TL;DR
Blockchain è un registro digitale decentralizzato che registra in modo sicuro i dati delle transazioni su molti computer specializzati sulla rete.
Blockchain garantisce l'integrità dei dati attraverso la sua natura immutabile tramite crittografia e meccanismi di consenso, il che significa che una volta registrate le informazioni, non possono essere modificate retroattivamente.
La blockchain costituisce la spina dorsale delle criptovalute come Bitcoin ed Ethereum ed è determinante nel promuovere la trasparenza, la sicurezza e la fiducia in vari settori oltre alla finanza.
Cos'è la Blockchain?
Una blockchain è un tipo speciale di database, chiamato anche registro digitale decentralizzato, gestito da numerosi computer distribuiti in tutto il mondo. I dati blockchain sono organizzati in blocchi, disposti cronologicamente e protetti mediante crittografia.
Il primo modello di blockchain è stato creato all'inizio degli anni '90, quando l'informatico Stuart Haber e il fisico W. Scott Stornetta hanno utilizzato tecniche crittografiche in una catena di blocchi come un modo per proteggere i documenti digitali dalla manomissione dei dati.
Haber e Stornetta hanno ispirato il lavoro di molti altri scienziati informatici e appassionati di crittografia, portando infine alla creazione della prima criptovaluta alimentata dalla tecnologia blockchain, Bitcoin. Da allora, l’adozione della tecnologia blockchain si è gradualmente ampliata e le criptovalute vengono utilizzate da un numero crescente di persone in tutto il mondo.
Sebbene la tecnologia blockchain venga spesso utilizzata per registrare transazioni di criptovaluta, è adatta per registrare molti altri tipi di dati digitali e può essere applicata a un’ampia gamma di casi d’uso.
Cos'è la decentralizzazione nella Blockchain?
La decentralizzazione nella blockchain si riferisce all’idea che il controllo e il potere decisionale di una rete sono distribuiti tra i suoi utenti piuttosto che controllati da una singola entità, come un governo o una società. Ciò può essere utile in situazioni in cui le persone devono coordinarsi con estranei o quando desiderano garantire la sicurezza e l'integrità dei propri dati.
In una rete blockchain decentralizzata, non esiste un’autorità centrale o un intermediario che controlli il flusso di dati o transazioni. Le transazioni vengono invece verificate e registrate da una rete distribuita di computer che lavorano insieme per mantenere l'integrità della rete.
Quando le persone parlano di tecnologia blockchain, spesso non parlano solo del database. La tecnologia Blockchain alimenta applicazioni come criptovalute e token non fungibili (NFT), consentendo alle persone di collaborare ed effettuare transazioni tra loro senza fare affidamento su un'autorità centrale.
Come funziona la Blockchain?
Fondamentalmente, una blockchain è un registro digitale che registra in modo sicuro le transazioni tra due parti a prova di manomissione. Questi dati sulle transazioni vengono registrati da una rete distribuita a livello globale di computer speciali chiamati nodi.
Quando un utente avvia una transazione, come l'invio di una certa quantità di criptovaluta a un altro utente, tale transazione viene trasmessa alla rete. Ogni nodo autentica la transazione verificando le firme digitali e altri dati della transazione.
Una volta verificata, la transazione viene aggiunta a un blocco insieme ad altre transazioni già verificate. I blocchi sono concatenati insieme utilizzando metodi crittografici, formando la blockchain. Il processo di verifica delle transazioni e di aggiunta alla blockchain avviene attraverso un meccanismo di consenso, un insieme di regole che governano il modo in cui i nodi della rete raggiungono un accordo sullo stato della blockchain e sulla validità delle transazioni.
La crittografia è fondamentale affinché la blockchain mantenga un registro delle transazioni sicuro, trasparente e resistente alle manomissioni. Ad esempio, l’hashing è un metodo crittografico cruciale utilizzato nelle blockchain. È un processo crittografico che converte un input di qualsiasi dimensione in una stringa di caratteri di dimensione fissa.
Le funzioni hash utilizzate nelle blockchain sono generalmente resistenti alle collisioni, il che significa che le probabilità di trovare due dati che producono lo stesso output sono astronomicamente piccole. Un'altra caratteristica è chiamata effetto valanga, in riferimento al fenomeno per cui qualsiasi lieve cambiamento nei dati di input produrrebbe un output drasticamente diverso.
Illustriamolo con SHA256, una funzione utilizzata in Bitcoin. Come puoi vedere, la modifica delle maiuscole delle lettere ha causato un risultato notevolmente diverso. Anche le funzioni hash sono funzioni unidirezionali perché è computazionalmente impossibile arrivare ai dati di input eseguendo il reverse engineering dell'output hash.
Ogni blocco all'interno di una blockchain contiene in modo sicuro l'hash del blocco precedente, stabilendo una robusta catena di blocchi. Chiunque volesse modificare un blocco dovrebbe modificare tutti i blocchi successivi, un compito che non solo è tecnicamente impegnativo ma anche proibitivamente costoso.
Un altro metodo crittografico ampiamente utilizzato nella blockchain è la crittografia a chiave pubblica. Chiamata anche crittografia asimmetrica, aiuta a stabilire transazioni sicure e verificabili tra gli utenti.
Ecco come funziona. Ogni partecipante ha una coppia unica di chiavi: una chiave privata, che mantiene segreta, e una chiave pubblica, che viene condivisa apertamente. Quando un utente avvia una transazione, la firma utilizzando la propria chiave privata, creando una firma digitale.
Altri utenti della rete possono quindi verificare l'autenticità della transazione applicando la chiave pubblica del mittente alla firma digitale. Questo approccio garantisce transazioni sicure perché solo il legittimo proprietario della chiave privata può autorizzare una transazione ma tutti possono verificare le firme utilizzando la chiave pubblica.
Un’altra caratteristica della blockchain è la sua trasparenza. Chiunque può generalmente controllare i dati di una blockchain, inclusi tutti i dati delle transazioni e i dati dei blocchi, sui siti blockchain pubblici. Ad esempio, puoi vedere ogni transazione registrata sulla rete Bitcoin sui siti blockchain explorer, incluso l'identificatore del mittente e del destinatario, l'importo del trasferimento e un elenco dei proprietari di qualsiasi bitcoin. Puoi anche tracciare i blocchi da oggi (al blocco 788.995 alle 18:52:21 GMT del 29 maggio 2023) fino al primo blocco, noto come blocco genesi.
Che cos'è un meccanismo di consenso?
Un algoritmo di consenso è un meccanismo che consente agli utenti o alle macchine di coordinarsi in un ambiente distribuito. È necessario garantire che tutti gli agenti del sistema possano concordare su un’unica fonte di verità, anche se alcuni agenti falliscono. Garantiscono che tutti i nodi della rete abbiano la stessa copia del registro, che contiene un registro di tutte le transazioni. I meccanismi di consenso sono necessari per le blockchain perché non esiste un’autorità centrale per verificare le transazioni e mantenere l’integrità della rete.
Quando decine di migliaia di nodi conservano una copia dei dati della blockchain, possono sorgere rapidamente alcune sfide, tra cui la coerenza dei dati e i nodi dannosi. Per garantire l’integrità della blockchain, esistono vari meccanismi di consenso che regolano il modo in cui i nodi della rete raggiungono un accordo. Esaminiamo ora quelli principali.
Tipi di meccanismi di consenso
Cos'è la prova di lavoro?
Proof of Work (PoW) è un meccanismo di consenso utilizzato in molte reti blockchain per verificare le transazioni e mantenere l'integrità della blockchain. È il meccanismo di consenso originale utilizzato da Bitcoin.
In PoW, i minatori competono per risolvere un complesso problema matematico per aggiungere il blocco successivo alla blockchain. Nel processo noto come mining, il primo minatore che risolve il problema viene ricompensato con criptovaluta.
I minatori devono utilizzare computer potenti per risolvere problemi matematici per estrarre nuove monete e proteggere la rete. Questo è il motivo per cui il processo di mining richiede quantità significative di potenza di calcolo e, quindi, di energia.
Cos'è la prova di puntata?
La Proof of Stake (PoS) è un meccanismo di consenso progettato per affrontare alcuni degli svantaggi della Proof of Work (PoW). In un sistema PoS, invece che i minatori competano per risolvere complessi problemi matematici per convalidare le transazioni e aggiungere nuovi blocchi alla blockchain, i validatori vengono scelti in base alla quantità di criptovaluta che "impegnano" nella rete.
I validatori detengono una certa quantità di criptovaluta come garanzia, o "partecipazione", per partecipare al processo di consenso. Vengono quindi selezionati casualmente per creare nuovi blocchi e convalidare le transazioni in base all'entità della loro puntata. I validatori vengono ricompensati con commissioni di transazione per la creazione di nuovi blocchi e come incentivo ad agire nel migliore interesse della rete.
Altri meccanismi di consenso popolare
Proof of Work e Proof of Stake sono gli algoritmi di consenso più comuni, ma ne esistono anche altri. Alcuni sono ibridi che combinano elementi di entrambi i sistemi, mentre altri sono metodi completamente diversi.
Ad esempio, la Proof of Stake delegata (DPoS) è simile alla PoS, ma invece di consentire a tutti i validatori di creare nuovi blocchi, i possessori di token eleggono un insieme più piccolo di delegati per farlo per loro conto.
D'altra parte, nella Proof of Authority (PoA), i validatori sono identificati dalla loro reputazione o identità piuttosto che dalla quantità di criptovaluta che detengono. I validatori vengono selezionati in base alla loro affidabilità e possono essere rimossi dalla rete se agiscono in modo dannoso.
Vantaggi della Blockchain
1. Decentralizzazione
La natura decentralizzata della blockchain significa che non esiste un unico punto di controllo o di guasto, il che può renderla più sicura e resistente agli attacchi o alle violazioni dei dati.
2. Trasparenza
Le transazioni su una blockchain sono visibili a tutti i partecipanti, rendendo più semplice tracciare e verificare le transazioni e garantirne l'accuratezza.
3. Immutabilità
Una volta che una transazione viene registrata su una blockchain, non può essere modificata o cancellata. Crea un registro permanente di tutte le transazioni che può essere verificato da chiunque abbia accesso alla rete blockchain. Si tratta di un allontanamento significativo dai sistemi tradizionali in cui le transazioni sono reversibili.
4. Efficienza
La blockchain può consentire transazioni più veloci ed efficienti perché non richiede intermediari, come le banche.
5. Commissioni più basse
Eliminando gli intermediari e automatizzando i processi, la blockchain può ridurre i costi di transazione e rendere più efficienti alcune operazioni aziendali.
6. Mancanza di fiducia
La tecnologia Blockchain consente transazioni trasparenti verificate e convalidate dagli stessi partecipanti alla rete senza intermediari.
Quali sono i diversi tipi di reti Blockchain?
Blockchain pubblica
Una blockchain pubblica è una rete decentralizzata aperta a chiunque voglia parteciparvi. Queste reti sono in genere open source, trasparenti e senza autorizzazione, il che significa che chiunque può accedervi e utilizzarle. Bitcoin ed Ethereum sono esempi di blockchain pubbliche.
Blockchain privata
Una blockchain privata, come suggerisce il nome, è una rete blockchain non aperta al pubblico. Le blockchain private sono generalmente gestite da una singola entità, come un'azienda, e vengono utilizzate per scopi e casi d'uso interni.
Le blockchain private sono ambienti autorizzati con regole stabilite che stabiliscono chi può vedere e scrivere sulla catena. Non sono sistemi decentralizzati perché esiste una chiara gerarchia di controllo. Tuttavia, possono essere distribuiti in quanto molti nodi mantengono una copia della catena sulle proprie macchine.
Blockchain del consorzio
Una blockchain consortile è un ibrido di blockchain pubbliche e private. In una blockchain consortile, più organizzazioni si uniscono per creare una rete blockchain condivisa gestita e governata congiuntamente. Queste reti possono essere aperte o chiuse, a seconda delle esigenze dei membri del consorzio.
Invece di un sistema aperto in cui chiunque può convalidare i blocchi, o un sistema chiuso in cui solo una singola entità designa i produttori di blocchi, una catena di consorzi vede una manciata di soggetti ugualmente potenti agire come validatori.
Le regole del sistema sono flessibili: la visibilità della catena può essere limitata ai validatori, visibile alle persone autorizzate o visibile a tutti. Se i validatori riescono a raggiungere un consenso, i cambiamenti possono essere facilmente implementati. Per quanto riguarda il funzionamento della blockchain, se una certa soglia di queste parti si comporta onestamente, il sistema non avrà problemi.
A cosa serve la Blockchain?
Sebbene la tecnologia blockchain sia ancora agli inizi, trova già casi d’uso in molti settori diversi. Alcune delle applicazioni attuali più comuni della tecnologia blockchain includono:
1. Criptovalute
La tecnologia Blockchain è stata sviluppata per supportare la creazione di criptovalute, che utilizzano la blockchain come registro sicuro e decentralizzato per la registrazione delle transazioni.
2. Identità digitale
La blockchain può essere utilizzata per creare identità digitali sicure e a prova di manomissione che possono essere utilizzate per verificare informazioni personali e altri dati sensibili. Ciò potrebbe diventare sempre più importante man mano che sempre più informazioni e risorse personali si spostano online.
3. Votazione
Fornendo un registro decentralizzato e a prova di manomissione di tutti i voti espressi, la tecnologia blockchain può essere utilizzata per creare un sistema di voto sicuro e trasparente che elimina la possibilità di frode elettorale e garantisce l’integrità del processo di voto.
4. Gestione della catena di fornitura
La tecnologia Blockchain può essere utilizzata per creare un registro di tutte le transazioni all’interno di una catena di approvvigionamento. Ogni transazione può essere registrata come un blocco sulla blockchain, creando una registrazione immutabile e trasparente dell'intero processo della catena di fornitura.
5. Contratti intelligenti
I contratti intelligenti sono contratti autoeseguibili che possono essere programmati per essere eseguiti automaticamente quando vengono soddisfatte determinate condizioni. La tecnologia Blockchain consente la creazione e l’esecuzione di contratti intelligenti in modo sicuro e decentralizzato. Una delle applicazioni più promettenti dei contratti intelligenti è per le applicazioni decentralizzate (dApp) e le organizzazioni (DAO).
Pensieri conclusivi
La tecnologia Blockchain offre un modo sicuro e trasparente per registrare transazioni e archiviare dati. Ha il potenziale per rivoluzionare le industrie portando un nuovo livello di fiducia e sicurezza nel mondo digitale.
Sia che consenta transazioni peer-to-peer, crei nuove forme di risorse digitali o faciliti applicazioni decentralizzate, la tecnologia blockchain apre un mondo di possibilità. Poiché la tecnologia continua ad evolversi e ad ottenere un’adozione più ampia, possiamo aspettarci che nei prossimi anni emergano casi d’uso più innovativi e trasformativi.
Ulteriori letture
Cos'è la criptovaluta?
Cos'è una stablecoin?
Cos'è un NFT?
Disclaimer and Risk Warning: This content is presented to you on an “as is” basis for general information and educational purposes only, without representation or warranty of any kind. It should not be construed as financial, legal or other professional advice, nor is it intended to recommend the purchase of any specific product or service. You should seek your own advice from appropriate professional advisors. Where the article is contributed by a third party contributor, please note that those views expressed belong to the third party contributor, and do not necessarily reflect those of Binance Academy. Please read our full disclaimer here for further details. Digital asset prices can be volatile. The value of your investment may go down or up and you may not get back the amount invested. You are solely responsible for your investment decisions and Binance Academy is not liable for any losses you may incur. This material should not be construed as financial, legal or other professional advice. For more information, see our Terms of Use and Risk Warning.