Blockchain: Cos’è e come funziona

come funziona la blockchain

Cos’è e come funziona la blockchain

La blockchain può essere definita come un protocollo di comunicazione basato su un meccanismo sicuro, trasparente e intelligente, che ha portato un numero crescente di istituti di credito a investire le proprie risorse nelle imprese di recente formazione, sorte per creare delle blockchain atte per il mondo finanziario e i circuiti bancari.

Per comprendere appieno il significato e l’essenza stessa dell’oggetto in questione, occorre una conoscenza preliminare della cosiddetta bitcoin. Per bitcoin si intende una tecnologia per il possesso e trasferimento anonimo delle monete elettroniche. Questo sistema sfrutta le potenzialità della criptografia, di modo che le transazioni effettuate non lascino traccia nei nodi della rete, fondata su una struttura peer-to-peer che non ha bisogno dell’intervento né dell’intermediazione delle autorità bancarie per avallare una transazione. Chiunque disponga di un indirizzo bitcoin può convertirsi in un nodo della rete e possedere un blocco.

Ora, la blockchain, distribuisce le transazioni sui nodi della rete e, una volta convalidate, ne memorizza dei blocchi e li associa a un marcatore temporale secondo un sistema di time stamping. Così facendo, impedisce che le tracce delle transazioni vengano modificate o cancellate e che una stessa quantità di bitcoin venga utilizzata per effettuare due acquisti diversi. Trattandosi di un sistema decentralizzato, non fa affidamento su un server centrale, bensì ha accesso a dati e applicazioni contenuti su server privati. Ogni blocco creato dalla blockchain contiene bitcoin protetti da un complesso algoritmo, che prende il termine tecnico di hash. Questo algoritmo viene risolto con un apposito meccanismo di sblocco che si regola in modo automatico perché gli algoritmi vengano sbloccati a intervalli regolari di circa 10 minuti. Liberare un blocco consente di incassare una quantità di bitcoin che, immessa sul mercato, si trasforma in una fonte di guadagno.

L’invenzione della blockchain ha portato sicurezza e affidabilità in un sistema ampiamente dibattuto quale il Bitcoin, spesso criticato per permettere transazioni svincolate da qualsivoglia controllo e che per mezzo della criptovaluta possono essere usate per aggiudicarsi servizi e prodotti illegali. In virtù delle sue funzioni, la blockchain viene utilizzata laddove sia necessaria una relazione tra più persone per garantire che lo scambio di valuta, azioni o titoli avvenga in modo legale, sotto la sorveglianza di una rete di nodi che vigila sulla correttezza e l’anonimato della transazione.

Il funzionamento della blockchain è efficace perché tutti i partecipanti vi guadagnano una percentuale e sono collegati tra loro grazie a un data base distribuito, la vera chiave del sistema.

Cos’è un database distribuito

Un data base distribuito è un sistema in cui i dati sono memorizzati su tutti i nodi connessi alla rete. Chiamato anche Distributed Ledger, non si trova fisicamente su un solo server, ma su più computer contemporaneamente.

Di conseguenza, tutti i server saranno sincronizzati e potranno visualizzare i medesimi documenti e le medesime informazioni, rintracciabili e identificabili in modo pratico e veloce grazie a una potenza di calcolo condivisa nella rete. Il corretto funzionamento di un database distribuito dipende principalmente dall’esecuzione di due processi fondamentali.

Il primo è la replica del database, che consiste nell’analisi del database da parte di un apposito software il cui compito è individuare tutti i cambiamenti del sistema e replicarli in modo che tutte le basi di dati abbiano le stesse e identiche caratteristiche. Il secondo processo è la duplicazione, grazie alla quale tutti i database disporranno degli stessi dati.

Si crea, pertanto, una sorta di gerarchia tra i database, con la presenza di un database master, chiamato anche Libro Maestro, i cui dati vengono duplicati sui restanti database perché siano uguali. Le modifiche da parte degli utenti potranno, quindi, essere apportate soltanto sul database master, per evitare che vengano sovrascritti degli errori dei dati locali nei vari database della catena.

La blockchain, pertanto, funziona esattamente come un database distribuito su cui sono registrati tanti blocchi di informazioni.

Un esempio di blockchain in semplici parole

Per comprendere come funziona praticamente la blockchain pensiamo a un semplice esempio con situazioni della vita di tutti i giorni. Immaginiamo che la signora Bianchi voglia mangiare un piatto di pasta all’osteria del signor Rossi, che accetta il pagamento in bitcoin da parte dei suoi clienti.

Con un’apposita applicazione installata sul proprio smartphone, la signora Bianchi può identificare l’osteria all’interno della rete bitcoin leggendo il QR Code (Quick Response Code) che si trova alla cassa e dà accesso alla chiave pubblica della struttura.

A questo punto la signora può procedere con la transazione in rete, per un valore in bitcoin corrispondente al prezzo del piatto di pasta consumato. Il sistema blockchain verifica che la transazione sia autentica e la organizza in un blocco di altre transazioni effettuate in un limitato periodo di tempo.

Grazie a un meccanismo crittografico, i nodi della rete confermano la legittimità delle transazioni del blocco, ottenendo così una ricompensa in monete virtuali e la conseguente aggiunta del blocco nell’ultima posizione della catena, che costituisce così una traccia della transazione nel sistema di registro condiviso della blockchain. Nell’arco di dieci minuti dal momento dell’avvenuta transazione, sia la signora Bianchi, sia il signor Rossi riceveranno la conferma del trasferimento dei rispettivi bitcoin dal conto dell’una a quello dell’altro.

Cosa fanno i miners nella blockchain

I miners sono i nodi della rete preposti alla risoluzione dei problemi matematici necessaria per il controllo, la convalida e la registrazione crittografica di un blocco di transazioni all’interna della blockchain. Dal momento che questa complessa operazione prende il nome di “mining”, a ricordare una vera e propria attività estrattiva, coloro che la svolgono sono per l’appunto i miners.

Chi può diventare un miner e come?

Chiunque disponga delle capacità elaborative e matematiche per risolvere gli algoritmi che bloccano le transazioni. Fare il miner è un impegno difficile ma remunerativo. In genere, il primo miner a raggruppare un certo numero di transazioni valide in un blocco e ad aggiungere detto blocco alla catena riceve come ricompensa la somma di tutte le commissioni per le transazioni in questione. Tenendo presente che i blocchi possono contenere un numero elevato di transazioni, il guadagno del miner può essere considerevole.

Specifichiamo che esistono due diversi tipi di catene: pubbliche e private. Nel primo caso, si tratta della cosiddetta permissionless blockchain, in cui qualsiasi partecipante può svolgere il ruolo di miner. La retribuzione per questo incarico varierà a seconda della precisa politica adottata dalla blockchain in questione.

Nel secondo caso, ci troviamo di fronte a un esempio di permissioned blockchain, all’interno della quale il ruolo di miner è riservato esclusivamente all’autorità (un individuo o un gruppo di operatori) che ha creato e gestisce la catena.

Indipendentemente dal tipo di catena, la funzione del miner e il procedimento a cui dà il via grazie alla risoluzione dell’algoritmo è pressoché lo stesso. Nel momento in cui si aggiunge un nuovo blocco, il Libro Maestro condiviso da tutti i partecipanti della catena viene aggiornato sulla base della validità e conseguente accettazione unanime delle nuove transazioni, che non potranno essere cambiate né tanto meno rimosse. Qualora durante il processo di verifica si riscontrassero errori o anomalie, tutti i partecipanti prenderanno visione della mancata autorizzazione alla transazione e del rifiuto del blocco all’interno della catena.

Caratteristiche della blockchain

Ora che il funzionamento della blockchain è stato chiarito, scopriamo una a una le caratteristiche di questo sistema.

– Affidabilità della blockchain

l’organizzazione della blockchain fa sì che il sistema sia sicuro e affidabile. Invece di un centro che governi l’intero sistema, tutti i partecipanti detengono il controllo di una certa porzione della catena. In questo modo, qualora dovessero verificarsi delle incursioni da parte di malintenzionati, solamente il nodo colpito risulterebbe danneggiato dall’attacco, mentre gli altri nodi continuerebbero a mantenere la propria operatività, ricomponendo così la catena e arginando il problema specifico. Di conseguenza, è proprio grazie alla mancanza di centralità e governance che tutti i dati e le informazioni importanti del sistema sono protette con maggiore efficacia.

– Convenienza a partecipare

tutti i partecipanti hanno la loro convenienza a realizzare transazioni per mezzo della blockchain. Difatti, trattandosi di un sistema peer-to-peer, ci si libera del bisogno di terze parti, quali banche o istituti finanziari, che agiscano come intermediari della transazione.

– Visibilità pubblica delle transazioni

le transazioni realizzate all’interno della catena sono visibili alla totalità dei partecipanti. Questa caratteristica è fondamentale e garantisce la completa trasparenza delle operazioni effettuate.

– Irrevocabilità delle transazioni

le transazioni della blockchain sono irrevocabili. Ciò significa che una volta effettuate, non possono essere in alcun modo modificate o cancellate. Un indubbio vantaggio strettamente correlato all’irrevocabilità è il fatto che le transazioni siano più facilmente rintracciabili, essendo registrate in modo definitivo nello stesso momento in cui vengono verificate.

– Digitalità e velocità

la tecnologia virtuale della blockchain aumenta in modo esponenziale i suoi possibili ambiti di applicazione e rende il suo funzionamento più immediato e a portata di tutti gli interessati. I primi campi in cui il sistema della blockchain ha riscosso un grande successo sono il trading e il capital market, entrambi dal fortissimo potenziale e capaci di muovere miliardi di dollari. Altre aree che tranno beneficio dalla blockchain sono il settore dei pagamenti, degli smart contracts e delle transazioni di denaro cross border.

– Immutabilità di blocchi e dati

è la caratteristica forse più importante della blockchain, dal momento che garantisce l’assoluta sicurezza dei dati in essa contenuti. Come precedentemente specificato, il Libro Maestro è il depositario di tutte le più importanti informazioni relative alla catena.

Dal momento che la struttura della blockchain non è centralizzata, ogni partecipante possiede la propria copia del libro maestro.

Di conseguenza, per danneggiarlo occorrerebbe distruggere allo stesso tempo tutte le copie dei vari nodi. La versione del libro maestro posseduta dai partecipanti è unica e autentica, motivo per cui è un’arma potentissima qualora sorgesse il bisogno di accertamenti e verifiche della sicurezza del sistema.

Ne derivano trasparenza, fiducia e solidità di un sistema decentralizzato che si svincola dal controllo di un’autorità speciale per investire tutti i partecipanti della responsabilità di controllare e autorizzare o rifiutare le transazioni in corso.

Un caso a parte sono le sopramenzionate catene private, in cui un gruppo specifico di operatori si incarica della gestione del sistema, stabilendo i permessi e le aggiunte di nuovi blocchi di transazioni al Libro Maestro. Trattasi di una variazione dalla modalità di funzionamento della blockchain pubblica, che tuttavia non compromette le caratteristiche basilari di immutabilità, sicurezza, trasparenza e affidabilità.

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