversità e aumentare il rischio di collusione tra i delegati.

c) Barriera all'ingresso per i piccoli proprietari

  • Sebbene tutti i possessori di token possano votare, i piccoli investitori potrebbero ritenere che il loro voto abbia scarso peso rispetto ai grandi investitori. Questo può scoraggiare la loro partecipazione, lasciando le decisioni nelle mani di un ristretto numero di attori potenti.

Rischi associati al numero limitato di validatori

a) Collusione tra delegati

  • Problema : Con un piccolo gruppo di delegati eletti, la collusione diventa una minaccia reale. Questi delegati potrebbero concordare di manipolare la rete a proprio vantaggio, ad esempio:
    • Blocco di determinate transazioni.
    • Modificare le regole della rete per garantire la rielezione.
    • Sfruttare le ricompense per ottenere un guadagno personale.
  • Conseguenza: ciò mina la fiducia degli utenti nella blockchain e può persino portare a biforcazioni o abbandoni della rete.

b) Centralizzazione graduale

  • Fenomeno: una volta eletti, alcuni delegati possono diventare molto influenti grazie alle loro prestazioni o al controllo sulle ricompense, rendendoli difficili da sostituire.
  • Impatto: ciò può trasformare una rete decentralizzata in una struttura in cui il potere è detenuto da un'oligarchia di delegati.

c) Vulnerabilità agli attacchi mirati

  • Problema: con un numero ridotto di delegati, un attacco mirato (attacco informatico o coercizione fisica) diventa più facile da portare a termine.
  • Esempio: se un aggressore riesce a compromettere la maggior parte dei delegati, potrebbe controllare la rete, effettuare doppie spese o bloccare determinate transazioni.

d) Riduzione della diversità geografica

  • Concentrazione regionale: i delegati possono essere raggruppati in regioni specifiche a causa di condizioni favorevoli (costo dell'energia, normative, ecc.), riducendo così la resilienza complessiva della rete.
  • Impatto: ciò può rendere la blockchain vulnerabile a interruzioni regionali (interruzioni di corrente, normative locali).

Meccanismi che attenuano questi rischi

Nonostante queste vulnerabilità, DPoS incorpora meccanismi per limitare i rischi associati alla decentralizzazione.

a) Rotazione dei delegati

  • I delegati producono i blocchi a turno, impedendo così a un singolo attore di monopolizzare la convalida.
  • Vantaggio: ciò distribuisce le responsabilità e riduce il rischio di collusione a breve termine.

b) Controllo comunitario

  • Richiamo dinamico: i delegati inefficaci o malevoli possono essere rapidamente sostituiti da un voto della comunità.
  • Vantaggio: ciò incoraggia i delegati a rimanere onesti e ad agire nel migliore interesse dei loro elettori.

c) Incentivi alla partecipazione

  • Le ricompense in blocchi vengono spesso condivise con gli elettori, incoraggiando una partecipazione più ampia e attiva al voto.
  • Impatto: ciò incoraggia un maggior numero di detentori di token a partecipare alla governance della rete.

Il compromesso tra decentralizzazione e scalabilità

servizi (DPoS) privilegia la scalabilità e la velocità rispetto alla decentralizzazione. Questo compromesso può essere accettabile per le blockchain orientate ad applicazioni che richiedono un elevato throughput di transazioni (come EOS o Tron), ma potrebbe rivelarsi problematico per le reti finanziarie che richiedono la massima resilienza.

Sicurezza attraverso la deterrenza economica: perché e come?

Il ruolo dei token nel voto e il potere dei delegati

  • Nel DPoS, i possessori di token utilizzano la loro partecipazione per votare ed eleggere i delegati. Il peso di ogni voto è proporzionale al numero di token posseduti.
  • Deterrenza diretta: i delegati malintenzionati rischiano di essere esclusi dalle votazioni successive se agiscono contro gli interessi degli elettori. Un comportamento disonesto comporta la perdita di entrate future associate al loro ruolo di produttori di blocchi.

Incentivi per i delegati

  • I delegati ricevono ricompense economiche (commissioni di transazione e/o nuovi token) per la produzione di blocchi. Questo costituisce per loro un forte incentivo ad agire onestamente e a mantenere la propria posizione.
  • Costo della disonestà: se un delegato agisce in modo malevolo o inefficiente, rischia di perdere la sua posizione e, di conseguenza, il suo potenziale reddito.
DPoS

Confronto con la deterrenza economica nel PoS

Nel PoS:

  • I validatori devono puntare una certa quantità di token per partecipare alla convalida dei blocchi.
  • Se un validatore agisce in modo disonesto (ad esempio convalidando transazioni fraudolente), rischia di perdere tutti o parte dei token puntati attraverso un di slashing .
  • Deterrente diretto: la perdita immediata dei token puntati rappresenta una penalità significativa per i comportamenti illeciti.

Nel DPoS:

  • I delegati non devono necessariamente puntare token per convalidare i blocchi, ma la loro posizione dipende dalla loro reputazione e dai voti dei detentori di token.
  • Deterrenza indiretta: la perdita del loro ruolo (e quindi delle relative ricompense) costituisce una leva economica che li incoraggia ad agire onestamente. Sebbene meno immediato dell'effetto denigratorio della Proof of Service, questo meccanismo rimane efficace, soprattutto se gli elettori sono attivi e attenti.
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Deterrenza economica combinata con governance comunitaria

L'aspetto unico del DPoS è che la deterrenza economica è combinata con il controllo dinamico della comunità:

I detentori di token possono revocare in qualsiasi momento il loro supporto a un delegato malintenzionato o inefficace, aumentando così la pressione sui delegati affinché agiscano nel migliore interesse della comunità.

Flessibilità: i delegati non possono fare affidamento sui token puntati per garantire la propria posizione; devono mantenere una reputazione impeccabile e un supporto costante da parte della comunità.

Limitazioni della deterrenza economica nel DPoS

Sebbene il DPoS incorpori un deterrente economico, alcune limitazioni possono ridurne l'efficacia:

Concentrazione dei voti: se i grandi detentori di token controllano una parte significativa dei voti, possono mantenere delegati malintenzionati al loro posto per servire i propri interessi personali.

Mancanza di partecipazione: se i piccoli detentori di token non votano attivamente, i meccanismi di deterrenza perdono la loro efficacia, poiché il controllo è concentrato tra pochi attori.

Conclusione del DPoS: un compromesso tra scalabilità e decentralizzazione

DPoS è una variante innovativa di PoS, progettata per soddisfare le crescenti esigenze di scalabilità delle moderne blockchain. Il suo sistema di delega offre governance partecipativa e un'elevata capacità di transazione, ma introduce rischi legati alla centralizzazione e alla collusione.

Questo modello è particolarmente adatto alle blockchain che richiedono transazioni rapide e governance attiva, come EOS o Tron. Tuttavia, la sua adozione deve essere attentamente valutata in base alle esigenze specifiche della rete e alle priorità tra sicurezza, scalabilità e decentralizzazione.

Ulteriori letture : per migliorare la tua comprensione dei meccanismi di consenso e dei criteri blockchain, clicca sulle parole in grassetto per scoprire i nostri articoli su Proof of Work e il nostro confronto Proof of Work e Proof of Stake e il trilemma della blockchain .

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Yoann

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