Cos’è una Blockchain

Introduzione

Bitcoin e tutte le altre cryptovalute non sono emesse da nessuna banca centrale e di fatto nessuno ne garantisce la stabilità e il valore nel lungo termine.

Per poter funzionare fu inventata una tecnologia ad hoc che si chiama Blockchain. L’idea dei blocchi è stato espressa per la prima volta in questo documento, scritto direttamente da Satoshi Nakamoto, ideatore di Bitcoin (di Satoshi ne abbiamo parlato meglio qui).

La blockchain dunque è un sistema che si può visualizzare come una catena di blocchi in fila, come fosse un treno. Uno dietro l’altro i blocchi si attaccano in maniera ordinata, esattamente come fossero vagoni.

Ad ogni blocco è possibile attaccare solo e soltanto un blocco davanti e un blocco dietro, non uno di più, non uno di meno. Per essere assolutamente certiche ogni blocco abbia agganciato quelli giusti si fa affidamento a un meccanismo di consenso e validazione (non ti preoccupare se non è tutto chiaro, dopo approfondiremo meglio questo concetto).

All’interno di ogni blocco sono contenute delle informazioni e ogni blocco può essere convalidato, rendendo le informazioni contenute affidabili, solo se il precedente blocco è stato già convalidato.

Tutti i movimenti fatti su blockchain sin dalla notte dei tempi sono pubblici (per esempio è ancora possibile leggere la prima transazione fatta in bitcoin). Esistono anche blockchain non pubbliche, ma questa caratteristica fa perdere loro buona parte del senso per cui son state create e per questo non le prenderemo in considerazione in questo contenuto.

Quali sono i componenti della Blockchain

Prima di addentrarci nelle caratteristiche costruttive di una blockchain, ecco gli elementi basilari che la compongono (grazie a blockchain4innovation per questo paragrafo):

• Nodo: sono i partecipanti alla blockchain e sono costituiti fisicamente dai server di ciascun partecipante.
• Transazione: è costituita dai dati che rappresentano i valori oggetto di “scambio” e che necessitano di essere verificati, approvati e poi archiviati.
• Blocco: è rappresentato dal raggruppamento di un insieme di transazioni che sono unite per essere verificate, approvate e poi archiviate dai partecipanti alla blockchain.
• Ledger: è il registro pubblico nel quale vengono “annotate” con la massima trasparenza e in modo immutabile tutte le transazioni effettuate in modo ordinato e sequenziale. Il Ledger è costituito dall’insieme dei blocchi che sono tra loro incatenati tramite una funzione di crittografia e grazie all’uso di hash (attenzione a non confondere questo ledger, che è un concetto astratto, con l’azienda Ledger e i suoi prodotti Ledger Nano X e Ledger Nano S).
• Hash: è una operazione (Non Invertibile) che permette di mappare una stringa di testo e/o numerica di lunghezza variabile in una stringa unica ed univoca di lunghezza determinata. L’Hash identifica in modo univoco e sicuro ciascun blocco. Un hash non deve permettere di risalire al testo che lo ha generato.

Caratteristiche principali di una Blockchain

Di blockchain ne esistono molte: Bitcoin, Ethereum, Terra, BSC, Fantom, Cosmos, Polkadot Avalanche, Algorand, Arbitrum e tante altre. Non ti sentire spaesato, all’inizio chiunque lo è. Probabilmente ora conosci solo Bitcoin e va bene così; avrai tutto il tempo per approfondire le altre. Ogni blockchain ha un proprio meccanismo di funzionamento specifico.

Nonostante le diversità, ogni blockchain risponde in maniera differente a 7 principi costruttivi:

1. Decentralizzazione
2. Trasparenza
3. Sicurezza
4. Immutabilità
5. Consenso
6. Governance
7. Programmabilità

Tutti questi non sono principi on/off, ossia che o ci sono o non ci sono. Sono da considerare come slider che si possono muovere da destra a sinistra.

Quindi, per fare un esempio: Il principio “Decentralizzazione” scorre da “molto decentralizzato” a “per niente decentralizzato”, ma possiamo anche settarlo su qualsiasi valore intermedio.

Altro esempio reale: la blockchain di Bitcoin è molto decentralizzata, ma poco programmabile. In una ideale scala da 0 a 10 sarebbe 10 decentralizzazione e 3/4 programmabilità.

Allo stesso tempo dobbiamo considerare che alcuni principi sono influenzati da altri, per esempio: è molto difficile avere una blockchain estremamente decentralizzata e allo stesso tempo estremamente scalabile.

A questo punto approfondiamo ogni singolo principio costruttivo delle blockchain.

Decentralizzazione

Il principio fondamentale alla base della decentralizzazione è la capacità della rete di non avere alcun nodo centrale.

Nel sistema economico e finanziario classico tutto passa sempre dalla gestione di un ente centrale, in un modo decentralizzato questo non accade.

Questo approccio porta ad alcune conseguenze, fra cui:

• Libertà di poter disporre delle proprie cryptovalute, indipendentemente da ogni fattore o vincolo esterno.
• Impossibilità di bloccare o sequestrare le cryptovalute da parte di altri.

Del rapporto fra centralizzazione e decentralizzazione abbiamo parlato più approfonditamente all’interno di questo articolo.

Trasparenza

La trasparenza di una blockchain è la possibilità di vedere dall’esterno tutto quello che succede, blocco dopo blocco. È una caratteristica fondamentale per ogni blockchain pubblica, poiché vige il principio che tutti abbiano la possibilità di verificare e controllare quello che è successo.

Sicurezza

La sicurezza descrive la capacità di una blockchain di sapersi difendere da un ammutinamento dei nodi (quel che si potrebbe definire un “colpo di blockchain” invece che un “colpo di stato”).

La domanda che bisogna farsi in questo caso è: quanti nodi malevoli devono essere concordi per mandare a gambe all’aria tutta la blockchain?

Come vedremo fra poco una caratteristica delle blockchain è il consenso. Per cui se un numero sufficienti di nodi si accordano per modificare la chain, questo può essere fatto.

Immutabilità

L’immutabilità descrive la capacità di una blockchain di non mutare o non poter essere revisionata nel corso del tempo.

In un sistema centralizzato il ledger, ossia il libro mastro all’interno del quale si annotano tutti gli spostamenti, è unico. Se qualcuno riesce a eludere i sistemi di sicurezza e modificare il ledger, il sistema non si accorge di niente.

In un sistema decentralizzato ogni nodo della rete ha scaricato interamente tutto il ledger, per cui se un nodo prova a manomettere una versione del ledger, tutti gli altri nodi potranno contestarlo e procedere con quello originale (in alcune blockchain più recenti il nodo che prova a manomettere viene anche punito).

L’immutabilità è una caratteristica costruttiva su cui solitamente non si ha margine di manovra: lo slider deve essere sempre al massimo. Pensate se bitcoin potesse prevedere una mutabilità e a un certo punto nel wallet non trovi più i tuoi bitcoin, perché sono stati rivisti dei blocchi del passato. Perderebbe di valore tutto il prodotto!

Consenso

La modalità di consenso è il meccanismo tramite il quale è possibile validare ogni blocco della chain. Possiamo dire che è il cuore di questo tipo di tecnologia, perché esprime il metodo, l’algoritmo e le regole tramite le quali è possibile mettere d’accordo moltissimi nodi.

La prima modalità di consenso mai inventata è quella che usa la Blockchain di Bitcoin ossia il Proof of Work (PoW). Successivamente, sia per questioni di scalabilità, sia per questioni di consumo energetico e di ottimizzazione, ne sono state ideate molte altre. Attualmente le due più utilizzare sono la Proof of Stake (PoS) e la Proof of Authority (PoA) o un mix delle due.Parliamo approfonditamente dei meccanismi di consenso in questo articolo.

Governance

La governance descrive la possibilità per alcuni nodi di avere ruoli gerarchicamente o autorevolmente maggiori rispetto ad altri.

In fin dei conti la Governance esprime la modalità con la quale la blockchain è organizzata e può prendere decisioni via via sempre più fondamentali per la compagine della struttura stessa.

Programmabilità

La programmabilità esprime la capacità di una blockchain di poter interagire con smart contract e decentralized application.

Trilemma della Blockchain

Come avevamo già detto visto prima di approfondire le stesse caratteristiche costruttive, ce ne sono alcune che sono profondamente legate fra loro, tanto da influenzarsi vicendevolmente.

Alla fine, facendo un sunto, si possono definire tre caratteristiche fondamentali che sono apparentemente in contrapposizione:

• Scalabilità
• Sicurezza
• Decentralizzazione

Chiunque finora abbia creato una nuova blockchain dopo Bitcoin ha sostanzialmente cercato di risolvere il così detto Trilemma della Blockchain (ne abbiamo parlato meglio qui), ossia come creare una struttura che sia decentralizzata, sicura e allo stesso tempo che possa processare un numero molto alto di transazioni.

Definizione di Blockchain

Alla fine di questo articolo credo sia interessante riprendere la definizione di Blockchain data da Cosmos:

“Una blockchain è un registro replicato in modo sicuro su molte macchine. Distribuendo lo stesso libro mastro su centinaia o migliaia di macchine, le blockchain sono più resistenti agli eventi di inattività come interruzioni di corrente, guasti hardware, disastri naturali e censura geopolitica. Per formare il consenso, queste macchine collaborano regolarmente per determinare quali insiemi di nuove transazioni (“blocchi”) sono validi. Questi blocchi di transazioni si collegano tra loro per formare una blockchain.

Questa tecnologia consente lo sviluppo di applicazioni decentralizzate senza autorizzazione. In altre parole, le blockchain consentono la creazione di un nuovo tipo di applicazione digitale che non richiede un coordinatore centrale per operare. Pensa alla moneta elettronica senza banche centrali, al trading di asset digitali senza borse valori gestite centralmente o alle piattaforme di social network senza amministratori centrali.”