Cos’è la Blockchain, come funziona, gli esempi, le applicazioni e le potenzialità

Blockchain è un termine sempre più ricorrente nel contesto dell’innovazione. Notoriamente associata alle criptovalute, come il celeberrimo Bitcoin, la Blockchain rappresenta un modello tecnologico che può dare luogo a moltissime applicazioni, di cui abbiamo molto probabilmente già usufruito tutti in questi anni, pur senza esserne direttamente consapevoli.

Per cogliere le enormi potenzialità delle Blockchain in ambito crypto ed esplorare le ragioni per cui ha già iniziato a rivoluzionare molti altri ambiti di business, è essenziale collocare il suo paradigma tecnologico in un contesto in continua evoluzione, dove concorrono i contributi di discipline quali la matematica, l’informatica, l’ingegneria, il diritto, l’economia e la filosofia.

Relativamente semplice nei concetti, quanto complessa a livello puramente tecnologico, la Blockchain è un argomento di innovazione che molti esperti ritengono possa rivelarsi tanto dirompente quanto lo è stata la tecnologia di internet a partire dagli anni Novanta, con le applicazioni del World Wide Web e la loro implementazione sui dispositivi informatici che utilizziamo quotidianamente. Questa volta nel mirino non c’è soltanto il nostro modo di comunicare, ma il naturale sistema di relazioni, che ci porta ad effettuare scambi e transazioni negli ambiti più disparati. Vediamo dunque quali sono le origini della Blockchain, cercando di scoprire le basi del suo funzionamento e cosa occorre affinché possa a tutti gli effetti considerarsi una tecnologia di riferimento.

Cos’è la Blockchain e a cosa serve

Per introdurre l’argomento Blockchain, possiamo prendere in prestito la definizione di Wikipedia, che descrive la Blockchain (catena di blocchi) come:

una struttura di dati condivisa e immutabile. È definita come un registro digitale le cui voci sono raggruppate in blocchi, concatenati in ordine cronologico, e la cui integrità è garantita dall’uso della crittografia. Sebbene la sua dimensione sia destinata a crescere nel tempo, è immutabile in quanto, di norma, il suo contenuto una volta scritto non è più né modificabile né eliminabile, a meno di non invalidare l’intera sequenza di blocchi

A cosa serve la Blockchain? Innanzitutto, per ciò per cui è nata, come vedremo in maniera specifica nel paragrafo successivo, ossia per creare e gestire il flusso delle criptovalute. Una tecnologia a registro distribuito consente, però, di gestire i dati e le transazioni anche per altri scopi, come la gestione dei contratti (smart contract) e, più in generale, per tutte le applicazioni distribuite che possono trovare luogo su una Blockchain pubblica o privata.

Anche se la Blockchain, come la intendiamo ora, è una tecnologia non soltanto emergente, ma giovanissima, dal momento che ha poco più di dieci anni di vita, ne esistono già almeno tre generazioni, fondate, in particolare:

  • Blockchain 1.0: è il caso di Bitcoin, la Blockchain per autonomasia, dove tutto ebbe inizio, con un focus orientato principalmente alla creazione e alla gestione dei servizi legati alla sua omonima criptovaluta (BTC). Oltre a Bitcoin esistono moltissime altre criptovalute, per seguirle è sufficiente avvalersi di un explorer come blockchain.com o btc.com, siti specializzati nel seguire l’andamento di una o più Blockchain. Esistono inoltre delle piattaforme di trading, gli exchange, che consentono di acquistare e vendere i Bitcoin e le altre criptovalute, accettando sempre più spesso anche un controvalore in valuta emessa da banche centrali
  • Blockchain 2.0: è il caso di Ethereum, che oltre alla criptovaluta Ether (ETH) offre una vera piattaforma di servizi open source basati sulla blockchain, che dà ad esempio modo di creare e validare nei blocchi della catena i cosiddetti smart contract, sempre più utilizzati per gestire transazioni automatizzate, oltre alla traduzione digitale dei contratti tradizionalmente in essere. Il suo funzionamento di base è in ogni caso sempre riferito alla struttura a blocchi tipica di una Blockchain. Sembra già storia, ma Ethereum è stata fondata soltanto nel 2015, dall’allora ventunenne programmatore russo Vitalik Buterin e ad oggi vanta la seconda più alta capitalizzazione dopo il capostipite Bitcoin
  • Blockchain 3.0: la terza grande stagione evolutiva non mira a sostituirsi alle precedenti. Si tratta di nuove blockchain che nascono per superare i limiti delle prime due generazioni, ottimizzando fasi e processi, oltre ad introdurre servizi essenziali a condizioni sempre più vantaggiose per le aziende e gli utenti finali, supportando altri contesti applicativi, come nel caso della Internet of Things (IoT). Tra i nomi più celebri in questo contesto troviamo Lighting Network, IOTA, Cardano e tantissimi altri che non sono per forza legati a doppio filo con una criptovaluta, mirando piuttosto ad accentuare le applicazioni digitali (D-Apps) introdotte dalla seconda generazione di Blockchain. Cercare di sintetizzare in questa sede un elenco sarebbe oltremodo riduttivo e limitante nell’espressione della varietà applicativa di una tecnologia tanto affascinante quanto ancora incredibilmente acerba dal punto di vista tecnologico
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A cosa serve la Blockchain? A creare e gestire il flusso delle criptovalute. Ma una tecnologia a registro distribuito consente di gestire i dati e le transazioni anche per altri scopi, come la gestione dei contratti (smart contract) e, più in generale, per tutte le applicazioni distribuite che possono trovare luogo su una Blockchain pubblica o privata.

Da dove nasce la Blockchain (la storia dei Bitcoin)

Abbiamo esordito affermando che la Blockchain è molto spesso associata alle criptovalute, ed in particolare a Bitcoin. La ragione è molto semplice: la Blockchain è nata con Bitcoin, con l’annuncio urbi et orbi del 31 ottobre 2008, quando il misterioso Satoshi Nakamoto inviò un paper nella mailing list del gruppo Cypherpunk, dal titolo: “Bitcoin: un sistema di moneta elettronica peer-to-peer”.

Nei vari paragrafi che seguiranno, comprenderemo meglio i significati di questa terminologia, prendendo Bitcoin quale riferimento per descrivere il funzionamento di una Blockchain. Ora cerchiamo di comprendere la portata rivoluzionaria del pensiero di Nakamoto, indispensabile per cogliere la differenza tra un sistema di controllo centralizzato ed un modello peer-to-peer, assolutamente decentralizzato e non controllabile dai regolatori tradizionali.

Il 2008 ha coinciso con una gravissima crisi economica, culminato con il clamoroso fallimento di Lehman Brothers, uno dei principali gruppi finanziari americani. Per far fronte a questa crisi, che ha comportato la rovina di molti risparmiatori, le banche centrali hanno fatto ampio ricorso alla stampa di nuovo denaro, utilizzare ricapitalizzare le banche private in difficoltà.

Se da un lato questo procedimento ha consentito di rilanciare progressivamente l’economia, grazie alla disponibilità di nuovi liquidi, dall’altro ha creato un enorme aumento dell’inflazione, che coincide con la perdita del potere di acquisto del denaro. Nakamoto e il collettivo Cypherpunk cercavano una reazione al sistema speculativo dei giganti della finanza mondiale e per farlo hanno intuito l’esigenza di una forma di denaro alternativa che non fosse censurabile dai regolatori e non fosse inflazionabile grazie a manipolazioni destinate puntualmente a mandare in rovina i risparmiatori, chiamati a rispettare le regole di un gioco impari.

Scomparso dai radar ormai da diversi anni, Satoshi Nakamoto non corrisponde ad un’identità riconosciuta, è stato piuttosto lo pseudonimo di una singola persona o di un vero e proprio movimento interessato a rivoluzionare il modo di intendere ed utilizzare il denaro, rendendolo del tutto indipendente dal sistema di controllo delle banche centrali.L’ipotesi collettiva è forse la più probabile, se si considera la complessità e la straordinaria portata di un progetto visionario e tecnologicamente raffinato come quello di Bitcoin.

Uno degli obiettivi di Bitcoin consiste nel creare un sistema digitale capace di ereditare le caratteristiche dell’antica moneta d’oro, il cui valore è direttamente correlato alla rarità di una risorsa come il metallo utilizzato, difficilmente inflazionabile e capace di dare luogo ad un sistema di scambio in cui può essere garantito il totale anonimato, dal momento che l’unica condizione è data dal possesso della risorsa stessa.

Anche dal punto di vista lessicale, minare Bitcoin, il processo con cui si crea la moneta digitale, esprime dichiaratamente la metafora dell’estrazione mineraria, ed è la ragione per cui Satoshi Nakamoto ha previsto un limite di soli 21 milioni di unità frazionabili, rilasciate in quantità progressivamente sempre inferiore, in modo che la scarsità di nuova risorsa venga gradualmente compensata dalla crescente domanda generale. Questa dinamica, ad oggi fortemente condizionata dalle oscillazioni del mercato, consentirebbe di limitare l’inflazione che il rilascio di continua moneta sulla base della continua domanda inevitabilmente comporta, sfuggendo del tutto alle intenzioni dei risparmiatori.

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Uno degli obiettivi di Bitcoin consiste nel creare un sistema digitale capace di ereditare le caratteristiche dell’antica moneta d’oro, il cui valore è direttamente correlato alla rarità di una risorsa come il metallo utilizzato, difficilmente inflazionabile e capace di dare luogo a un sistema di scambio in cui può essere garantito il totale anonimato.

Per creare Bitcoin, Satoshi Nakamoto ha inventato un modello tecnologico basato su vari elementi già disponibili, tra cui la crittografia informatica e le reti peer-to-peer, in quegli anni molto in voga per via di applicazioni come Bittorrent, il cui fondatore Bram Cohen era peraltro membro attivo del collettivo Cypherpunk, insieme a molti altri tecnologi ed attivisti, tra cui Julian Assange (Wikileaks), successivamente diventato noto alle cronache internazionali per via della vicenda relativa alla pubblicazione di documenti riservati, testimonianti alcuni crimini di guerra commessi dai militari americani in Iraq. Particolare che ha dato il via ad una persecuzione giudiziaria che continua tuttora, ben lungi dall’essere risolta.

Esistono molte analogie tra Bitcoin e Bittorrent, a partire dalla dimostrazione pratica che i sistemi decentralizzati esistevano e funzionavano già da diverso tempo sulla rete internet, ben prima della notte di Halloween del 2008, quando Satoshi Nakamoto ha dato il via ad una nuova era del digitale, con un progetto che molto probabilmente è già andato oltre ogni sua più rosea immaginazione.

In origine, lo scambio su internet dei file multimediali in rete era prerogativa di sistemi come Napster, delle vere e proprie aziende con una sede legale definita e dei server facili da spegnere dalle autorità, sulla base di eventuali azioni giudiziarie. I client Torrent, come Kazaa, piuttosto che eDonkey o eMule basavano il loro file sharing su reti decentralizzate, costituite da molti server (nodi) peer-to-peer, dove tutti gli utenti si connettono per scaricare e condividere a loro volta i file.

Bitcoin eredita in buona parte le logiche di Bittorent, conformandole in maniera totalmente differente, per adattarsi alla natura di una criptovaluta. Va inoltre precisato come, a dispetto dei sistemi di file sharing multimediali, Bitcoin appare del tutto legale sia nel sistema di distribuzione che nei contenuti, dal momento che le transazioni validate nei blocchi della sua catena e la criptovaluta stessa sono assolutamente originali ed esclusivi, senza possibilità di ledere i diritti di terzi.

Con questo sistema decentralizzato e autoregolamentato, Bitcoin sfugge costantemente al controllo dei regolatori tradizionali, che sarebbero altrimenti intervenuti con atteggiamenti censori. L’idea di una moneta digitale privata non era del resto nuova, ci avevano provato in parecchi, come Paypal nelle sue prime intenzioni, ma finché si sono basate su un sistema centralizzato, le nuove valute sono state facile preda di atteggiamenti ostativi. Per il noto principio del se non puoi combatterli fatteli amici, i giganti della finanza potrebbero acquisire tutti i Bitcoin disponibili, ma non riuscirebbero a condizionarne in alcun modo il sistema di autoregolamentazione open source che ne sta alla base.

All’atto pratico, pur avendola creata ed elevata ad una popolarità straordinaria nell’attuale geografia tecnologica, Bitcoin dipende dalla Blockchain soprattutto per un fattore essenziale: la catena di blocchi unita come un domino in ordine cronologico, che porta tutti i validatori coinvolti a condividere la stessa versione delle transazioni contenute, evitando il famigerato double spending e i tentativi di contraffazione e manipolazione che potrebbero intervenire all’interno di un sistema di fatto autoregolamentato. Per il resto, le storie di Bitcoin e della Blockchain sono ancora tutte da scrivere ed il futuro che le aspetta sarà sempre meno caratterizzato da una dipendenza reciproca.

Classificazioni: le differenze tra Blockchain pubbliche e Blockchain private

Bitcoin è quella che viene definita una Blockchain pubblica, cui chiunque può accedere, accettando in maniera incondizionata le regole del gioco, basate su un meccanismo di consenso distribuito. Non sempre questo è necessario, al punto che diventa opportuno fare una distinzione a monte tra la governance delle Blockchain pubbliche e i modelli delle Blockchain private, in cui molto spesso diventano prioritari altri fattori.

Cosa sono le unpermissioned (o permissionless) Blockchain

Altrimenti note come pubbliche, le Blockchain permissionless sono basate su registri cui a chiunque è consentito accedere, al punto che ogni nodo della rete ne conserva una copia integrale. Sono per natura decentralizzate e governate dalla regola del consenso distribuito, per impedire a chiunque di diventarne proprietario in maniera esclusiva e di esercitare un controllo diretto, come la censura di una transazione.

Un esempio pratico della pubblicità? Collegandosi al link, chiunque abbia una cinquantina di GB di spazio libero su disco può scaricarsi l’intero archivio di Bitcoin, seguendo le semplici istruzioni sull’apposito thread del forum ufficiale

Le Blockchain pubbliche sono particolarmente indicate laddove vi sia una fondamentale esigenza di immutabilità e sicurezza, come nel caso delle criptovalute, dei contratti di proprietà, piuttosto che di un catasto terreni o fabbricati.

Le permissioned Blockchain

Altrimenti note come private, le Blockchain permissioned sono regolate da un invito, strettamente condizionato dall’accettazione di determinate regole. La prima differenza evidente rispetto al modello pubblico è dunque caratterizzato dalla mancanza di anonimato dei partecipanti.

Se nel modello pubblico la fiducia è garantita dal mining, ossia la prova di lavoro necessaria per validare i blocchi delle transazioni, nel modello privato la fiducia è in qualche modo preassolta, dal momento che l’identità di tutti i partecipanti è nota ed alla base del loro invito c’è la concessione del permesso a parteciparvi.

Le blockchain private costituiscono dunque un modello efficace per soddisfare le esigenze specifiche delle aziende ed in generale per qualsiasi contesto in cui la natura pubblica non risulti compatibile con le policy di gestione dei dati. La natura privata consente di bypassare una serie di processi che sono di fatto indispensabili per garantire l’imparzialità delle operazioni di una Blockchain pubblica e questo consente di base un’efficienza decisamente maggiore, a fronte di un’esigenza computazionale decisamente ridotta.

Una Blockchain privata può essere programmata in una singola azienda, oppure basarsi su un Consorzio, infrastrutture diffuse soprattutto nell’ambito della finanza, per raggruppare una serie di membri che condividono ad esempio i database relativi ad alcuni servizi o prodotti. Si tratta di una condizione intermedia tra il totale controllo di una Blockchain privata e la possibilità di sfruttare i vantaggi del network di natura pubblica.

Tra i Consorzi Blockchain più noti ritroviamo Hyperledger, sostenuto da IBM e Linux Foundation; EEA (Enterprise Ethereum Alliance), sostenuto da Ethereum e, tra gli altri, Microsoft e JPMorgan. Un caso particolare è costituito da Ripple, che pur non essendo un Consorzio ma una Blockchain pubblica, capace di autofinanziarsi grazie all’omonima criptovaluta (XRP), amministra di fatto una serie di Consorzi bancari che utilizzano il suo software aziendale.

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Bitcoin è quella che viene definita una Blockchain pubblica, cui chiunque può accedere, accettando in maniera incondizionata le regole del gioco, basate su un meccanismo di consenso distribuito.

Come funziona la Blockchain

La Blockchain presenta uno schema funzionale basato su un registro distribuito, un database che viene reso disponibile a tutti i nodi validatori presenti nella rete, consentendo così di decentralizzare il controllo rispetto ai classici modelli server/client, in cui la validazione avviene ad esclusiva discrezione di un nodo centrale, gerarchicamente più autorevole di tutti gli altri.

Come funziona esattamente questo modello peer-to-peer? Per comprenderne logiche e principi, analizziamo i componenti base di una Blockchain e come funziona un protocollo di validazione, prendendo spunto dall’esempio di Bitcoin.

Le componenti di una Blockchain

Una Blockchain pubblica è composta almeno da cinque elementi fondamentali:

  • Nodi: sono le macchine su cui è installato l’applicativo che consente di verificare lo stato dei registri, dei blocchi e delle transazioni in essi contenuti. La rete dei nodi è di natura peer-to-peer, pertanto chiunque può contribuire alla sua implementazione, godendo degli stessi diritti di tutti gli altri, mentre la gestione è demandata ad un applicativo open source che gestisce ogni aspetto del funzionamento della Blockchain
  • Transazione: è costituita dai dati relativi ad uno scambio di valuta, alla stipulazione / deposito di un contratto ed altri accordi, a prescindere alla loro valenza giuridica. Gli estremi della transazione vengono validati con strumenti crittografici ed archiviati nei blocchi
  • Blocco: contengono le transazioni validate e sono concatenati per via di un valore crittografico che lega un singolo blocco a quello successivo, formando appunto una catena di blocchi (Blockchain)
  • Ledger: registro pubblico che contiene i blocchi validati, il cui database è distribuito a tutti i nodi della Blockchain. Una volta inseriti ed approvati dalla maggioranza dei nodi, sulla base del consenso distribuito, i blocchi diventano immutabili a livello cronologico. Questo particolare consente di evitare il double spending, ossia la possibilità di transare lo stesso bene a più soggetti
  • Hash: è un’operazione basata sulla crittografia asimmetrica, che consente di codificare una stringa di testo/numeri in maniera irreversibile, in modo che qualsiasi nodo possa verificare la sua validità, senza poter leggere espressamente il contenuto della transazione. L’hash viene impiegato in vari momenti della costituzione della catena e restituisce un codice che rende di fatto univoco ogni elemento previsto. Tra i principali algoritmi crittografici utilizzati ritroviamo il SHA-256

A livello di funzionamento, dall’esordio di una transazione all’archiviazione di un blocco intervengono vari momenti, soggetti ad una validazione basata su elementi crittografici, non discrezionali. Questo consente di avere una condizione di imparzialità che non costringe i nodi a doversi fidare del reciproco operato. Se vi sono anomalie, la natura stessa degli elementi ne rivelerà immediatamente l’evidenza, invalidando i blocchi sospetti. Vediamo dunque come si formano la singola transazione e come entra a far parte di un blocco della catena.

La forma di transazione più ricorrente su una Blockchain è caratterizzata da un trasferimento di valuta digitale, come Bitcoin, tra due soggetti. La transazione è sostenuta da una crittografia a doppia chiave. Una chiave privata, che consente ai due soggetti di accedere e rendere disponibile il quantitativo di Bitcoin accordato per lo scambio, ed una chiave pubblica, che cifra il contenuto della transazione per consentire la validazione e il successivo inserimento dei blocchi attraverso una prova di lavoro o uno degli altri protocolli previsti di validazione previsti.

L’esigenza di una chiave privata rileva subito una differenza fondamentale rispetto ai sistemi centralizzati. Per capire il concetto possiamo citare i wallet digitali, ossia i portafogli che contengono le criptovalute. Queste applicazioni consentono di conservare ad esempio i nostri Bitcoin, ma comportano una grande responsabilità.

Nel caso in cui dovessimo perdere la password di accesso, non avremo alcun modo di recuperare i Bitcoin presenti nel wallet. È successo a molti che hanno acquistato o minato i Bitcoin molti anni fa, dimenticandosi nel frattempo di averli. Nuovamente attirati dall’incredibile aumento di valore acquisito, non hanno più ritrovato la password, ritrovandosi di fatto con un pugno di mosche. Ciò avviene perché non c’è nessun soggetto terzo fidato in grado di poterci garantire un recupero dei dati smarriti, piuttosto che annullare una transazione errata o gestire le operazioni che con il sistema bancario diamo quasi per scontate.

La grande libertà offerta dalla Blockchain ha dunque un prezzo da pagare importante, in quanto i servizi correlati si occupano di gestire il flusso delle transazioni, ma non possono nulla nel controllare il possesso delle risorse, la cui garanzia è data dal possesso della chiave privata per potervi accedere. Un’informazione esclusiva del proprietario di un determinato bene, responsabile della sua conservazione.

Una volta chiusa, per essere archiviata, una transazione va inserita in un blocco. Il proponente sottopone la propria transazione alla Blockchain di riferimento, pagando una commissione per il lavoro computazionale che i validatori devono effettuare durante la prova di lavoro. In Bitcoin viene emesso un nuovo blocco ogni dieci minuti, che contiene mediamente dalle 2000 alle 3000 transazioni. Nei periodi di picco, può capitare che vi siano molte transazioni da archiviare ed in tal caso il sistema procederà dando la precedenza a quelle con la commissione più alta, lasciando in attesa le altre.

Il blocco contiene chiunque l’elenco delle transazioni validate e un Hash identificativo, risultante dalla prova di lavoro necessaria per validarla, che viene riportato nell’header del blocco immediatamente successivo. Questo sistema, come accennato, contribuisce a generare una catena di blocchi molto difficile da corrompere.

Dal momento che l’Hash dipende strettamente, in maniera univoca ed irreversibile dal contenuto cifrato. Se io provassi a cambiare il contenuto di un blocco, l’Hash non sarebbe più verificato e questo farebbe saltare non soltanto il blocco in questione, ma tutti i blocchi concatenati in seguito.

La sicurezza della Blockchain viene garantita praticamente a tutti i livelli, dal sistema democratico che la regola, al codice open source dell’applicativo di gestione che mette in chiaro le regole del gioco, fino alla massiccia presenza di crittografia in ogni fase prevista, che rende assolutamente improbabile il successo delle manipolazioni. Per contro, i privati devono prestare molta attenzione nei confronti della conservazione dei loro dati di accesso.

I protocolli di validazione

Le varie Blockchain utilizzano differenti protocolli di validazione dei loro blocchi. Il più popolare, nonché quello utilizzato da Bitcoin è il cosiddetto proof-of-work (prova di lavoro) e consiste nella risoluzione di un problema matematico, ossia la generazione di un Hash caratterizzato da un determinato quantitativo di zeri iniziali, il cui numero può variare per consentire l’adattamento della difficoltà del problema. Ma perché è necessaria una prova di lavoro?

In un sistema decentralizzato non c’è un soggetto super partes, che gode dei privilegi esclusivi per poter dichiarare valida o meno un insieme di transazioni. Nel caso di Paypal ritroviamo un server centrale che le autorizza, nella Blockchain no, pertanto cosa impedirebbe ad un nodo di validare delle informazioni non coerenti, invalidando la catena? Nulla, se non ci fosse un processo deputato a rendere autorevole la validazione dei blocchi, nel pieno interesse di tutti gli attori che partecipano alla Blockchain stessa.

La prova di lavoro è calcolata dai cosiddetti miner, che, in competizione tra loro, devono risolvere nel più breve tempo possibile il problema e comunicare l’Hash ai nodi, che a loro volta procederanno con una ulteriore verifica prima di dare il consenso di maggioranza necessario per inserire definitivamente il blocco alla sequenza della catena. La ricompensa dei miner è stabilita in Bitcoin, che vengono creati esclusivamente in questo modo, autofinanziando il lavoro necessario al funzionamento della Blockchain.

Dato che il modello di emissione prevede una rarità incrementale, il quantitativo di Bitcoin rilasciato ai miner si dimezza ogni 210.000 blocchi, equivalente di circa quattro anni. Attualmente per ogni blocco è prevista una ricompensa di 6.25 Bitcoin, cifra che verrà dimezzata nel 2024 e così via, nel 2028, nel 2032 ecc. Negli early days era molto semplice minare Bitcoin: non occorrevano grandi risorse e i quantitativi ottenuti erano molto importanti.

Questo spiega perché molti che sono nel giro delle crypto fin dalle origini abbiano nel giro di pochi anni accumulato una considerevole, quanto insperata fortuna economica. Oggi minare Bitcoin è molto più impegnativo sia in termini di risorse computazionali che di ricompense ottenute, anche perché il sistema è in grado di autoregolamentare la difficoltà della generazione del Hash in modo da garantire sempre la validazione di un blocco di transazioni ogni dieci minuti.

Dei 21 milioni di Bitcoin previsti da Satoshi Nakamoto, oggi ne sono stati minati quasi 19 milioni, circa il 90% del totale. Il ritmo di emissione calerà drasticamente vicino ad avvicinarsi allo zero, ma il fatto che il Bitcoin sia estremamente frazionabile (fino a 8 cifre decimali) e il fatto che la sua domanda è in aumento dovrebbe appunto compensare la rarità con l’aumento di valore, evitando al tempo stesso il rischio di inflazione della moneta. L’idea è che un Bitcoin nel tempo acquisisca sempre più valore e per le stesse operazioni ci scambieremo quindi frazioni sempre più contenute del suo intero. 

Per istituire la prova di lavoro di Bitcoin, Satoshi Nakamoto ha preso spunto da Hashcash, il procedimento messo a punto da Adam Back per contrastare il fenomeno dello spam nelle mail e gli attacchi DOS (denial of service) che nella seconda metà degli anni ’90 era diventato uno dei principali problemi per la gestione della posta elettronica.

Il protocollo proof-of-work di Bitcoin non è particolarmente efficiente, abbiamo visto come occorrano ben dieci minuti per formare un blocco. Per questo motivo sono nati altri sistemi, quali evoluzioni del proof-of-work stesso, come nel caso di Ethereum (ETH), oppure sistemi del tutto differenti.

Tra gli altri protocolli di validazione previsti ritroviamo il proof-of-stake, che nasce per migliorare la scalabilità del proof-of-work, semplificando radicalmente il processo di mining, grazie alla selezione casuale del miner per ogni blocco. Il proof-of-stake (dPoS) viene utilizzato tra gli altri da Nano, EOS, Tron e Cardano.

Altri protocolli di validazione ricorrenti nelle Blockchain sono il FBA (Federated Byzantine Agreement), utilizzato da Stellar, e Ripple (RPCA) utilizzato dalla Blockchain omonima.

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La Blockchain presenta uno schema funzionale basato su un registro distribuito, un database che viene reso disponibile a tutti i nodi validatori presenti nella rete.

Distributed Ledger Technology – DLT, cosa sono e che relazione c’è con la Blockchain

In traduzione letterale, Distributed Ledger significa registro distribuito, gli eredi dei libri mastro in cui nei secoli si sono trascritte le varie operazioni contabili, documentando in maniera puntale le entrate e le uscite. Vediamo dunque cosa sono diventate le DLT (Distributed Ledger Technology) nell’era digitale e perché sono così frequentemente associate alla Blockchain, che sono a tutti gli effetti un caso particolare di DLT, condizionate da altre influenze tecnologiche.

DLT e Blockchain sono inoltre tecnologie abilitanti della Internet of Value (IoV) un concetto proposto da Ripple, che prevede di trasferire valore con modalità e semplicità operative tipiche del trasferimento dei dati nella Internet of Things (IoT).

Cosa sono le Distributed Ledger Technology – DLT

Le Distributed Ledger Tecnology (DLT) sono dei sistemi decentralizzati basati su un registro distribuito. Tutti i nodi della rete possiedono la stessa identica versione del registro. Possono leggerlo e modificarlo, ma affinché una nuova versione venga universalmente adottata deve essere sottoposta ad un consenso distribuito, che si ottiene quando almeno il 50% dei nodi della rete esprime parere favorevole.

I DLT consentono modifiche al registro regolate da algoritmi di consenso open source, di cui chiunque può verificare il funzionamento. Le validazioni avvengono solitamente mediante la risoluzione di problemi matematici, delle prove di lavoro utili a verificare e validare i contenuti delle transazioni attraverso tecniche di crittografia che richiedono un notevole calcolo computazionale.

I DLT si differenziano tra loro per via di alcune caratteristiche fondamentali, come la tipologia di rete, il meccanismo di consenso e la struttura del registro, ma le logiche strutturali che ne regolano il funzionamento sono sostanzialmente analoghe, dal momento che si basano sulla condivisione e sul mantenimento di un registro digitale.

Come funzionano I Distributed Ledger di tipo Blockchain

I DLT di tipo Blockchain si distinguono rispetto all’accezione generica per via della struttura del registro, che ha l’aspetto di una catena cronologica di blocchi uniti dalla crittografia, in cui sono contenute tutte le transazioni utili a descrivere il registro stesso. Sulla base del modello originale di Bitcoin, ciascuna Blockchain gestisce questi processi utilizzando metodi e tecniche differenti, da cui deriva una particolare inclinazione a garantire determinati servizi agli utenti. Grazie alla loro natura, le varie Blockchain possono quindi specializzarsi in determinate funzioni e questo spiega il loro continuo moltiplicarsi.

I sistemi Blockchain si distinguono inoltre per essere caratterizzati da asset (o token) come le cryptovalute e per la gestione di transazioni di natura semplice, come il trasferimento di moneta, o complessa, come la regolazione di contratti (smart contract). Una Blockchain può quindi essere programmata pe risolvere compiti differenti, con modalità differenti.

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I sistemi Blockchain si distinguono anche per essere caratterizzati da asset come le criptovalute e per la gestione di transazioni di natura semplice, come il trasferimento di moneta, o complessa, come la regolazione di contratti (smart contract).
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Francesco La Trofa
Da vent’anni attivo nella ricerca relativa alle tecnologie 3D, divulgatore sul tema delle applicazioni enterprise di tali tecnologie e autore di “VR Developer. Il creatore di contenuti in realtà virtuale ed aumentata” (2018), edito da Franco Angeli (vrdeveloper.info). Scrive di IT anche per il portale https://www.sergentelorusso.it/
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