Il proof-of-stake è un meccanismo per ottenere il consenso su una blockchain. Blockchain è una tecnologia che registra le transazioni che non possono essere cancellate o alterate. È un database decentralizzato, o registro, che non è sotto il controllo di una persona o di un'organizzazione. Poiché nessuno controlla il database, sono necessari meccanismi di consenso, come il proof-of-stake, per coordinare il funzionamento dei sistemi basati su blockchain.

Mentre Bitcoin ha reso popolare la tecnologia, la blockchain fa ora parte di molti sistemi diversi, consentendo applicazioni interessanti come piattaforme finanziarie decentralizzate e token non fungibili o NFT.

Il primo meccanismo di consenso blockchain ampiamente commercializzato è stato il proof-of-work, che consente agli utenti di raggiungere il consenso risolvendo complessi problemi matematici. Per risolvere questi problemi, agli utenti viene comunemente fornito un interesse nel sistema. Questo processo, chiamato mining, richiede grandi quantità di potenza di calcolo. Il proof-of-stake è un'alternativa che consuma molta meno energia.

Al suo interno, la tecnologia blockchain fornisce tre importanti proprietà:

1. Governo e funzionamento decentralizzati:le persone che utilizzano il sistema possono decidere collettivamente come governare e far funzionare il sistema.
2. Stato verificabile:chiunque utilizzi il sistema può convalidare la correttezza del sistema, con ogni utente in grado di garantire che il sistema funzioni attualmente come previsto e lo sia stato sin dal suo inizio.
3. Resilienza alla perdita di dati:anche se alcuni utenti perdono la loro copia dei dati di sistema, per negligenza o per attacco informatico, tali dati possono essere recuperati da altri utenti in modo verificabile.

La prima proprietà, governance e funzionamento decentralizzati, è la proprietà che controlla quanta energia è necessaria per far funzionare un sistema blockchain.

Votare nei sistemi blockchain

I sistemi blockchain utilizzano il voto per decentralizzare la governance e il funzionamento. Mentre i meccanismi esatti per il modo in cui il voto e il consenso vengono raggiunti differiscono in ciascun sistema blockchain, ad alto livello, i sistemi blockchain consentono a ciascun utente di votare su come dovrebbe funzionare il sistema e se una determinata operazione, accettando un nuovo blocco nella catena, ad esempio, dovrebbe essere approvato.

Tradizionalmente, il voto richiede che l'identità delle persone che votano possa essere conosciuta e verificata per garantire che solo le persone ammissibili votino e lo facciano solo una volta. Alcuni sistemi blockchain consentono agli utenti di presentare un ID digitale per dimostrare la propria identità, consentendo di votare con un consumo energetico trascurabile.

Tuttavia, nella maggior parte dei sistemi blockchain, gli utenti sono anonimi e non hanno un ID digitale che possa provare la loro identità. Che cosa, allora, impedisce a un individuo di fingere di essere molti individui e di esprimere molti voti? Esistono diversi approcci, ma il più utilizzato è il proof-of-work.

Nella prova di lavoro, gli utenti ottengono voti in base alla quantità di potenza di calcolo che hanno in proporzione agli altri utenti. Dimostrano la loro proprietà di questo potere di calcolo risolvendo difficili problemi matematici. Se un utente può risolvere il doppio dei problemi di un altro utente, ha il doppio della potenza di calcolo degli altri utenti e ottiene il doppio dei voti.

Tuttavia, la risoluzione di questi problemi matematici è estremamente dispendioso in termini di energia, il che porta a lamentele sul fatto che il proof-of-work non è sostenibile.