“In Principio c’era il Bitcoin”,così potrebbe iniziare la storia della Blockchain. O forse no! In realtà la Blockchain nasce dall’unione di diverse innovazioni tecnologiche. Ebbene si, già nel lontano 1982 si cercava di creare sistemi crittografici per transazioni non tracciabili, e da allora diversi studi nel settore della crittografia e dei sistemi distribuiti ,hanno creato e perfezionato questi sistemi, fino a dar vita a quella che oggi conosciamo come Blockchain. La sua struttura ed il suo sistema vengono esposti e presentati al pubblico nel 2008,quando Satoshi Nakamoto (inutile parlare dell’ormai famosa figura misteriosa) lancia il White Paper di Bitcoin con il titolo: “Bitcoin: a Peer-to-Peer Electronic Cash System”, una soluzione reale a ciò che da tempo si cercava! Ed in più con la risoluzione del problema del Double Spending cioè la Doppia Spesa Digitale, che fino ad allora era un cruccio dei sistemi distribuiti di pagamento elettronico. Nel 2009,con l’estrazione del blocco genesi (o Blocco #0 ) esattamente il 3 Gennaio, ed il rilascio del primo Client del network di Bitcoin, il 9 Gennaio 2009, la Blockchain entra nella storia con il fascino di chi potrebbe apportare quei miglioramenti tanto sperati nel mondo dei rapporti globali e della vita quotidiana.
Cos’è la Blockchain?
Una Blockchain è un registro digitale di Record, comunemente dette Transazioni, suddivise in blocchi strutturati come una catena che vengono distribuiti in un network P2P (Peer-to-Peer),sfruttando la tecnologia dei Ledger distribuiti (DLT) e i suoi punti di forza: Immutabilità e Sicurezza Crittografica. Ogni blocco si presenta in due parti: L’Header e il Body.
Nell’Header (Intestazione) del blocco possiamo andare a leggere tra i metadati per gli addetti ai lavori, il Timestamp cioè la Marca Temporale che ci informa sulla data e l’ora in cui è stato estratto il blocco, le stringhe col codice di Hash identificativo del blocco, il valore di Hash del blocco precedente, il Nonce (numero casuale di 8 bit che il Miner deve trovare per portare a termine l’estrazione del blocco) ed il codice di Merkle detto Radice, una stringa che mostra il risultato crittografico di tutte le transazioni che sono contenute nel Body. Il numero di transazioni all’interno di un blocco dipendono dalla grandezza stessa del ledger, quindi possono variare. Ad esempio i blocchi di Bitcoin riescono a supportare fino ad 1 MB di dati pari a circa 3.000 transazioni, ciò dipende naturalmente anche dalla dimensione del valore di ogni transazione inserita.
Qual è la grande innovazione che ci porta la Blockchain?
L’Innovazione che ci porta la Blockchain è principalmente la Decentralizzazione. Con i continui progressi nel campo della crittografia e l’immutabilità dei DLT già esistenti che fanno da fondamenta, poggia i suoi solidi pilastri per il futuro:
• Decentralizzazione
• Trasparenza
• Sicurezza
La Decentralizzazione è in qualche modo il potere aggiunto della Blockchain, la possibilità di eliminare le terze parti, ovvero Istituzioni e Istitutori, Enti o Entità pubbliche che hanno il controllo di un sistema, risolvendo di fatto il problema del Single Point of Failure, cioè un singolo punto di errore a cui sono soggetti i sistemi centralizzati come ad esempio le banche. A dar supporto alla decentralizzazione, la Trasparenza ci dà la possibilità di esplorare ogni singolo blocco ed ogni singola transazione, mettendo a disposizione di tutti ogni dato, crittografato (per mantenerne la privacy) attraverso gli strumenti di Explorer, questo è del tutto possibile nelle Blockchain Permissionless (Senza Permesso),a differenza di quelle Permissioned (Con Permesso) che rappresentano alcune limitazioni. Anche la Trasparenza è una caratteristica fondamentale oggi, per la lotta alla criminalità e per aumentare la fiducia nei rapporti Economico-Commerciali, ad esempio tracciando i prodotti nella filiera agroalimentare (come stanno già facendo alcune aziende nel mondo).Ciò porta appunto le aziende ad una maggiore trasparenza e quindi onestà, insieme alla garanzia di immutabilità aumenta la Fiducia da parte dei consumatori, che purtroppo con i sistemi di oggi viene meno. Ultima ma non meno importante è la Sicurezza. In ogni Blockchain ci sono diversi livelli di sicurezza crittografica, ogni dato è crittografato in modo irreversibile, impossibile da modificare perché qualsiasi modifica anche di un solo valore altera il codice di Hash finale, e in un sistema P2P decentralizzato ciò metterebbe subito in allerta gli altri nodi del network che riscontrerebbero l’anomalia ,rifiutando di fatto la transazione.
Cosa sono i Nodi?
Un Nodo è gestito da chiunque voglia partecipare al network, e quindi alla Blockchain. Possiamo farlo come Light Node, cioè semplicemente utilizzando i servizi del network, o come Full Node protagonista attivo della catena. Infatti un Full Node detiene la copia completa della Blockchain e attraverso il proprio dispositivo esegue il software unendosi e coordinandosi con gli altri nodi del network, quindi partecipando alla distribuzione e alla continuità della catena. Alla categoria Full Node appartengono i Miner, appunto dei Full Node che partecipano al processo di Mining. Il loro compito è quello di convalidare le transazioni attraverso la verifica delle Firme digitali rappresentate dalle Chiavi Private di ogni wallet, confermarle applicando gli algoritmi crittografici, e applicare i protocolli delle Prove di Consenso descritti nel White Paper di ogni sistema Blockchain così da assicurare la continuità in sicurezza, aumentando la fiducia verso la stessa. Parlare di protocolli di consenso oggi è sicuramente molto più complesso rispetto a 10-12 anni fa, ma sostanzialmente dal principio i due protocolli che hanno fatto da padrone sono: PoW e PoS.
PoW sta per “Proof of Work” ,tradotto “Prova di Lavoro” ed è il protocollo di consenso su cui si sono basate le prime ed ancora importanti Blockchain. Nella PoW i Miner si sfidano attraverso i propri dispositivi o macchinari dedicati in una “gara” per trovare il codice di Hash valido applicando l’algoritmo da protocollo della Blockchain. Questo processo di Mining genera una ricompensa detta Reward che viene attribuita al Miner insieme alle Fee complessive di tutte le transazioni del blocco. Il Miner crea il blocco raggruppando le transazioni dalla mempool (nel caso di Ethereum Transaction Pool),in sostanza una vasca dove finiscono tutte le transazioni in attesa di essere convalidate, lo aggiunge alla catena in attesa che gli altri nodi lo confermino, e una volta confermato verrà considerato irreversibile. La PoW è attualmente utilizzata da diverse Blockchain tra cui Bitcoin ed Ethereum (che attualmente sta passando a PoS),ma più diventa grande la catena e il network si espande e più potere di calcolo servirà per il processo di Mining. Ciò ha avuto ed ha ancora oggi un forte impatto ambientale ed un alto consumo in termini di energia, quindi costi proibitivi per singole entità. Per questo motivo si cominciò a guardare alla “Proof of Stake” (PoS) traducibile, non letteralmente, in “Prova di Partecipazione” in quanto ogni nodo del network mette a disposizione le monete che possiede, o meglio le “congela” in cambio di un potere di estrazione proporzionato al valore delle monete congelate. Ciò che conta è anche il tempo di detenzione ed alcuni parametri sul quale è strutturata la Blockchain. La PoS rispetto alla PoW elimina il problema dei consumi, ed il problema che nella PoW se uno o più malintenzionati acquisiscono il 51% del potere di calcolo potrebbe violare il network facendo cadere la fiducia della stessa Blockchain. Problema che risolve la PoS in quanto chiunque avesse cattive intenzioni o tenterebbe di frodare la rete perderebbe le monete messe in staking come sorta di punizione e, non meno importante, la fiducia del network. Oltre a questo la PoS aiuta a combattere il fenomeno, comune negli ultimi anni, della nascita delle Farm che tendono a centralizzare il processo di Mining riunendo potenti macchinari spesso all’avanguardia con elevati poteri di calcolo solo in determinate zone dove i consumi di corrente e i costi di mantenimento sono ridotti al minimo. Ma anche se più moderna e apparentemente perfetta, purtroppo anche la PoS ha i suoi problemini… Infatti nella PoS come detto la possibilità di partecipare alla creazione del blocco dipende dalla possibilità di staking del possibile Validatore (Miner della PoS),il sistema di selezione potrebbe tendere a dare potere “centralizzato” mettendone anche in questo caso a rischio la sicurezza e quindi la fiducia.
Per risolvere tali problematiche e rinforzare le fondamenta ed i pilastri delle Blockchain, negli ultimi anni questi due Protocolli hanno dato il via, in certi casi anche dalla loro unione sotto forma di ibridi, alla nascita di molte Prove di Consenso, attualmente utilizzate da alcune Blockchain, sempre più sofisticate e sicure, anche se in alcuni casi sfidano il senso di Decentralizzazione. Tra le prove di consenso più accreditate abbiamo la PPoS (Pure Proof of Stake), PoA (Proof of Authority), DPoS (Delegated Proof of Stake), ecc…
Per far si che una Blockchain sia sempre all’avanguardia e sicura in certi casi è necessario, o viene pianificato, di apportare modifiche e/o aggiornamenti al software, al protocollo o al codice. In genere queste azioni possono portare in tempi brevi ad una biforcazione della catena, detta Fork, cioè una situazione, momentanea o definitiva, di sdoppiamento della catena che può avvenire in forme diverse. Si parla di Soft Fork quando la modifica di un protocollo o l’aggiunta di una funzione non influiscono sulla struttura e permettono ai nodi di utilizzare ancora le versioni precedenti. Più incisivo è l’Hard Fork che si verifica quando una modifica rende le versioni precedenti non valide, creando come conseguenza una Blockchain parallela.
Ad oggi non basta un articolo per parlare di Blockchain, la tecnologia dalla sua nascita è cresciuta in modo esponenziale giorno dopo giorno, con l’aiuto delle crypto che le hanno donato visibilità, in primis Bitcoin ed Ethereum con intenzioni differenti. Grazie a Bitcoin ha ricevuto popolarità e successivamente con la nascita della piattaforma Ethereum che ne ha esposto il vero potenziale, a tal punto da essere ormai applicata in tutto il mondo in svariati campi, da quello della Finanza con l’ormai celebre DeFi (Finanza Decentralizzata),a quello delle Energie Rinnovabili, è utilizzata per Sistemi Doganali, nella Medicina e nel settore dei Servizi Pubblici. Ciò sta portando ad una sorta di ottimismo crescente, una ricerca di perfezione, nei rapporti economici e sociali, che da lungo tempo si cerca di ottenere.
Andrea Alessi
