La proof of work spiegata

La proof of work (prova di lavoro, PoW) è un meccanismo di consenso in cui dei computer chiamati miner competono per risolvere un rompicapo computazionale, e il vincitore ottiene il diritto di aggiungere alla blockchain il blocco di transazioni successivo. Risolvere il rompicapo richiede un numero enorme di tentativi e un consumo reale di energia, ma chiunque può verificare la risposta all’istante: il registro è quindi costoso da attaccare ed economico da controllare.

È il sistema che protegge Bitcoin dal 2009. Capirlo spiega perché esiste il mining, perché Bitcoin consuma così tanta elettricità e perché alcune reti sono passate ad alternative come la proof of stake.

Il problema che la proof of work risolve

Un registro decentralizzato non ha una banca centrale né un’azienda che decida quali transazioni sono valide. Migliaia di computer indipendenti devono accordarsi su un’unica cronologia, anche se alcuni partecipanti potrebbero essere disonesti. Se Litecoin è una novità per te, parti da che cos’è Litecoin (LTC) e come funziona.

La parte più difficile è impedire la doppia spesa: spendere due volte la stessa moneta diffondendo transazioni in conflitto. La proof of work risolve il problema rendendo costosa la creazione dei blocchi. La catena valida è quella con il maggior lavoro accumulato, quindi un attaccante dovrebbe superare la potenza di calcolo complessiva del resto della rete per riscriverla. I nostri scenari di prezzo di Ethereum Classic (ETC) per il 2026–2027 applicano lo stesso approccio basato su catalizzatori e rischi a un progetto collegato. Se vuoi approfondire, leggi I meccanismi di consenso spiegati.

L’idea è precedente a Bitcoin. Hashcash di Adam Back, proposto nel 1997, usava un rompicapo simile per rendere costoso l’invio di email di spam. Satoshi Nakamoto ha adattato il concetto nel whitepaper di Bitcoin.

Come funziona il mining, passo dopo passo

1. 1Raccogliere le transazioni. Un miner prende le transazioni in attesa dalla mempool e assembla un blocco candidato.
2. 2Costruire l’intestazione del blocco. L’intestazione contiene un riferimento al blocco precedente, un riepilogo delle transazioni, un timestamp e un campo chiamato nonce.
3. 3Calcolare hash ripetutamente. Il miner fa passare l’intestazione attraverso una funzione di hash (SHA-256 due volte, nel caso di Bitcoin), modificando il nonce e altri campi a ogni tentativo.
4. 4Verificare l’obiettivo. Se l’hash risultante è inferiore all’obiettivo di difficoltà della rete, il rompicapo è risolto. Altrimenti si riprova.
5. 5Diffondere il blocco. Il miner vincente condivide il blocco. Gli altri nodi lo verificano in una frazione di secondo.
6. 6Riscuotere la ricompensa. Il miner riceve il sussidio di blocco (monete appena emesse) più le commissioni di transazione.

Poiché i risultati degli hash sono imprevedibili, l’unico modo per trovarne uno valido è tirare a indovinare con la forza bruta. La nostra guida al mining di Bitcoin tratta l’hardware e gli aspetti economici.

Regolazione della difficoltà

Se si aggiungessero altri miner, i blocchi verrebbero trovati più in fretta; se se ne andassero, più lentamente. Per mantenere un ritmo costante, le reti proof of work regolano automaticamente la difficoltà.

Bitcoin ricalcola la difficoltà ogni 2.016 blocchi, circa ogni due settimane, puntando a una media di un blocco ogni 10 minuti. Altre reti la regolano più spesso. Grazie a questo meccanismo di retroazione la rete continua a funzionare anche se una grossa fetta dei miner si spegne all’improvviso. Vedi anche: Che cos’è una criptovaluta? Una guida chiara per principianti.

Sicurezza: l’attacco del 51%

La sicurezza della proof of work si basa sul costo necessario per ottenere la maggioranza dell’hash rate. Un attaccante che ne controllasse più della metà potrebbe:

• riordinare o escludere transazioni recenti;
• spendere due volte le proprie monete sostituendo una transazione confermata.

Non potrebbe invece rubare monete dagli indirizzi di altre persone né creare monete al di fuori delle regole del protocollo, perché ogni nodo continua a verificare firme e regole.

Su Bitcoin il costo di un attacco del genere è enorme. Le catene proof of work più piccole sono un’altra storia: Ethereum Classic, per esempio, ha subito diversi attacchi del 51% nel 2019 e nel 2020. Il nostro approfondimento su che cos’è un attacco del 51% entra più nel dettaglio.

Proof of work vs proof of stake

Ethereum è passato dalla proof of work alla proof of stake nel settembre 2022. Per un confronto completo, vedi PoW vs PoS. Il nostro articolo Monero vs Bitcoin approfondisce questo punto.

Gli algoritmi di mining sono diversi

Non tutte le monete proof of work usano lo stesso rompicapo:

• SHA-256 — Bitcoin e Bitcoin Cash. Dominato da macchine specializzate chiamate ASIC.
• Scrypt — Litecoin e Dogecoin, che possono essere minati insieme tramite merge mining.
• RandomX — Monero, progettato per favorire le normali CPU e resistere agli ASIC.
• Etchash — Ethereum Classic.

La scelta dell’algoritmo influisce su chi può minare in modo redditizio e su quanto si concentra il mining. Vedi anche: Che cos’è la mempool?

Critiche e rischi

• Consumo di energia. Il mining di Bitcoin utilizza una grande quantità di elettricità. I sostenitori affermano che usa sempre più energia inutilizzata o in eccesso; i critici ritengono che sia comunque uno spreco.
• Concentrazione nei mining pool. La maggior parte dei miner individuali si unisce a pool per rendere più regolari le ricompense. Pochi grandi pool possono controllare una quota consistente dell’hash rate, anche se i singoli miner possono cambiare pool.
• Centralizzazione dell’hardware. La produzione di ASIC è concentrata in un piccolo numero di aziende.
• Budget di sicurezza nel tempo. Poiché il sussidio di blocco di Bitcoin si dimezza circa ogni quattro anni, le commissioni dovranno coprire una quota maggiore dei ricavi dei miner.
• Vulnerabilità delle catene piccole. Le monete con poco hash rate possono essere attaccate usando capacità di calcolo noleggiata.

In sintesi

La proof of work protegge una blockchain rendendo costosa la produzione dei blocchi ed economica la verifica. Su Bitcoin vanta un track record senza eguali, ma consuma molta energia e la sua sicurezza dipende in larga misura dalle dimensioni della rete. Quando valuti una moneta proof of work, chiediti quanto hash rate la protegge, quanto è concentrato il mining e come la rete pagherà la propria sicurezza nel lungo periodo.