Come funziona la blockchain? Una blockchain è un registro condiviso di transazioni di cui molti computer conservano copie contemporaneamente. Le nuove voci vengono raggruppate in blocchi, ogni blocco porta un'impronta unica del blocco precedente, e la rete segue una serie di regole per concordare quale nuovo blocco viene dopo. Il risultato è un registro molto difficile da riscrivere a posteriori, e che nessuna singola parte controlla.
Questo articolo spiega ciascuno di questi elementi, da dove viene l'idea, come le diverse blockchain raggiungono un accordo, e, altrettanto importante, cosa non fa una blockchain. Spiega la tecnologia e non esprime alcuna posizione sull'acquisto o il possesso di qualsiasi criptovaluta.
Come funziona la blockchain?
Comincia da un registro: un elenco di chi ha inviato cosa a chi. Una banca tiene un registro dei conti dei propri clienti, e tutti si fidano della copia della banca perché è la banca a gestirla.
Una blockchain sostituisce quell'unico registro fidato con molte copie detenute da molti computer indipendenti, chiamati nodi. Per mantenere tutte quelle copie identiche, il registro è costruito in un modo particolare.
- Le transazioni vengono raggruppate in blocchi. Invece di aggiungere le voci una alla volta, la rete raccoglie le transazioni recenti e le impacchetta insieme.
- Ogni blocco è collegato a quello precedente. Ogni blocco contiene un hash del blocco precedente, una specie di impronta digitale spiegata più avanti.
- La rete concorda su ogni nuovo blocco. Una serie di regole, chiamata meccanismo di consenso, decide quale blocco viene aggiunto successivamente, così ogni nodo finisce per avere la stessa catena.
Queste tre idee insieme sono ciò che rende una blockchain diversa da un database ordinario.
Una blockchain non rende veri i dati. Li rende molto difficili da cambiare una volta che tutti si sono accordati su di essi.
AutoverificaSupponi che qualcuno cambi una cifra in una transazione dentro un blocco dell'anno scorso. Quali blocchi smetterebbero di corrispondere, e cosa dovrebbero fare per far reggere la modifica?Mostra la rispostaNascondi la risposta
L'hash del blocco modificato cambia completamente. Il blocco successivo aveva registrato il vecchio hash, quindi non corrisponde più, e nemmeno nessun blocco dopo di esso. Per far reggere la modifica, dovrebbero rifare ogni blocco da allora in poi e convincere il resto della rete ad accettare quella versione. È questo che significa a prova di manomissione: le modifiche non sono impossibili, ma sono evidenti e, su una rete grande, estremamente costose.
Gli hash: l'impronta che collega la catena
Una funzione hash prende un qualsiasi dato e ne produce una stringa di caratteri breve e di lunghezza fissa. Contano due proprietà. Lo stesso input dà sempre lo stesso hash. E cambiare l'input anche di poco, una singola cifra in una singola transazione, produce un hash completamente diverso.
Poiché ogni blocco contiene l'hash del blocco precedente, i blocchi formano una catena. Se qualcuno cercasse di alterare una transazione in un vecchio blocco, l'hash di quel blocco cambierebbe. Il blocco successivo, che aveva registrato il vecchio hash, non corrisponderebbe più, e nemmeno nessun blocco dopo di esso. Per cambiare una vecchia voce, un aggressore dovrebbe rifare ogni blocco da allora in poi, e convincere il resto della rete ad accettare la versione alterata.
È questo che si intende quando si dice che una blockchain è a prova di manomissione. Le modifiche non sono impossibili, ma sono evidenti, e su una rete grande sono estremamente costose da imporre.
Da dove viene l'idea
L'idea di concatenare i blocchi è più antica delle criptovalute. Nel 1991 i ricercatori Stuart Haber e W. Scott Stornetta pubblicarono un articolo intitolato "How to Time-Stamp a Digital Document", che descriveva come collegare i dati con gli hash in modo che nessuno potesse retrodatarli o alterarli senza essere scoperto. Il loro lavoro viene spesso descritto come il primo progetto di blockchain.
Il 31 ottobre 2008, una persona o un gruppo con lo pseudonimo Satoshi Nakamoto pubblicò il white paper di Bitcoin, che combinava quella concatenazione con un modo per far concordare sul registro degli sconosciuti su internet senza dover fidarsi di alcuna parte centrale. Haber e Stornetta sono gli autori più citati al suo interno. Il primo blocco di Bitcoin fu creato il 3 gennaio 2009, e portava il titolo di un giornale sui salvataggi bancari tratto dall'edizione di quel giorno del The Times.
Ethereum, lanciato nel 2015, estese l'idea dalla registrazione di pagamenti all'esecuzione di piccoli programmi, chiamati smart contract, direttamente sulla blockchain.
Consenso: accordarsi senza un arbitro
Il problema davvero difficile che una blockchain pubblica risolve non è l'archiviazione. È l'accordo. Se migliaia di computer detengono ciascuno una copia, e chiunque può unirsi, come fanno ad accordarsi su quale nuovo blocco sia valido, senza un'autorità centrale, e senza che qualcuno imbrogli spendendo due volte la stessa moneta?
I meccanismi di consenso sono la risposta. I due più usati sono il proof of work e il proof of stake.
| Meccanismo | Come si aggiunge un blocco | Cosa rende costoso imbrogliare |
|---|---|---|
| Proof of work | I computer competono per risolvere un enigma difficile; chi vince aggiunge il blocco | Riscrivere la storia richiederebbe più potenza di calcolo del resto della rete |
| Proof of stake | I validatori bloccano monete come garanzia e vengono scelti per proporre e confermare i blocchi | I validatori che imbrogliano possono perdere la loro garanzia |
Bitcoin usa il proof of work, con un nuovo blocco aggiunto all'incirca ogni dieci minuti. Il proof of work è sicuro ma usa moltissima elettricità, perché la risoluzione dell'enigma è deliberatamente costosa.
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Da proof of work a proof of stake
Il costo energetico del proof of work è diventato una delle critiche più forti alla tecnologia blockchain. Ethereum ha risposto cambiando il proprio meccanismo di consenso. Il 15 settembre 2022, in un aggiornamento noto come il Merge, è passato dal proof of work al proof of stake. La Ethereum Foundation stima che questo abbia ridotto il consumo energetico della rete di circa il 99,95 percento.
Il passaggio ha mostrato che il consenso è una scelta di progettazione, non una caratteristica fissa delle blockchain. Sistemi diversi fanno compromessi diversi tra sicurezza, velocità, consumo energetico e quanto sono davvero decentralizzati nella pratica.
Blockchain pubbliche e private
Non tutte le blockchain sono aperte a chiunque. Le blockchain pubbliche, come Bitcoin ed Ethereum, permettono a chiunque di leggere il registro e di parteciparvi. Le blockchain private o permissioned limitano la partecipazione a membri approvati, come un gruppo di società che condivide un registro della catena di approvvigionamento.
Le blockchain private sono più veloci e usano meno energia, ma rinunciano a gran parte di ciò che rende distintive le blockchain pubbliche. Se un piccolo gruppo controlla chi può scrivere sul registro, si tratta più di un database condiviso con salvaguardie extra che di un sistema che funziona senza parti fidate.
Cosa non fa una blockchain
La tecnologia viene spesso descritta come se risolvesse problemi che non risolve.
Non rende veri i dati. Una blockchain registra ciò che è stato inserito, in modo coerente e permanente. Se viene inserita un'informazione falsa, viene registrata falsamente, per sempre. Questo viene a volte chiamato il problema dell'oracolo: la catena non può verificare i fatti sul mondo esterno.
Non dà valore a un token. Registrare che qualcuno detiene un token non dice nulla sul fatto che quel token valga qualcosa. L'articolo sulla tokenomics spiega come leggere cosa promette davvero un token.
Non ti rende anonimo. La maggior parte delle blockchain pubbliche sono pseudonime: gli indirizzi non sono nomi, ma ogni transazione è visibile a tutti, in modo permanente, e spesso può essere rintracciata.
Non ti protegge dalla perdita di accesso. Se controlli direttamente un wallet e perdi la chiave privata, di solito non c'è nessuno che possa ripristinartela.
Informazioni generali, non consulenza di investimento. Questo articolo spiega come funziona la tecnologia blockchain. Non è consulenza di investimento e non esprime alcuna posizione sull'opportunità di acquistare, mantenere o vendere criptovalute o token. Le cripto-attività sono altamente volatili, possono perdere l'intero valore, sono spesso meno protette rispetto agli investimenti tradizionali e sono regolamentate in modo diverso da paese a paese. Valuta di parlare con un consulente qualificato e autorizzato prima di prendere qualsiasi decisione.
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Cosa ricordare
Una blockchain è un registro condiviso detenuto da molti computer, con le transazioni raggruppate in blocchi collegati da hash, così cambiare i vecchi dati è evidente e costoso.
L'idea di concatenare i blocchi venne da Haber e Stornetta nel 1991; Bitcoin nel 2008 aggiunse un modo per far concordare degli sconosciuti sul registro senza un'autorità centrale.
Meccanismi di consenso come il proof of work e il proof of stake rendono possibile quell'accordo. Il passaggio di Ethereum al proof of stake nel 2022 ha ridotto il suo consumo energetico di circa il 99,95 percento.
Motivo per cui la risposta più utile alla domanda su come funziona la blockchain porta con sé un limite: mantiene i dati coerenti e difficili da cambiare, e non dice nulla sul fatto che quei dati, o i token che descrivono, meritino fiducia.
Mettiti alla prova
Domanda 1 di 3
Su una blockchain proof of stake, cosa rende costoso per un validatore approvare un blocco fraudolento?
Come funziona la blockchain in termini semplici?
Le transazioni vengono raggruppate in blocchi, e ogni blocco contiene un'impronta digitale, chiamata hash, del blocco precedente, formando una catena. Molti computer ne detengono copie e seguono regole per concordare su ogni nuovo blocco, così il registro è condiviso e molto difficile da alterare.
Chi ha inventato la blockchain?
L'idea di collegare i dati con gli hash fu descritta da Stuart Haber e W. Scott Stornetta in un articolo del 1991 sulla marcatura temporale dei documenti. La prima blockchain pubblica funzionante fu Bitcoin, descritta in un white paper dallo pseudonimo Satoshi Nakamoto nel 2008 e lanciata nel gennaio 2009.
Qual è la differenza tra proof of work e proof of stake?
Nel proof of work, i computer competono per risolvere enigmi costosi per aggiungere blocchi, il che usa molta energia. Nel proof of stake, i validatori bloccano monete e vengono scelti per confermare i blocchi, e possono perdere la loro garanzia se imbrogliano. Ethereum è passato al proof of stake nel 2022.
La blockchain è la stessa cosa di Bitcoin?
No. Bitcoin è un'applicazione della tecnologia blockchain, una valuta digitale. La blockchain è il metodo sottostante per tenere un registro condiviso e a prova di manomissione, ed è usata da molti altri sistemi, tra cui Ethereum e reti aziendali private.
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