INTRODUZIONE

La blockchain – letteralmente ‘catena di blocchi’ – è un database condiviso e immutabile che può contenere diverse tipologie di informazioni. Spesso queste informazioni sono relative alle transazioni effettuate mediante criptovalute. Le informazioni contenute all’interno di questo speciale database chiamato blockchain sono raggruppate in blocchi, concatenati tra loro in ordine cronologico. Ciascun blocco contiene, inoltre, un pezzetto di informazione, chiamato hash, che lo lega al blocco precedente. Pertanto, esaminando il blocco più recente, è possibile risalire al blocco precedente e così via fino ad arrivare al primo blocco della catena, chiamato blocco genesi (o genesis block in inglese).

Poiché questi blocchi di informazioni contenuti nella blockchain sono legati l’uno all’altro, è difatti impossibile andare a riscrivere o manomettere uno di quei blocchi, in quanto farlo significherebbe invalidare l’intera struttura.

Questa sua particolarità rende la blockchain una valida alternativa in termini di sicurezza, affidabilità, trasparenza e costi ai database e ai registri gestiti in maniera centralizzata da un’unica persona o un’unica entità (come banche o governi).

Quale è la storia della Blockchain?

Le prime forme di blockchain risalgono addirittura agli anni 90, ma la nascita della blockchain – per come noi oggi la conosciamo – risale al 2009 e coincide con la nascita del Bitcoin, la prima criptovalute mai creata. In questi dodici anni la tecnologia della blockchain è migliorata tantissimo e il suo utilizzo è andato ben oltre quello per cui era stata concepita (ovvero registrare le transazioni effettuate in Bitcoin). Oggigiorno, la blockchain viene utilizzata in diversi ambiti e nuovi progetti e start-up nascono di giorno in giorno rivoluzionando e migliorando costantemente questa grandiosa tecnologia.

La prima forma di blockchain

L’idea dietro alla tecnologia blockchain risale al 1991, quando i ricercatori Stuart Haber e W. Scott Stornetta introdussero una soluzione pratica per la marcatura temporale di documenti digitali, così che questi non potessero essere retrodatati o alterati. Il sistema da loro ideato utilizzava una catena di blocchi protetta crittograficamente per archiviare i documenti con marcatura temporale. Nel 1992, il sistema venne reso ancora più efficiente, in quanto fu introdotta la possibilità di raccogliere diversi documenti in un unico blocco. Sfortunatamente per i due ricercatori, questa tecnologia rimase inutilizzata e il brevetto scadde nel 2004, quattro anni prima della creazione di Bitcoin.

Nascita ed evoluzione della blockchain

Alla fine del 2008, il celebre white paper intitolato Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System viene pubblicato su una mailing list di appassionati di crittografia, da una persona o un gruppo di persone sotto lo pseudonimo di Satoshi Nakamoto. In questo documento viene descritto un progetto a dir poco visionario, che da lì a poco rivoluzionerà un intero settore. Il progetto in questione è quello di Bitcoin, la prima criptovaluta mai creata, il cui funzionamento è strettamente legato a quello della blockchain. L’intento di Satoshi era quello di utilizzare la blockchain come un libro mastro virtuale e condiviso, su cui annotare tutte le transazioni effettuate in Bitcoin. Queste transazioni avrebbero prima dovuto essere approvate da tutti i membri del network, e dopo la convalida, essere racchiuse in un blocco e protette da sofisticati codici crittografici. Una volta fatto ciò, degli utenti detti miner avrebbero dovuto inserire questi blocchi all’interno blockchain in cambio di una ricompensa in Bitcoin.

Un anno dopo, nel 2009, Bitcoin divenne realtà e con esso anche la blockchain. Oggigiorno, esistono diverse blockchain (molte criptovalute hanno la propria) con diversi utilizzi ma, inizialmente, la sua prima funzione fu quella di libro mastro per le transazioni effettuate in Bitcoin. Pertanto, questo può essere considerato il primo impiego pratico della tecnologia di blockchain per come noi oggi la conosciamo.

Andando avanti con gli anni, la tecnologia di blockchain iniziò ad essere studiata sempre più, al fine di trarre da questa il massimo vantaggio. Tra chi contribuì maggiormente al miglioramento della blockchain ci furono Vitalik Buterin e gli altri fondatori di Ethereum, la seconda criptovaluta della storia. Il team di Ethereum, composto da abili sviluppatori, capì che una tecnologia versatile come quella della blockchain non poteva essere utilizzata solo come libro mastro per le transazioni effettuate in criptovaluta. Per questo motivo, Vitalik e soci decisero di utilizzare la blockchain per tenere traccia di contratti virtuali chiamati smart contract (o contratti intelligenti). 

Gli smart contract funzionano come dei normali contratti cartacei, tuttavia questi non hanno bisogno di terze persone che verifichino la loro validità né che li tengano al sicuro (perché lo fa già la blockchain). Una volta firmati da entrambe le parti, gli smart contract sono ‘registrati’ sulla blockchain e protetti da codici crittografici. Inoltre, i contratti registrati sono immutabili, ovvero nessuna delle due parti può modificarne i termini a proprio favore. Grazie a questo suo nuovo utilizzo, la blockchain di Ethereum viene definita ‘di seconda generazione’. 

Dalla creazione della blockchain 2.0 di Ethereum sono passati diversi anni e da allora la tecnologia di blockchain non ha mai smesso di migliorare e di ricevere sempre più attenzione da parte dei media (mainstream e non).

Con l’introduzione delle applicazioni decentralizzate, la blockchain ha visto la nascita della sua versione 3.0.  Le applicazioni decentralizzate non sono altro che delle applicazioni completamente open-source che vengono eseguite su un network decentralizzato e il cui funzionamento è strettamente legato alla tecnologia di blockchain. Di queste ne esistono già tantissime sulla blockchain di Ethereum, tra cui piattaforme social, casinò e crypto exchange.

Attualmente, la blockchain è arrivata alla sua ‘quarta generazione’ in quanto ha iniziato ad essere utilizzata in una vasta gamma di ambiti aziendali. In questa nuova generazione di blockchain – detta 4.0 – si punta ad integrare pienamente questa tecnologia in contesti aziendali e a farla diventare una tecnologia sempre più mainstream. Se nella sua forma 2.0 e 3.0, la blockchain poteva, in teoria, già essere utilizzata in ambito aziendale, tuttavia, limiti come la lentezza delle transazioni e la scarsità di personale capace di interagire con la blockchain, rendevano quest’ultima poco utilizzabile in ambienti lavorativi come banche e grandi compagnie. Ora, invece, questi problemi sembrano sempre più legati al passato e la blockchain è sempre più performante e versatile.

Questo enorme successo rende estremamente felici gli appassionati, che vedono nella blockchain una tecnologia che può ancora crescere tanto, e che col tempo entrerà sempre di più a far parte delle nostre vite quotidiane.

Come funziona una Blockchain?

Innanzitutto, è bene tenere presente che per quanto l’uso della blockchain stia trovando sempre più spazio in diversi ambiti, l’utilizzo principale di quest’ultima è ancora legato principalmente alle criptovalute. Nella maggior parte dei casi, la tecnologia blockchain viene utilizzata per tenere traccia delle transazioni effettuate tra due soggetti tramite criptovaluta.

 Fondamentale affinché questo tipo di transazione possa essere effettuata è la presenza di due chiavi crittografiche: una privata e una pubblica. La chiave privata consente ai due soggetti coinvolti di iniziare una transazione e di rendere disponibile il quantitativo di criptovaluta accordato per lo scambio. Poi vi è la chiave pubblica, che cifra il contenuto della transazione per consentirne la validazione e il successivo inserimento di quest’ultima in uno dei blocchi della blockchain.

La blockchain può essere immaginata come un grande database contenente blocchi di informazioni legati tra loro. Ma in che modo questi blocchi vengono aggiunti alla blockchain? Il processo che porta all’aggiunta di un blocco sulla blockchain può essere spiegato in sei semplici passaggi.

Come funziona una blockchain
  • Fase 1: Un utente A decide di inviare X crypto monete contenute nel proprio crypto wallet all’utente B mediante un crypto exchange (o tramite un’altra forma di scambio). L’utente A dà allora inizio alla transazione.
  • Fase 2: La transazione finisce nel network su cui sta avvenendo lo scambio e viene automaticamente inserita in un blocco di informazioni (insieme ad altre transazioni effettuate da altri utenti).
  • Fase 3: Il blocco contenente la transazione viene visualizzato e approvato da tutti i membri del network (detti ‘nodi’) su cui sta avvenendo la transazione.
  • Fase 4: I membri del network decidono di convalidare il blocco e finiscono per proteggerlo con dei complessi codici crittografici.
  • Fase 5: Gli utenti che si occupano di aggiungere i blocchi alla blockchain (conosciuti come validatori) aggiungono il blocco alla blockchain mediante uno dei diversi algoritmi di consenso disponibili – ovvero dei meccanismi atti a dimostrare che il blocco è stato validato correttamente e senza imbrogli (es. Proof of Work, Proof of Stake, etc). Dopodiché il validatore che si è occupato di aggiungere il blocco alla blockchain riceve una ricompensa per il lavoro svolto.
  • Fase 6: La transazione si conclude e le  X crypto monete passano dall’utente A all’utente B.

Ogni blocco contiene, dunque, l’elenco delle transazioni validate e una hash identificativa (una sorta di impronta digitale del blocco), risultante dalla sua convalida. Questa hash viene riportata nel blocco immediatamente successivo e questo contribuisce a generare una catena di blocchi molto difficile da corrompere.

Quali sono i concetti fondanti della Blockchain?

Per comprendere ancora meglio il funzionamento della blockchain è necessario familiarizzare con alcuni concetti che stanno alla base di questa tecnologia. 

Libro mastro distribuito

Un libro mastro distribuito non è altro che una registrazione contabile dettagliata su cui viene annotata ogni transazione effettuata mediante criptovaluta. Viene definito distribuito perché consente a tutti gli utenti del network di rivedere pubblicamente le transazioni e le operazioni effettuate in ciascuna criptovaluta e registrate su di esso, senza che si necessiti di alcun intermediario.

Partecipanti

Il network di una blockchain è abitato da un gruppo verificato e identificabile di partecipanti, tra i quali vige un rapporto tra pari (in inglese peer-to-peer). Pertanto, tutti gli utenti del network hanno pari poteri. I partecipanti possono essere singoli individui o anche delle istituzioni come aziende, università o ospedali.

Asset

Gli asset sono dei beni tangibili (ad esempio un’auto) o intangibili (ad esempio un brevetto) che hanno un valore quantificabile in una data valuta e che possono essere scambiati tramite compravendita o convertiti in denaro liquido. 

Transazione

Il termine transazione, in relazione alle criptovalute, indica un trasferimento di asset tra uno o più partecipanti di un network. 

Canale

In una blockchain, il canale è un ‘passaggio’ privato di comunicazioni tra due o più membri del network atto a proteggere la privacy di chi partecipa ad una transazione. Ad esempio, se due o più partecipanti formano un canale, solo questi saranno in grado di effettuare transazioni su quel canale. Grazie ai canali, gli utenti di un network che desiderano effettuare transazioni in modo privato e confidenziale, possono coesistere con altri membri sulla stessa blockchain che, invece, non utilizzano tale funzionalità.

Consenso

Per consenso si intende quel processo collaborativo che i membri del network di una blockchain utilizzano per concordare sulla validità di una transazione prima che questa venga definitivamente registrata sul libro mastro distribuito – una volta fatto, nessuno, nemmeno un amministratore di sistema, è in grado di eliminare o modificare quella transazione. I meccanismi di consenso abbassano il rischio di validare delle transazioni fraudolente, in quanto la stessa transazione fraudolenta dovrebbe essere convalidata da diversi partecipanti, su più luoghi e allo stesso tempo. Esistono diversi meccanismi di consenso (Proof of Work, Proof of Stake, etc.), ma in un network con un alto livello di fiducia tra i partecipanti può bastare anche raggiungere la maggioranza tramite dei voti, anziché affidarsi a metodi più sofisticati come quelli sopraccitati.

Smart contract

Uno smart contract (spesso ‘contratto intelligente’) è un contratto virtuale approvato da due parti che può essere registrato su una blockchain. Una volta registrato, i termini di uno smart contract non possono essere più modificati.  La tecnologia di blockchain, inoltre, permette alle due parti coinvolte di stilare e chiudere uno smart contract senza che ci sia la necessità di alcun intermediario, riducendo così i costi e aumentando l’affidabilità del contratto stesso. 

Quali sono gli aspetti positivi e negativi della Blockchain?

/ Pro Contro

Decentralizzazione

Impossibilità di modificare i dati una volta aggiunti alla blockchain

Alta capacità di integrazione con altre tecnologie

Processo di convalida complesso

Affidabilità e sicurezza

Chiavi private

Trasparenza e tracciabilità

Tecnologia non ancora del tutto regolamentata dai vari stati

Transazioni più veloci e meno costose

Dispendiosa in termini di corrente

Protezione da frodi e furti d’identità

Pro

Decentralizzazione: La blockchain è un sistema che funziona senza un’entità centrale (come una banca o un governo) che ne controlli il funzionamento o i dati su di essa immagazzinati.

Alta capacità di integrazione con altre tecnologie: Grazie alla sua alta compatibilità con altre tecnologie esistenti, sono svariati i settori in cui è possibile utilizzare la blockchain (criptovalute, finanza, gaming, streaming audio e video, intrattenimento, e molti altri).

Affidabilità e sicurezza: I complessi processi di validazione dei blocchi di informazioni in essa contenuti e l’immutabilità di questi blocchi, rendono la blockchain un sistema sicuro e meno prone ad attacchi hacker.

Trasparenza e tracciabilità: Essendo la blockchain un sistema distribuito, le informazioni contenute nella blockchain sono consultabili e verificabili da tutti i partecipanti al network. Questo rende la blockchain un sistema molto più trasparente e tracciabile rispetto ad altri sistemi di database, come ad esempio quelli gestiti dalle grandi banche. Sono numerosi i casi in cui questi database si sono dimostrati facilmente manomettibili, o la cui gestione è risultata poco trasparente.

Transazioni più veloci e meno costose: Non necessitando di un intermediario per essere convalidate, le transazioni effettuate mediante blockchain sono più immediate e anche meno costose.

Protezione da frodi e furti d’identità: È possibile registrare dei dati sensibili sulla blockchain – come dati riguardanti l’identità di una persona – e stare sicuri che quei dati siano affidabili e impossibili da contraffare. Infatti, una volta registrati sulla blockchain, questi non potranno più essere modificati né manomessi da un hacker, in quanto questo significherebbe invalidare l’intero sistema di blockchain.

Contro

Impossibilità di modificare i dati una volta aggiunti alla blockchain: L’impossibilità di modificare i dati una volta registrati sulla blockchain può essere un’arma a doppio taglio; da una parte, questo meccanismo rende la blockchain più sicura, dall’altra, però, la rende anche più limitata. 

Processo di convalida complesso: Anche questa caratteristica presenta degli aspetti positivi e degli aspetti negativi. I lunghi e sofisticati processi di convalida dei dati rendono l’intero sistema di convalida meno prone ad attacchi malevoli, però, la complessità di questi meccanismi (o almeno l’apparente complessità di questi) tende ad allontanare chi si approccia per la prima volta a questi temi.

Chiavi private: Per funzionare, la blockchain necessità di chiavi private, ovvero delle specie di password univoche. Per accedere ai propri fondi, un utente necessita di queste chiavi private, e qualora queste dovessero essere smarrite, l’utente non avrebbe più accesso ai suoi fondi e nessuno potrebbe far nulla per ovviare al problema.

Tecnologia non ancora del tutto regolamentata dai vari stati: Non tutti gli stati si sono pronunciati in materia di blockchain, il cui utilizzo, pertanto, rimane tuttora non regolamentato in molti stati. Questo funge un po’ da deterrente per tutte quelle aziende che vorrebbero adottare questa tecnologia ma temono di essere poi penalizzate in futuro da eventuali regolamentazioni restrittive.

Dispendiosa in termini di corrente: Alcuni dei meccanismi di consenso – come ad esempio il Proof of Work – richiedono un’importante quantità di potenza di calcolo che è spesso sinonimo di alti consumi in termini di corrente elettrica. Con il Proof of Work, infatti, per aggiungere un singolo blocco alla blockchain, è necessario risolvere dei complessi problemi crittografici, e ciò richiede che dei potenti hardware, con un’elevata potenza di calcolo, processino miliardi e miliardi di dati al secondo, rimanendo in funzione senza sosta 24 ore su 24.

In conclusione

La tecnologia Blockchain in poco più di 10 anni si è evoluta passando da un’uso sporadico e pressocchè connesso all’uso di bitcoin, ad un’applicazione sempre più diffusa in ambito industriale. Conoscere i concetti e la terminologia di base é passo essenziale per poter cogliere appieno le potenzialità, i benefici e possibili rischi.


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