Come funziona la Blockchain? 

Come descritto nel precedente paragrafo “Cos’è la tecnologia Blockchain” ci sono tre tecnologie principali che si combinano per creare una blockchain. Nessuna di queste tecnologie è nuova, ma la loro orchestrazione e applicazione che è rivoluzionaria:

1. Crittografia a chiave privata
2. Rete distribuita con un libro mastro condiviso
3. Un protocollo che incentivi a servire le transazioni, la registrazione e la sicurezza della rete

Cerchiamo di capire come queste tre tecnologie lavorino insieme per proteggere le relazioni digitali

Chiavi crittografiche

Due persone desiderano effettuare transazioni su internet:

Ognuno di loro possiede una chiave privata e una chiave pubblica:

Lo scopo principale di questo componente della tecnologia blockchain è creare un riferimento di identità digitale sicuro. L’identità si basa sul possesso di una combinazione di chiavi crittografiche privati e pubbliche. La combinazione di queste chiavi può essere vista come una forma abile di consenso, creando una firma digitale estremamente utile. A sua volta, questa firma digitale fornisce un forte controllo della proprietà.

Solo un controllo della proprietà non è sufficiente per proteggere le relazioni digitali, deve avvenire una combinazioni delle chiavi per rispettare e approvare le transazioni e i permessi (autorizzazione). Per la blockchain, questa viene permesso mediante la sua catena di blocchi distribuita (rete distribuita).

Una Rete Distribuita

Cerchiamo di capire i vantaggi e le necessità di una rete distribuita mediante l’esperimento mentale “se una albero cade nella forsta”. Se per caso un albero cade in una foresta, grazie all’utilizzo di telecamere siamo in grado di registrare la caduta e possiamo essere sicuri del fatto che l’albero sia caduto, avendo prove visive, anche se i perché o il come potrebbe non essere chiaro.

Gran parte del punto di forza della blockchain e che è una grande rete in cui i validatori, come le telecamere nell’esempio di prima, raggiungono un consenso sul fatto che hanno assistito alla stessa cosa nello stesso tempo. Invece delle telecamere, la tecnologia blockchain, usa la verifica matematica.

Ciò significa che la dimensione della reta è un elemento importante per proteggere la rete.

Questa è una delle qualità più attraenti della blockchain, per esempio, al momento della scrittura di questo articolo, Bitcoin (vedi “Cos’è Bitcoin?“) è protetto da più di 3.500.000 TH/s, ovvero più di 10.000 banche più grandi del mondo messe  insieme. Etherium (vedi “Cos’è Ethereum?“) è protetto da circa 12,5 TH/s, più di Google ed ha poco più di due anni di vita ed è ancora sostanzialmente in modalità test e in sviluppo per la sua evoluzione in Ethereum 2.0 .

Sistema di registrazione e Protocollo

Quando le chiavi crittografiche vengono combinate con questa rete, emerge una struttura super snella ed utile per le interazioni digitali. Il processo inizia con A che prende la sua chiave privata, fa un “annuncio” di qualche tipo (per esempio l’invio di una somma di criptovalute) e lo collega alla chiave pubblica di B.

Un blocco della Blockchain, contiene una firma digitale, un timestamp e le informazioni pertinenti e viene quindi trasmesso a tutti i nodi della rete

Un diffidente potrebbe dubitare dell’esperimento mentale dell’albero che cade nella foresta con la seguente domanda: perché ci dovrebbero essere un milione di computer con telecamere in attesa di registrare se un albero è caduto? Ovvero, come si gestisce la potenza di calcolo in modo da servire la rete e renderla sicura?

Per la blockchain, pubbliche ed aperte, ciò implica il mining. Ovvero l’estrazione mineraria basato su un’approccio unico e un’antica questione economica: “The tragedy of the commons” (la tragedia dei beni comuni).

Con le blockchan basate su protocolli proof of work (POW), come per esempio Bitcoin (vedi “Cos’è Bitcoin?“), offrendo la potenza di elaborazione del tuo computer per servire la rete, otterrai una ricompensa. In questo modo l’interesse personale di una persona viene utilizzato per aiutar a servire il bisogno pubblico.

L’obbiettivo di questo protocollo è quello di eliminare la possibilità che la cryptovaluta venga utilizzata contemporaneamente in transazioni separate, in modo tale che questo risulti difficile da rilevare. E’ così che le crypotvalute e dunque Bitcoin cerca di agire come l’oro, le loro unità di base devono essere univoche per essere possedute e avere valore.

Per ottenere ciò, i nodi che servono alla rete creano e mantengono una cronologia delle transazioni per ogni cryptovaluta lavorando per risolvere problemi matematici di prova. In sostanza, prestano le proprie risorse con la loro potenza della CPU, esprimendo il loro accordo sui nuovi blocchi o rifiutando i blocchi non validati. Quando la maggior parte dei miner arriva alla stessa soluzione, aggiunge un nuovo blocco alla catena.

Questo blocco ha un timestamp ed esso può contenere dati o messaggi. Ecco rappresentata una catena di blocchi:

Il tipo di blocco e la verifica, possono essere diversi per ogni blockchain. Tutto dipende dalla struttura della blockchain e dal protocollo che regola quando una transazione può essere considerata valida, o no. Il processo di verifica può essere personalizzato per ogni blockchain. Eventuali regole o incentivi necessari, possono essere creati quando un numero sufficiente di nodi aggiunge un consenso su come le transazioni dovrebbero essere verifiaca.

Oggigiorno ci troviamo un periodo di estrema sperimentazione ed evoluzione

Cosa può fare una blockchain? 

Negli ultimi anni, le banche, per stare al passo con i cambiamenti tecnologici, sono state proattive: nella creazione di laboratori di ricerca e sviluppo, nella costruzione di centri di test e nella creazione di partnership con sviluppatori blockchain per comprendere a pieno il potenziale rivoluzionario di questa tecnologia.

Non solo le istituzioni bancarie sono state la prime a mettersi in gioco, anche diversi governi, enti accademici e società di consulenza stanno studiando e testando a fondo la tecnologia. Tutto questo lavoro è ovviamente in aggiunta a ciò che stanno facendo gli imprenditori e gli sviluppatori, trovando sempre più nuovi modi per utilizzare le blockchain attuali come Bitcoin o Etherium, oppure creando blockchain completamente nuove.

Tutto questo, va avanti da più di 3 anni e i risultati stano iniziando ad arrivare

Ecco cosa può fare una blockchian:

Una chiara ed univoca identità digitale

Come discusso nei paragrafi precedenti, la componente di identità della tecnologia della blockchain è soddisfatta attraverso l’uso di chiavi crittografiche, mediante una combinazione di una chiave pubblica e privata che permette la creazione di un riferimento univoco di identità digitale basato sul possesso.

Una chiave pubblica è il modo in cui vieni identificato nella “folla” (esattamente come un indirizzo email), una chiave privata è il modo in cui esprimi il consenso alle interazioni digitali. La crittografia è una caratteristica fondamentale dietro la rivoluzione della blockchain.

Le blockchain sono un’innovazioni nella registrazione e distribuzione delle informazioni. Sono utili per registrare sia dati statici (un registro) che dati dinamici (transazioni), rendendoli un’evoluzione nei sistemi di registrazione.

Nel caso di un registro, i dati possono essere memorizzati su blockchain in qualsiasi combinazione di tre modi:

• Dati non crittografici: possono essere letti da ogni partecipante alla blockchain nella blockchain ed è completamente trasparente.
• Dati crittografici: possono essere letti dai partecipanti con una chiave di decrittografica. La chiave fornisce l’accesso ai dati sulla blockchain e può dimostrare chi ha aggiunto i dati e quando sono stati aggiunti.
• Dati con hash: possono essere presentati insieme alla funzione che li ha creati per mostrare che i dati non sono stati manomessi.

Gli hash vengono generalmente eseguiti in combinazione con i dati originali memorizzati fuori catena. Le impronte digitali, ad esempio, sono spesso sottoposte ad hashing nella blockchain, mentre il corpo principale della informazioni può essere archiviato offline. Attualmente con i dati archiviati in server privati, c’è un costo enorme per le transazioni internazionali che coinvolgono processi, procedure e controlli incrociati dei record.

Immutabilità

Una delle caratteristiche fondamentali si un database blockchain è che possiede una storia di se stesso e per questo motivo, sono spesso chiamati immutabili. In altre parole, ci vorrebbe uno sforzo enorme per cambiare una voce nel database, perché richiederebbe la modifica di tutti i dati che arrivano su ogni singolo nodo. Per questo motivo, esso è più paragonabile ad un sistema di registrazione che ad un database.

Server come piattaforma

Le criptovalute sono state la prima piattaforma sviluppata con l’utilizzando la tecnologia blockchain. Ora le persone sono passate dall’idea di una piattaforma per lo scambio di criptovalute a una piattaforma per contratti intelligenti (smart contract). Il termine smart conract, è diventato una frase generica, ma l’idea può effettivamente essere suddivisa in diverse categorie.

Ci sono gli smart contract denominati “distributori automatici” coniati negli anni 90’, dove le macchine attivano i movimenti dopo aver ricevuto un input esterno, oppure inviano un segnale che innesca un’attività blockchain. Esistono anche contratti legali intelligenti, dove gran parte di questa applicazione si basa sull’idea che un contratto è un incontro delle “menti” e che è il risultato di ciò che le parti consenzienti del contratto concordano.

Quindi, un contratto può essere un mix di un accordo verbale, un accordo scritto, e ora anche alcuni aspetti utili delle blockchain come timestamp, token, audit, coordinamento dei documenti o logica aziendale. In fine ci sono gli smart contract di Ethereum (vedi “Cos’è Ethereum?“). Si tratta di programmi che controllano gli asset blockchain, eseguiti su interazioni sulla blockchain di Etherium. Etherium stesso è una piattaforma per il codice del contratto intelligente.

Perché usare una Blockchian?

Man mano che si stanno sempre più comprendendo e capendo le implicazioni, un certo clamore è sorto attorno alla tecnologia blockchain. Questo perché è talmente facile immaginare casi d’uso di alto livello e nell’ultimo periodo sono stati spesi milioni di dollari nella ricerca della tecnologia, conducendo numerosi test per verificare se la tecnologia sia appropriata o meno in vari scenari.

La tecnologia blockchain offre nuovi strumenti per l’autenticazione e l’autorizzazione nel mondo digitale che precludono la necessità di molti amministratori centralizzati. Di conseguenza, consente la creazione di nuovi relazioni digitali.

Formalizzando e assicurando nuove relazioni digitali, la rivoluzione blockchain si propone di creare la spina dorsale di uno strato di Internet per le transazioni e le interazioni di valore (spesso chiamato “interne of Value”, in contrapposizione all’ “internet of onformation” che utilizza i database client-server, account e master copy che abbiamo utilizzato negli ultimi 20 anni).

I dati sono dinamici con una cronologia verificabile?

La carta può essere difficile da contraffare a causa della complessità dei sigilli fisici o delle apparenze. Come l’incisione di qualcosa nella pietra, i documenti cartacei hanno una certa stabilità. Tuttavia, se i dati sono in costante flusso, se si tratta di transazioni che si verificano regolarmente e frequentemente, la carta come supporto potrebbe non essere in grado di mantenere il sistema di registrazione.

Anche l’immissione manuale dei dati ha limitazioni umane. Quindi, se i dati e la loro cronologia sono importanti per le relazioni digitali, la blockchain offre una capacità flessibile consentendo a molte parti di scrivere nuove voci in un sistema di registrazione che è anche detenuto da molti custodi.

I dati dovrebbero o possono essere controllati da un’autorità centrale?

Rimangono molte ragioni per cui una terza parte dovrebbe essere responsabile di alcune autenticazioni e autorizzazioni. Ci sono momenti in cui il controllo di terze parti è totalmente appropriato e desiderabile. Se la riservatezza dei dati è la considerazione più importante, ci sono modi per proteggere i dati non collegandoli nemmeno a una rete.

Ma se l’infrastruttura IT esistente con account e login non è sufficiente per la sicurezza dell’identità digitale, il problema potrebbe essere risolto dalla tecnologia blockchain.

Come scrisse Satoshi Nakamoto nel suo lavoro fondamentale, “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”: “I commercianti devono diffidare dei loro clienti, sollecitandoli per più informazioni di quanto avrebbero altrimenti bisogno. Una certa percentuale di frode è accettata come inevitabile. ”

La crittografia a chiave privata consente transazioni push, che non richiedono sistemi centralizzati e gli account elaborati utilizzati per stabilire relazioni digitali. Se questo database richiede milioni di dollari per proteggere transazioni finanziarie leggere, è probabile che le blockchain siano la soluzione.

La velocità della transazione è uno degli elementi più importanti?

Il tuo database richiede transazioni in millisecondi ad alte prestazioni? Se ciò che si richiede sono prestazioni elevate, transazioni in millisecondi, è meglio attenersi a un sistema centralizzato di modello tradizionale. Le blockchain come database attualmente sono lente e la memorizzazione dei dati comporta un costo: l’elaborazione (o “mining”) di ogni blocco di una catena.

I sistemi di dati centralizzati basati sul modello client-server sono più veloci e meno costosi … per ora!

In breve, anche se non conosciamo ancora tutti i limiti e le possibilità delle blockchain, possiamo almeno dire che i casi d’uso che hanno superato l’ispezione riguardavano tutti la gestione e la protezione delle relazioni digitali come parte di un sistema di registrazione.

Quali sono i problemi e i limiti attuali della Blockchain?

In ogni evoluzione tecnologica, ci sono passaggi insidiosi

 Alcune persone nel settore della blockchain hanno sottolineato che la blockchain è diventata troppo ipotecata, quando, in realtà, la tecnologia ha dei limiti ed è inappropriata per molte interazioni digitali. Attraverso ricerca e sviluppo, successo e fallimento e tentativi ed errori, abbiamo imparato i problemi e i limiti attuali delle blockchain.

Complessità

La tecnologia blockchain implica un vocabolario completamente nuovo. Sono stati creati nuovi concetti e nuove parole prima d’ora inesistenti, per fortuna, ci sono diversi strumenti e glossari che stanno rendendo il tutto più compressimbile  (Vedi la pagina “Cos’è?“).

Dimensione della rete

La blockchain (come tutti i sistemi distribuiti) non sono tanto resistenti ai cattivi attori quanto sono “antifragili”, ovvero rispondono agli attacchi e diventano più forti. Tuttavia, ciò richiede un’ampia rete di utenti. Se una blockchain non è una rete robusta con una griglia di nodi ampiamente distribuita, diventa più difficile trarne il massimo vantaggio. Ci sono alcune discussioni e dibattiti sul fatto che questo sia un difetto fatele per alcuni progetti blockchain autorizzati.

Errore umano

Se una blockchain viene utilizzata come database, le informazioni che entrano nel database devono essere di alta qualità. I dati memorizzati su una blockchain non sono intrinsecamente affidabili, quindi gli eventi devono essere registrati accuratamente in primo luogo. La frase “garbage in, garbage out” è vera in un sistema di record blockchain, proprio come in un database centralizzato.

Difetto di sicurezza inevitabile

C’è un notevole difetto di sicurezza (difficilmente applicabile) in Bitcoin e altre blockchain: se più della metà dei computer che lavorano come nodi per servire la rete dice una bugia, la bugia diventerà la verità. Questo è chiamato un “attacco al 51%” ed è stato evidenziato da Satoshi Nakamoto quando ha lanciato Bitcoin. Per questo motivo, i pool di mining di Bitcoin sono monitorati da vicino dalla comunità, assicurando che nessuno acquisisca inconsapevolmente tale influenza sulla rete.

Politica

Poiché i protocolli blockchain offrono un’opportunità per digitalizzare i modelli di governance e poiché i miner stanno essenzialmente formando un altro tipo di modello di governance incentivato, ci sono state ampie opportunità di disaccordi pubblici tra i diversi settori della comunità.

Questi disaccordi sono una caratteristica notevole del settore blockchain e sono espressi in modo più chiaro intorno alla domanda o all’evento di “forkare” una blockchain, un processo che comporta l’aggiornamento del protocollo blockchain quando la maggioranza degli utenti di una blockchain lo ha accettato.

Questi dibattiti possono essere molto tecnici, e talvolta accesi, ma sono informativi per coloro che sono interessati alla miscela di democrazia, consenso e nuove opportunità per la sperimentazione di governance che la tecnologia blockchain sta aprendo.