La Proof of Authority (PoA) è un meccanismo di consenso in cui un piccolo gruppo di validatori pre-approvati e con identità verificata ottiene il diritto esclusivo di produrre blocchi e convalidare transazioni su una rete blockchain. A differenza della Proof of Work (che si basa sulla potenza di calcolo) o della Proof of Stake (che si basa su una partecipazione economica), la sicurezza della PoA deriva dalla reputazione e dall'identità dei suoi validatori: la loro identità reale e la loro posizione professionale fungono da garanzia.
Il PoA (Proof of Accounts) è stato proposto per la prima volta da Gavin Wood, co-fondatore di Ethereum , come alternativa pratica per le reti in cui la massima decentralizzazione è meno importante delle prestazioni, dell'affidabilità e della responsabilità nota dei validatori. L'intuizione chiave è che, quando i validatori sono entità note la cui reputazione è in gioco, il sistema può raggiungere un throughput elevato e una bassa latenza senza il sovraccarico delle competizioni di mining o di staking.
Questo modello di consenso ha trovato le sue principali applicazioni nelle blockchain aziendali, nelle reti di test e nelle reti ibride, dove i partecipanti sono noti e godono di una fiducia parziale. VeChain, diverse reti di test di Ethereum, sia attuali che passate, e blockchain private gestite da consorzi hanno utilizzato il PoA. Il Proof of Staked Authority (PoSA) di BNB Chain rappresenta un ibrido molto diffuso che combina la fiducia basata sull'identità del PoA con le elezioni basate sullo stake del DPoS.
Origine e storia
2014: Le prime implementazioni di blockchain private (come Hyperledger e R3 Corda) utilizzano il consenso basato sulla fiducia senza nominarlo formalmente.
2015: Nel novembre dello stesso anno, Gavin Wood pubblica un documento su GitHub intitolato "PoA Private Chains", in cui articola per la prima volta il concetto di consenso basato sull'identità per le reti Ethereum non pubbliche – la prima proposta formale nota di quello che sarebbe poi diventato il Proof of Authority.
2017: In seguito a un attacco denial-of-service sulla testnet Ropsten nel febbraio scorso, la comunità di sviluppatori di Ethereum formalizza e implementa il PoA su larga scala. La testnet Kovan viene lanciata utilizzando il motore Aura (integrato in Parity), diventando una delle prime testnet pubbliche di Ethereum a utilizzare il PoA e sostituendo la vulnerabile allo spam Ropsten per molti sviluppatori. Nello stesso anno viene proposto anche l'EIP-225 ("Clique: Proof-of-Authority Consensus Protocol"), che fornisce una specifica formale del PoA all'interno di Geth (Go-Ethereum).
2018: VeChain lancia la sua mainnet con PoA, utilizzando 101 masternode di autorità gestiti da aziende e istituzioni note.
2019: La testnet Görli viene lanciata a gennaio con PoA (motore Clique), diventando la prima testnet cross-client di Ethereum, ovvero funzionante su tutti i principali client di Ethereum anziché essere vincolata a una singola implementazione.
2020: BNB Smart Chain viene lanciata con Proof of Staked Authority (PoSA), combinando PoA con elementi DPoS e diventando la rete basata su PoA più utilizzata in termini di volume di transazioni.
2021: Palm Network viene lanciato con PoA per le applicazioni NFT, supportato da ConsenSys e dotato di nodi validatori noti. Viene lanciata anche la testnet Sepolia quest'anno, inizialmente come una testnet più piccola e con accesso autorizzato, destinata agli sviluppatori di applicazioni.
2022: VeChain introduce PoA 2.0 con gadget di finalità e produzione di blocchi basata su comitati, risolvendo i limiti del design PoA originale.
2023: A settembre, viene lanciata la testnet Holesky (una rete proof-of-stake, non PoA) per sostituire Görli nel test dell'infrastruttura di staking e validatori. A novembre, la Ethereum Foundation annuncia la prevista dismissione di Görli in seguito all'aggiornamento Dencun, incoraggiando gli sviluppatori a migrare a Sepolia (per il test delle applicazioni) o a Holesky (per il test di staking e dell'infrastruttura).
2024: Görli viene sostanzialmente ritirato tra gennaio e aprile, con Sepolia che si afferma come la principale testnet raccomandata per gli sviluppatori di applicazioni Ethereum e, essendo basata su PoA, estende il ruolo di PoA come spina dorsale dell'infrastruttura di test di Ethereum.
2025: Holesky viene dismesso a settembre e sostituito da Hoodi (lanciato a marzo) come nuova testnet proof-of-stake per i test a livello di validatore e di protocollo, a dimostrazione del fatto che l'infrastruttura di testnet di Ethereum (PoA e non) continua ad evolversi costantemente, distinguendosi dal ruolo più stabile del PoA nelle blockchain aziendali come VeChain.
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Pensate alla procura come a un sistema notarile. Solo i notai autorizzati e verificati (validatori) possono certificare i documenti (blocchi). La loro licenza professionale e la loro reputazione sono in gioco, quindi sono motivati ad agire con onestà.
È come un club privato con una rigorosa politica di selezione all'ingresso. Non si può semplicemente entrare: i validatori devono superare una verifica dell'identità e soddisfare determinati criteri. Una volta dentro, le operazioni sono rapide e ordinate perché tutti si conoscono e sono responsabili.
Immaginate un consiglio di amministrazione aziendale. Un piccolo gruppo di individui identificati (validatori) prende decisioni (produce blocchi) per l'organizzazione (rete). Sono stati scelti per le loro qualifiche e possono essere rimossi in caso di cattiva condotta.
È un meccanismo simile a quello utilizzato da un consorzio di banche per elaborare i trasferimenti interbancari. Le banche partecipanti (validatori) sono entità note con una reputazione consolidata. Non hanno bisogno di competere o dimostrare la propria ricchezza: la loro identità è ciò che infonde fiducia.
Immaginate un sistema di sorveglianza di quartiere con volontari registrati. Solo i membri identificati e verificati possono segnalare incidenti (convalidare gli isolati). I loro veri nomi e indirizzi sono registrati, quindi sono responsabili di eventuali segnalazioni false.
Importante: il PoA è intrinsecamente centralizzato, ovvero si basa sulla fiducia in un piccolo gruppo di entità note. Questo lo rende inadatto ad applicazioni che richiedono resistenza alla censura o assenza di fiducia. Il PoA è più adatto ad applicazioni aziendali, reti di test e ambienti in cui i partecipanti sono noti e regolamentati.
Principali caratteristiche tecniche
Selezione e identità del validatore
I validatori devono sottoporsi a un processo di verifica dell'identità: la loro identità reale è nota e registrata.
I criteri di selezione in genere includono la reputazione professionale, le capacità tecniche e la posizione all'interno dell'organizzazione.
Il numero dei validatori è fisso o può variare solo attraverso un processo di governance (non tramite la partecipazione al mercato aperto).
L'identità del validatore funge da garanzia di reputazione: una condotta scorretta danneggia la sua credibilità professionale.
Motori di consenso
Nell'ecosistema di Ethereum sono stati utilizzati due principali motori PoA:
Aura (Round di Autorità):
Utilizzato storicamente nella rete di test Kovan e nelle catene basate sulla parità
I validatori si alternano nella produzione dei blocchi secondo un ordine fisso round-robin.
Il tempo di blocco è deterministico e configurabile (ad esempio, 4 secondi).
Semplici e prevedibili, ma vulnerabili alla censura da parte di un singolo validatore durante il loro turno
Cricca:
Specificato formalmente nell'EIP-225, utilizzato in Görli, Sepolia e in molte reti private di Ethereum.
I validatori firmano i blocchi secondo uno schema round-robin ponderato
Include la firma a turno e fuori turno: il validatore designato per ogni blocco ha la priorità, ma altri possono firmare se il validatore principale non è disponibile.
Integrato in Geth (Go-Ethereum), il che lo rende uno dei motori PoA più diffusi storicamente
Processo di produzione a blocchi
Un insieme predefinito di validatori è registrato nel blocco genesi della rete.
Ai validatori vengono assegnati slot di produzione a blocchi secondo un sistema a rotazione o ponderato.
Il validatore designato per ogni slot crea un blocco, lo firma con la propria chiave privata e lo trasmette
Altri validatori verificano la firma rispetto all'insieme di validatori noti
Se il validatore designato è offline, il successivo validatore idoneo produce il blocco dopo un timeout.
I blocchi vengono accettati se firmati da un'autorità valida – non è richiesto alcun mining o staking.
VeChain PoA 2.0
Il meccanismo PoA aggiornato di VeChain introduce diverse innovazioni:
Produzione di blocchi basata su comitato: un comitato di nodi di autorità selezionati casualmente convalida ogni blocco
Dispositivo di finalità: i blocchi raggiungono la finalità attraverso un processo di votazione in stile BFT tra i membri del comitato
Finalità passiva dei blocchi: i blocchi confermati non possono essere annullati, eliminando il rischio di riorganizzazioni della catena.
Nodi di autorità attivi e passivi: alcuni nodi producono attivamente blocchi, mentre altri li verificano e votano sulla finalità.
Vantaggi e svantaggi
Vantaggi
Svantaggi
Velocità di elaborazione estremamente elevata: l'assenza di competizione tra mining e staking consente un'elevata velocità di elaborazione delle transazioni, sebbene le cifre esatte varino notevolmente a seconda dell'implementazione.
Centralizzato – Un piccolo gruppo di entità note controlla la rete
Finalità quasi istantanea: i blocchi vengono confermati in pochi secondi, con un rischio di riorganizzazione ridotto a seconda dell'implementazione.
Non resistente alla censura: i validatori possono colludere per censurare le transazioni.
Tempi di blocco prevedibili: la pianificazione round-robin produce blocchi a intervalli regolari.
Richiede fiducia – Gli utenti devono fidarsi del fatto che i validatori agiranno onestamente
Requisiti hardware minimi: i validatori non necessitano di attrezzature di mining specializzate.
Partecipazione pubblica limitata: gli utenti non possono diventare validatori senza approvazione.
Efficienza energetica: niente enigmi computazionali o competizioni di scommesse.
Rischio di singolo punto di guasto: la compromissione di un piccolo numero di validatori potrebbe compromettere la rete.
Implementazione semplice: meno componenti rispetto a PoW o PoS
Concentrazione normativa: i governi possono esercitare pressioni sui validatori noti affinché si conformino agli ordini di censura.
Responsabilità basata sull'identità: i validatori sono noti e possono essere ritenuti legalmente responsabili.
La garanzia reputazionale è soggettiva: il Pure PoA non comporta perdite economiche quantificabili (a differenza dei sistemi ibridi come PoSA, che includono staking/slashing).
Ideale per le imprese: i validatori riconosciuti soddisfano i requisiti normativi e di conformità.
Non adatto a casi d'uso pubblici e senza autorizzazione: contraddice l'etica della blockchain basata sulla fiducia.
Risk Management
Sicurezza di rete
Sicurezza delle chiavi dei validatori: le reti PoA sono sicure solo quanto le chiavi private dei loro validatori; la compromissione della maggioranza delle chiavi significa il controllo completo della rete.
Diversificazione dei validatori: assicurarsi che i validatori utilizzino hardware, software, provider di hosting e posizioni geografiche diversi per prevenire errori correlati.
Monitoraggio e allerta: implementare il monitoraggio in tempo reale del tempo di attività del validatore, dei tassi di produzione dei blocchi e dei comportamenti anomali.
Rotazione delle chiavi: ruotare regolarmente le chiavi dei validatori e implementare schemi multi-firma per la gestione delle chiavi.
Rischi di governance
Cattura dei validatori: impedire che una singola entità controlli troppi slot di validatori tramite regole di governance e audit regolari
Selezione trasparente: documentare e pubblicare i criteri di selezione dei validatori e mantenere report di rendicontazione pubblici.
Procedure di emergenza: definire procedure chiare per la rimozione di validatori compromessi o dannosi.
Conflitto di interessi: monitorare le situazioni in cui le organizzazioni di validazione hanno interessi commerciali contrastanti
Considerazioni normative
Preparazione alla conformità: le identità note dei validatori rendono le reti PoA soggette alla giurisdizione normativa – pianificare i requisiti di conformità
Privacy dei dati: trovare un equilibrio tra i requisiti di trasparenza e le normative sulla protezione dei dati (GDPR, ecc.).
Questioni transfrontaliere: gli enti di validazione in diverse giurisdizioni potrebbero trovarsi di fronte a requisiti normativi contrastanti.
Obblighi di censura: tieni presente che i governi possono obbligare i validatori identificati a censurare transazioni specifiche.
Rilevanza culturale
PoA occupa una posizione controversa nella comunità blockchain:
I puristi della blockchain rifiutano il PoA considerandolo fondamentalmente compromesso perché sacrifica la decentralizzazione e l'assenza di fiducia – una critica comune che inquadra le catene PoA come funzionalmente più simili a database distribuiti che a blockchain "reali".
I sostenitori della blockchain aziendale accolgono PoA come una soluzione pragmatica che offre i vantaggi della blockchain (immutabilità, trasparenza, verificabilità) senza costi aggiuntivi superflui.
L'espressione "blockchain con permessi" viene spesso usata in modo intercambiabile con "catena PoA", sebbene si tratti tecnicamente di concetti diversi.
Il ruolo di lunga data di PoA nelle reti di test di Ethereum (Kovan storicamente, Görli in precedenza, Sepolia attualmente) significa che quasi ogni sviluppatore di Ethereum ha utilizzato PoA indirettamente
Il successo di BNB Chain (che utilizza PoSA influenzato da PoA) ha attenuato alcune critiche, poiché gli utenti privilegiano le commissioni basse e le transazioni veloci rispetto alla purezza della decentralizzazione, pur essendo a sua volta oggetto di critiche per la concentrazione dei validatori.
Esempi del mondo reale
1. Verifica della catena di fornitura VeChain (2018-oggi)
Scenario: VeChain utilizza PoA per potenziare la verifica della catena di fornitura per aziende di diversi settori, tra cui vendita al dettaglio, automobilistico e servizi di certificazione/ispezione.
Implementazione: 101 masternode di autorità gestiti da organizzazioni verificate (imprese, università, enti governativi) convalidano le transazioni. I prodotti sono etichettati con chip NFC o codici QR che registrano gli eventi della catena di fornitura sulla blockchain. Il meccanismo PoA mira a fornire un'elaborazione delle transazioni rapida e affidabile per grandi volumi di dati della catena di fornitura.
Risultato: VeChain ha registrato un grande volume di dati in diversi casi d'uso, tra cui sicurezza alimentare, autenticazione di beni di lusso e reporting sulla sostenibilità. Il modello PoA offre la velocità di elaborazione e l'affidabilità necessarie alle operazioni della catena di approvvigionamento aziendale, mantenendo al contempo la tracciabilità tramite blockchain.
2. Testnet Ethereum (Kovan, Görli, Sepolia)
Scenario: Ethereum necessitava di ambienti di test affidabili in cui gli sviluppatori potessero implementare e testare contratti intelligenti senza alcun valore reale in gioco.
Implementazione: le testnet PoA utilizzano un insieme noto di validatori (in genere team client di Ethereum e fornitori di infrastrutture) per produrre blocchi in modo affidabile. Gli sviluppatori ricevono ETH di test gratuiti dai faucet e possono implementare contratti, testare le interazioni e simulare le condizioni della mainnet. Con la dismissione delle precedenti testnet (Kovan, poi Görli), Sepolia è diventata la testnet PoA standard per gli sviluppatori di applicazioni, mentre altre testnet non PoA (Holesky, poi Hoodi) hanno assunto il ruolo di staking e test a livello di protocollo.
Risultato: Le reti di test PoA sono state fondamentali per lo sviluppo di Ethereum. La stragrande maggioranza dei protocolli DeFi, delle piattaforme NFT e delle dApp viene testata su reti PoA prima del rilascio sulla rete principale, apprezzate per la loro affidabilità e velocità rispetto alle precedenti reti di test proof-of-work.
3. Catena BNB (Prova di autorità di staking) (2020-oggi)
Scenario: Binance mirava a creare una piattaforma per smart contract ad alte prestazioni che potesse fungere da alternativa a basso costo a Ethereum.
Implementazione: BNB Chain utilizza un insieme limitato di validatori selezionati tramite una combinazione di staking di BNB e governance. Il meccanismo PoSA produce blocchi rapidamente con commissioni in genere ben al di sotto di 1 dollaro. I validatori sono gestiti principalmente da Binance e dai suoi partner dell'ecosistema.
Esito: BNB Chain è diventato uno dei più grandi ecosistemi DeFi in termini di TVL, ospitando numerose dApp tra cui PancakeSwap e Venus, oltre a diversi progetti di gioco. Nonostante le persistenti preoccupazioni relative alla centralizzazione, le sue prestazioni e i bassi costi hanno attratto un'adozione considerevole da parte degli utenti, in particolare nei mercati emergenti.
4. Palm Network per NFT (2021-oggi)
Scenario: Palm Network è stata creata come sidechain PoA specificamente ottimizzata per il conio e il trading di NFT, con il supporto di ConsenSys.
Implementazione: Un piccolo gruppo di validatori noti gestisce la Palm Network, consentendo transazioni NFT a basso consumo di gas. La rete include un bridge con Ethereum per la portabilità degli asset ed è stata progettata per essere molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al modello originale di proof-of-work di Ethereum.
Esito: Palm ha ospitato importanti progetti NFT e collaborazioni con artisti e istituzioni culturali. Il suo modello PoA ha dimostrato che un consenso noto ed efficiente può essere utilizzato in casi d'uso del settore creativo, dove i costi di transazione e (all'epoca) le problematiche ambientali erano prioritari.
Tavola di comparazione
Caratteristica
Prova di autorità
Proof of Stake
Prova di lavoro
DPOS
Modello di fiducia
Identità/reputazione
Interesse economico
Lavoro computazionale
Partecipazione delegata
validatori
Pre-approvato, identità verificata
Qualsiasi staker (soggetto a minimi)
Qualsiasi minatore
delegati eletti
Finalità
Quasi istantaneo o veloce
Variabile (da secondi a minuti)
Probabilistico (in genere un'ora o più per un elevato livello di certezza)
Quasi istantaneo o veloce
Decentramento
Molto basso
Media altezza
Alto
Basso-medio
Consumo di energia
Minimo
Basso
Molto alto
Molto basso
Caso d'uso primario
Azienda, reti di test
Blockchain pubbliche
Bitcoin, blockchain incentrate sulla sicurezza
Catene ad alte prestazioni
Barriera da convalidare
Approvazione/identità
partecipazione di capitale
Hardware minerario
Voti della comunità
Termini correlati
Meccanismo di consenso – La categoria più ampia che comprende PoA, PoS, PoW e altri protocolli di accordo
Proof of Stake (PoS) – Un meccanismo di consenso che utilizza la posta in gioco economica anziché l'identità per la validazione
Proof of Stake delegato (DPoS) – Un meccanismo correlato che combina il voto di delega con la convalida basata sulla posta in gioco
Proof of Work (PoW) – Il meccanismo di consenso blockchain originale che utilizza la competizione computazionale
Validator – Nodi responsabili della produzione di blocchi nei sistemi PoA, PoS e DPoS
VeChain – Una blockchain pubblica di rilievo che utilizza il PoA per soluzioni di supply chain aziendale
BNB Chain – Una blockchain importante che utilizza il meccanismo Proof of Staked Authority (PoA)
Testnet – Reti di sviluppo che hanno comunemente utilizzato PoA per l'affidabilità
Blockchain aziendale – Blockchain private/di consorzio in cui il PoA è un approccio di consenso comune
Decentralizzazione: il compromesso fondamentale che le reti PoA fanno per le prestazioni
FAQ
D: Il Proof of Authority è davvero un meccanismo di consenso blockchain? R: Sì, ma con alcune precisazioni. Il PoA raggiunge il consenso tra un insieme noto di validatori attraverso la fiducia basata sull'identità, piuttosto che tramite competizione crittografica o incentivi economici. I critici sostengono che assomigli maggiormente a un database distribuito tradizionale, mentre i sostenitori sottolineano che offre comunque proprietà della blockchain come immutabilità, trasparenza e verifica crittografica.
D: Come vengono selezionati i validatori PoA? R: La selezione dei validatori varia a seconda della rete, ma in genere prevede la verifica dell'identità, la valutazione delle capacità tecniche e, talvolta, il voto degli organi di governance. Nelle reti aziendali, i validatori sono spesso membri di consorzi o organizzazioni selezionate. Il processo non è generalmente aperto: non è possibile semplicemente acquistare l'accesso come nel caso del PoS.
D: I validatori PoA possono censurare le transazioni? R: Sì, questa è una delle principali limitazioni del PoA. Poiché i validatori sono entità note e in numero limitato, possono coordinarsi per censurare transazioni o indirizzi specifici. Per questo motivo il PoA non è raccomandato per applicazioni che richiedono resistenza alla censura ed è utilizzato principalmente in ambienti aziendali e di test.
D: BNB Chain è una blockchain PoA? R: BNB Chain utilizza la Proof of Staked Authority (PoSA), che è un ibrido tra PoA e DPoS. I validatori devono sia mettere in staking BNB sia essere approvati tramite la governance. Pur mantenendo le caratteristiche del PoA (validatori noti, prestazioni elevate, set limitato di validatori), la componente di staking aggiunge un livello di incentivo economico non presente nel PoA puro.
D: Perché le testnet di Ethereum utilizzano PoA? R: Storicamente, PoA è stato preferito per le testnet di test delle applicazioni perché fornisce una produzione di blocchi affidabile e veloce senza richiedere un reale valore economico in gioco. Le precedenti testnet basate su proof-of-work, come Ropsten, erano vulnerabili agli attacchi di spam, mentre PoA garantisce che solo i validatori noti producano blocchi, mantenendo stabile l'ambiente di test. Si noti che le testnet di staking/test dei protocolli di Ethereum (precedentemente Holesky, attualmente Hoodi) utilizzano proof-of-stake anziché PoA, poiché sono specificamente progettate per replicare l'effettivo meccanismo di consenso della mainnet.
D: Le reti PoA possono scalare fino a milioni di utenti? R: Sì, in termini di elaborazione delle transazioni. Reti PoA come VeChain e BNB Chain gestiscono grandi volumi di transazioni giornaliere. Il collo di bottiglia della scalabilità nelle reti PoA non è generalmente la velocità di elaborazione, ma il compromesso della centralizzazione: con l'aumentare del numero di utenti, la dipendenza della rete da un piccolo insieme di validatori diventa una preoccupazione più significativa in termini di fiducia.
