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Cos'è la Blockchain la tecnologia dietro Bitcoin

In questi ultimi anni l’attenzione verso il mondo delle criptovalute ha creato molta confusione tra Bitcoin, Piattaforme Blockchain, Smart Contract e tutto cio che ruota intorno a questa nuova tecnologia.

Disclaimer
In questo approfondimento vi spiegherò la tecnologia della Blockchain relativa a Bitcoin. In alcuni passaggi teorici farò riferimento alla sola tecnologia blockchain (la B maiuscola indica la blockchain di Bitcoin)

Bitcoin non è blockchain!

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Prima di andare ad analizzare nel dettaglio cosa sia la Blockchain sfato un mito, che più volte mi è capitato di ascoltare, Bitcoin non è blockchain. Sebbene queste due parole sono spesso usate insieme sappiate che sono due cose completamente differenti.

L’unico punto di incontro e che blockchain è uno dei diversi concetti/componenti tenologici alla base della gestione del Bitcoin e delle altre criptovalute. La relazione fra Blockchain e Bitcoin è comunque stata cruciale in quanto Bitcoin è stata la prima criptovaluta ad utilizzare Blockchain questo ha stimolato molto l’evoluzione di questa tecnologia.

Sistemi centralizzati e decentralizzati

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Nel corso degli ultimi anni le architettute dei sistemi informativi si sono evolute passando da uno schema centralizzato a un modello distribuito e diffuso con l’obbiettivo di decentralizzare il più possibile. Un ruolo fondamentale alla distribuzione è svolto dalle tecnologie a oggetti distribuiti e dal Distributed Object Computing.

Per definizione informatica si parla di sistema centralizzato quanto i dati e le applicazioni risiedono in un unico nodo elaborativo.

Un esempio pratico sono i registri per controllare la validità di un documento, la targa di un veicolo, il seriale di un prodotto e quant’altro. Questo sistema si basa sulla fiducia verso qualcosa/qualcuno che è considerato pubblicamente affidabile (lo stato) insomma una autorità in un sistema centralizzato.

Il problema di tale sistema e che è altamente fallibile perchè l’uomo può modificare i dati a suo piacimento senza che nessuno possa contrapporsi a questa scelta ma se i dati sono pubblici e tutti ne hanno una copia nessuno potrà modificarli se gli altri non sono d’accordo

Le tecnologie dietro alla blockchain sono proprio basate sulla decentralizzazione, ossia sistemi che si basano su un registro distribuito, che può essere letto e modificato da più nodi di una rete.

Tale registro è in grado di memorizzare record di dati (chiamati transazioni) in modo sicuro, verificabile e permanente. I dati scritti nel blocco non possono essere modificati retroattivamente in quanto si necessiterebbe di modificare tutti i blocchi successivi ma per consentirlo è necessaria l’approvazione della maggioranza della rete.

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Sostanzialmente la blockchain può essere rappresentata come una lista concatenata (single linked list). Ogni blocco può includere una o più transazioni e ogniuno contiene un puntatore hash al blocco precedente e una marca temporale.

Come funziona la Blockchain

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Per condividere le informazioni viene sfruttata la rete Peer-to-Peer (P2P). La rete è paritetica per tanto ogni computer vale allo stesso modo nessuno comanda e tutti possono partecipare. In realtà chi ha il permesso di scrivere la nuova pagina del registro virtuale detiene più potere per un tempo limitato.

Il sistema è comunque creato per assegnare in maniera casuale la scrittura (in alcuni casi dipende anche dalla potenza di calcolo).

Visto che la Blockchain è completamente aperta deve proteggersi dall’uomo stesso e qui entra in gioco la crittografia che mette in sicurezza i messaggi scambiati senza che nessuno abbia la possibilità di cambiarli.

Proof of work

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Per scongiurare accentramenti di potere interviene il consenso, gestito tramite la “proof of work”. Sostanzialmente chi vuole aggiungere una pagina al registro deve “lavorare”, ovviamente il lavoro viene fatto dal computer, sfruttando la potenza computazionale, per indovinare un numero pseudo-casuale (nonce).

Quando il nonce viene “indovinato” da uno dei computer/nodi viene esposto alla rete, mostrando il risultato ottenuto e permettendo agli altri partecipanti di verificare la validità. Qui entra in gioco la “ricompensa” a chi garantisce l’affidabilità della rete cioè la generazione di un BTC assegnato a chi ha svolto il lavoro per primo, il miner.

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La Proof of work ha comunque uno svantaggio dettato dalla competizione hardware che richiede tanta energia elettrica con una conseguente produzione di calore e quindi un’ulteriore consumo energetico per climatizzare gli ambienti. Questa è una delle principali tesi contro la Blockchain. Specifico che la blockchain utilizza sistemi meno energivori della Proof of Work. I detrattori della Blockchain di Bitcoin non considerano che comunque la moneta fiat ha comunque altri costi (stampa, movimentazione bancaria, personale bancario).

Specifico che comunque il problema del consumo energetico vale per la Blockchain di Bitcoin in quanto è pubblica (chiunque puo partecipare visto che è open source) questo implica che per garantire la fiducia e aiuta la rete ad essere praticamente a prova di manomissione sono necessari sforzi computazionali importanti.

Il problema non sussiste sulle blockchain ad accesso limitato in quanto i partecipanti che desiderano accedere alla rete vengono controllati e devono ottenere l’autorizzazione per tanto l’estrazione non è necessario in quanto l’organo di governo o gli eventuali partecipanti convalidano le informazioni lungo la catena senza data mining.

La Blockchain è attaccabile?

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La risposta secca è no visto che per attaccare la Blockchain è necessario più della metà della potenza di calcolo di tutti i nodi validatori cioè il 51%.

La rete di Bitcoin è talmente grande che non ha mai subito una cosa del genere anche se altre piccole criptovalute (basate anch’esse sulla proof of work) hanno subito un attacco. Per ovviare a questo problema alcune criptovalute (Ethereum) stanno gia adottando la Proof of Stake ma questa è tutta un’altra storia.

A cosa può servire la blockchain

L’applicazione della blockchain sono pressocchè infinite ed includono qualsiasi cosa possa essere decentralizzato.

Perchè pagare un notaio quando l’atto di trasferimento di proprietà può essere scritto sul registro pubblico della blockchain, così che nessuno possa metterlo in dubbio?

Questa tecnologia potrebbe rappresentare una svolta storica negli equilibri del potere, in piccola scala per un notaio, in grande per governi e banche ma in tantissimi altri ambiti.

Spero di essere stato il più chiaro e sintetico possibile nonostante l’argomento sia molto complesso. Il paradosso e che Satoshi Nakamoto (pseudonimo della persona che ha inventato la criptovaluta Bitcoin) ha spiegato il protocollo Bitcoin in sole undici pagine.

This is a personal tip!
Se ti interessa particolarmente l’argomento blockchain ci sono diversi speech del prof Silvio Micali. Uno dei massimi esperti internazionali di blockchain e fondatore di Algorand che ha sviluppato un algoritmo di consenso basato sulla proof-of-stake. Cito anche Gian Luca Comandini (membro del gruppo esperti sulla blockchain per il mise) con il suo libro Da Zero alla Luna.