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Come funziona blockchain

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Se ti sei interessato alle tecnologie emergenti negli ultimi anni, allora ti sarai sicuramente imbattuto nella blockchian. Questo intrigante sistema ha avuto origine già parecchi anni fa, ma ha visto le luci della ribalta quando le criptovalute (basate su questa tecnologia) sono diventate “di moda”.

Speculazione a parte, immagino tu sia curioso di conoscere come funziona blockchain nei suoi aspetti fondamentali, non necessariamente legati allo scambio di monete digitali. Ho indovinato? Bene, allora lascia che ti aiuti a fare un po’ di luce sul tema. Cercherò di parlartene nel modo più semplice ed efficace possibile, spiegandoti le basi della suddetta tecnologia, le sue principali applicazioni odierne ecc., non addentrandomi, però, in tecnicismi eccessivi o nella matematica complessa che le sta alle spalle.

Ovviamente a questo mondo sono state create varianti più o meno dissimili tra loro, rendendo impossibile includere ogni piccola sfaccettatura del mondo blockchain in un singolo articolo. Vedremo quindi i sistemi principali di blockchain che hanno già dimostrato la loro affidabilità, lasciando alle piccole innovazioni legate a questa tecnologia il tempo di dimostrare se hanno o meno una ragione d’esistere.

Indice

Blockchain: cos’è

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Partiamo dalla base, ovvero dalla definizione di blockchain. Ebbene, la blockchain è un network chiuso su cui vengono scambiati dati tramite blocchi, i quali sono collegati tra loro tramite un sistema crittografato. Già su questo ci sarebbe moltissimo da dire, quindi cerchiamo di andare per passi.

Per prima cosa analizziamo il fattore network (rete), il quale non è affatto come la comune rete Internet che siamo abituati a conoscere (sebbene si acceda tramite essa), ma una cosa completamente differente. La rete blockchain è mandata avanti da dei terminali collegati tra loro e ci si può accedere solo tramite determinate applicazioni.

Da qui la prima differenza, ovvero esistono chain pubbliche e aperte a tutti, dove chiunque può collegarsi e fare transazioni o diventare validatore (termine che vedremo in seguito), e chain private alle quali, di contro, solo un numero limitato di persone ha accesso.

Per esempio, sulla rete Bitcoin (la più famosa criptovaluta del mondo), chiunque può inviare transazioni e diventare validatore, quindi è da considerarsi una rete pubblica. Il fatto che la rete sia pubblica però non ne inficia la sicurezza, la quale è determinata da tutt’altri fattori, in primis il livello crittografico dei blocchi.

Dall’altra parte, alcune reti aziendali basate su blockchain dove, per esempio, possono operare solo i dipendenti, sono da considerarsi private.

Ma a cosa serve la blockchain? In realtà è un po’ come la plastica o altri materiali d’uso comune; ci si può fare un po’ di tutto. Il suo scopo è scambiare dati e conservarne la taccia nel tempo, tutto questo con un livello di sicurezza inarrivabile per altri sistemi (almeno in base alle conoscenze e tecnologie attuali, poi come ben sappiamo ogni tecnologia umana potrebbe nascondere potenziali vulnerabilità). Quindi è difficile dire a cosa potrebbe non servire, ovviamente nel campo informatico.

Facendo alcuni esempi un po’ più pratici, però, la blockchain può essere utilizzata per il passaggio di denaro (come per Bitcoin), oppure per tener traccia perpetua delle filiere produttive aziendali. Certo, questo è difficile che venga applicato a oggetti comuni e di poco valore ma, ad esempio, per vini pregiati, auto di lusso e altri beni preziosi, allora avere dei tabulati inalterabili e non falsificabili che ne attestano la produzione e l’autenticità, diventa un valore aggiunto di non poco conto.

Blockchain: come funziona

network

Il concetto di blockchain e il suo funzionamento non si possono davvero comprendere fino a che non se ne capisce lo scopo principale, ovvero quello della decentralizzazione.

Facendo un rapido paragone relativo al denaro (se ne potrebbero fare altri, ma questo è più intuitivo), per scambiare del denaro tra due parti usando delle banche tradizionali, la transazione dev’essere approvata da un organo centrale.

Questo generalmente richiede molto tempo in quanto gli istituti di credito lavorano solitamente 5 giorni la settimana, in orario classico dalle 08.00 alle 16.00. La cosa crea tempi morti davvero enormi, infatti è molto maggiore il tempo in cui il servizio non è disponibile rispetto a quando lo è. Inoltre occorre aggiungere che si è sempre e comunque dipendenti dalle decisioni di un ente che, fondamentalmente, detiene il 100% del potere sugli averi dei clienti.

Ovviamente quest’affermazione va presa con le pinze, in democrazia non è così facile che i soldi vengano sottratti in maniera coatta dal conto, ma la possibilità esiste. Per questo, la blockchain è stata creata come un sistema che fosse assolutamente democratico tramite la decentralizzazione.

Questo è stato possibile tramite la delegazione del potere ai validatori: coloro che mandano avanti il network risolvendo il codice crittografato e approvando le transazioni. Come lo fanno è un tema che vedremo più avanti ma, per ora, ti basti sapere che qualunque decisione passa attraverso le loro mani.

Chi ha inventato Bitcoin non conta nulla, non esiste una Bitcoin S.P.A. e nessuna decisione o proposta viene fatta da un ente che fa capo a tutti. Le proposte per alterare il funzionamento base di Bitcoin vengono proposte dai validatori stessi, approvate tramite votazioni democratiche a cui deve partecipare un quorum minimo e si deve raggiungere una percentuale di consensi molto alta. Per farti un esempio, nel momento in cui scrivo, l’ultima proposta di Bitcoin doveva essere approvata con un minimo del 90% dei voti a favore.

Inoltre, questi validatori, sono obbligati a essere disponibili a ciclo continuo e devono mantenere un livello di servizio eccellente, altrimenti arriva lo slashing, ovvero l’estromissione definitiva dall’attività. Questo, unito alla velocità degli scambi che avviene in pochi secondi e al fatto che nessuno può toccare i wallet di chi possiede dei bitcoin, rende la blockchain un sistema estremamente efficiente e sicuro per ogni tipo d’attività finanziaria.

Tipi di blockchain

Siccome vi sono molte sfaccettature, per ora mi sono mantenuto sul generico riguardo ad alcuni aspetti fondamentali della blockchain, ma ora è arrivato il momento di scendere un po’ più nel tecnico analizzando in dettaglio alcuni tipi di blockchain tra i più solidi (almeno nel momento in cui scrivo, come più volte detto questo campo è in continua evoluzione).

Blockchain Bitcoin

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La blockchain Bitcoin è la prima che sia mai stata creata e, per funzionare, si basa sul sistema di consensi Proof-of-work. Ricordi quando ho detto che i validatori mandano avanti in network? Ecco, adesso è tempo di capire come e, per farlo, partiremo proprio da Bitcoin.

Il Proof-of-work è un sistema che, tradotto nel nostro linguaggio, uscirebbe come “a prova di lavoro”, il che dice molto su come funziona. Ma a prova di lavoro come? Essendo un network non può certo essere un lavoro fisico, ma si parla del lavoro dei PC che mandano avanti il sistema, decriptando il codice e permettendo che le transazioni vengano approvate.

Le persone che comprano un hardware, lo connettono alla rete e cominciano a far funzionare il network vengono chiamati validatori o miner (minatori). Minatori perché, al mandare avanti le operazioni, vengono ricompensati tramite dei bitcoin, spendibili a proprio piacimento o convertibili in denaro.

Quanti bitcoin? Ovviamente non è una cifra arbitraria ma è fissata nel codice stesso del network, la quale viene aggiornata ogni 4 anni. Hai mai sentito la parola Halving? Questo è l’evento che, ogni 4 anni, taglia del 50% le ricompense che i miner ottengono dal network. Il fatto che il prezzo della moneta sia salito nel tempo ha contribuito a rendere i profitti di queste entità molto elevati, attirando sempre più persone nel business al netto dei tagli.

In tutto questo, però, c’è una variabile importante da tenere in considerazione, ovvero la difficoltà della cifratura. Il codice del network non rimane costante, ma aumenta in forma quadratica rispetto all’ingresso di ogni nuovo miner, in una crescita che appare senza fine.

Questo porta con se numerosi vantaggi (uno su tutti la sicurezza crescente), ma anche altrettanti svantaggi, forse addirittura superiori. Difficoltà crescente richiede hardware sempre più potenti, i quali costano sempre di più e bruciano sempre più energia, bene che non è certo illimitato a questo mondo.

Per capire l’entità del problema, minare bitcoin con la scheda grafica più potente al mondo, non porterebbe che a guadagnare pochi spiccioli al mese. I miner veri hanno apparecchiature da milioni di dollari, le quali consumano quantità spropositate d’energia. Molte sono state (e sono tutt’ora) le polemiche intorno a Bitcoin e alla sua fame di chilowatt, per questo alcune altre blockchain hanno trovato una soluzione.

Per maggiori dettagli su come funziona Bitcoin o come acquistare bitcoin, ti lascio ai miei articoli appena linkati.

Blockchain Ethereum

ethereum

Ethereum è una di quelle chain che hanno sentito la pressione e la necessità di cambiare la loro essenza, rispettando le problematiche del mondo moderno. Ethereum infatti nasce con lo stesso principio di Bitcoin, ovvero il Prof-of-work spinto da hardware sempre più potenti. In seguito, però, è stato implementato il passaggio al Proof-of-stake.

Per essere precisi, il 15 settembre 2022 la Beacon Chain (quella che era la chain su cui venivano testati i cambiamenti) e la rete principale di Ethereum, sono state fuse insieme per dare vita a Ethereum 2.0, ovvero la nuova normalità di questa blockchain. Cos’è il proof-of-stake? Fondamentalmente mantiene gli stessi principi di funzionamento della blockchain, con crittografia e blocchi, ma cambia il metodo di lavoro dei validatori.

Per diventare validatore di Ethereum non serve avere un super computer, ma basta comprare una grossa somma di Ether (la moneta anche chiamata Ethereum) e bloccarli sulla chain stessa. Questo sistema è un po’ difficile da spiegare ma è come se, chi ha i conti più grossi in una banca, avesse diritto di voto in amministrazione.

Tale passaggio aveva dato adito a polemiche, in quanto si dubitava che i soldi siano la soluzione giusta per eleggere i validatori, ma comprare i computer per minare Bitcoin non costa certo meno. Inoltre questa soluzione ha sgravato la blockchain e tutto l’ecosistema che le gira intorno, da polemiche e pericoli legislativi dovuti alla siccità energetica.

Meglio Bitcoin o Ethereum? Per la storia e il simbolo che rappresenta certamente Bitcoin ma, alla lunga, potrebbe pagare il prezzo di un sistema insostenibile. Se vuoi sapere come comprare Ethereum, ti lascio al mio articolo dedicato.

Blockchain ed NFT

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In ultimo è giusto fare una piccola menzione agli NFT, ovvero i non-fungible token che sono scambiati su una blockchain. Andando per ordine, il termine non-fungible token significa solamente che, al contrario di una moneta comune come un bitcoin, questo token è unico e insostituibile.

Insostituibile perché? Per il semplice fatto che gli NFT sono degli “attestati di proprietà” iscritti su un registro pubblico (la blockchain, in questo caso), i quali permettono di riconoscere la proprietà di un determinato bene digitale (es. una semplice immagine, che a quel punto viene equiparata a un’opera d’arte) rendendolo in qualche modo “unico”: come qualsiasi cosa nel mondo digitale, tecnicamente potrebbero essere realizzate delle copie perfette del contenuto originale (nel nostro esempio l’immagine) a cui fa riferimento l’NFT, ma solo una specifica copia — quella definita originale — risulterebbe legata all’NFT in questione, dandogli dunque un senso di esistere.

Questi token possono essere scambiati come un qualsiasi asset al mondo, ed ecco qui le basi su cui si è creata una delle più grandi bolle speculative degli ultimi tempi. Praticamente qualunque cosa digitale può essere racchiusa in un NFT, basta andare su portali come OpenSea (il più usato per gli NFT) e metterla in vendita in pochi clic.

Questo ha portato a un commercio di manufatti davvero pazzesco, andando a raggiungere cifre prive di qualsiasi fondamento. Tali NFT possono essere scambiati su qualunque blockchain (dipende dove sono stati creati) e vengono pagati nelle valute più disparate ma, generalmente, si utilizzano criptovalute forti e chain ben note, come Ethereum.

Questo mercato acquista poi una sua dimensione quando si parla di metaversi e giochi su blockchain, laddove questi oggetti unici e inimitabili possono diventare accessori interessanti per gli avatar impegnati nelle sfide di questi titoli. Se vuoi sapere di più su come come creare NFT o come accedere al metaverso, ti lascio ai miei articoli appena linkati.

Salvatore Aranzulla

Autore

Salvatore Aranzulla

Salvatore Aranzulla è il blogger e divulgatore informatico più letto in Italia. Noto per aver scoperto delle vulnerabilità nei siti di Google e Microsoft. Collabora con riviste di informatica e cura la rubrica tecnologica del quotidiano Il Messaggero. È il fondatore di Aranzulla.it, uno dei trenta siti più visitati d'Italia, nel quale risponde con semplicità a migliaia di dubbi di tipo informatico. Ha pubblicato per Mondadori e Mondadori Informatica.