Blockchain: cos’è e come funziona il registro digitale

• La blockchain, letteralmente “catena di blocchi”, è composta da un registro digitale condiviso, utilizzato non solo in relazione alle criptovalute, ma anche in altri ambiti.
• La prima blockchain mai creata è quella di Bitcoin, nata nel 2008 ad opera di Satoshi Nakamoto.
• Il registro digitale contiene informazioni immutabili suddivise in blocchi convalidati dai partecipanti alla rete.

È diventato sempre più comune sentir parlare di criptovalute e di blockchain, non è chiaro a tutti il significato di questi due termini.

Molti hanno la convinzione che il concetto di blockchain si applichi solamente al mondo delle criptovalute, ma in realtà i cambi di applicazione vanno ben oltre le valute virtuali.

In questa guida capiremo cos’è la blockchain, come funziona, ma anche quali sono gli ambiti di applicazione e i vantaggi di questo strumento.

Cos’è la blockchain?

La blockchain nasce ufficialmente con il Bitcoin, nel 2009, ad opera di Satoshi Nakamoto. In poco tempo, l’utilizzo delle blockchain è esploso attraverso la creazione di varie criptovalute, applicazioni di finanza decentralizzata (DeFi), token non fungibili (NFT) e contratti intelligenti. Ma cos’è la blockchain?

La blockchain, che in italiano significa letteralmente “catena di blocchi”, è un registro virtuale distribuito e condiviso tra i nodi di una rete. Come un database, la blockchain memorizza tutte le informazioni elettronicamente in formato digitale, mantenendo il registro delle transazioni sicuro e decentralizzato.

I nodi rappresentano tutti quei computer interconnessi alla rete che eseguono il software responsabile del suo funzionamento. Essendo una rete decentralizzata, al contrario di quelle centralizzate che dipendono da un unico server, non può essere spenta.

Per capire il funzionamento della blockchain è, però, indispensabile capire il significato di rete Peer-to-Peer.

La rete Peer-to-Peer

La rete Peer-to-Peer, o P2P, è una rete di computer collegati e che condividono le risorse. Questo tipo di rete, a differenza dei sistemi di rete convenzionali, forma un ecosistema in cui i computer sono connessi tramite un unico computer server. Ciò consente il trasferimento di file da un’estremità all’altra.

Di conseguenza, nella rete P2P ogni computer funge sia da server che da client, fornendo e ricevendo file, con informazioni distribuite tra tutti i membri della rete. Questo tipo di rete decentralizzata è, quindi, meno vulnerabile ai guasti sistemici.

Tipologie di blockchain

Esistono diversi tipi di blockchain per soddisfare differenti esigenze di sicurezza, tutela della privacy e decentralizzazione.

Vi sono le blockchain pubbliche, ossia reti a cui chiunque può accedere e partecipare, come nel caso della blockchain di Bitcoin. Lo svantaggio di questo tipo di rete è la necessità di una grande potenza di calcolo, la carenza di privacy a tutela delle transazioni e una sicurezza ridotta. Si tratta di reti senza autorizzazione e completamente decentralizzate.

Invece, le reti blockchain private, o gestite, sono reti peer-to-peer decentralizzate ma in cui una singola organizzazione governa la rete. Vi è, quindi, chi sceglie quali nodi possono partecipare. Questo tipo di rete può incentivare la fiducia e la sicurezza tra i partecipanti.

Le reti blockchain con autorizzazioni, o permissioned, sono blockchain private basate sulle autorizzazioni. In questo caso si pongono dei limiti su chi è autorizzato a partecipare alla rete e a quali transazioni può partecipare. I partecipanti devono ottenere un invito o un permesso per partecipare.

Vi sono, infine, le blockchain di un consorzio in cui più organizzazioni condividono le responsabilità della gestione della blockchain. Le organizzazioni stabiliscono chi può inoltrare transazioni o accedere ai dati.

Come funziona la tecnologia blockchain?

L’obiettivo della blockchain è permettere la registrazione e la distribuzione delle informazioni digitali, ma non la modifica. Di conseguenza, una blockchain funge da registro contabile immutabile, raccogliendo transazioni o altre informazioni che non possono essere alterate, eliminate o distrutte.

Una blockchain raccoglie le informazioni in gruppi, noti come “blocchi”. Questa struttura di dati crea una linea temporale di informazioni. Infatti, quando un blocco viene creato diventa parte di questa linea temporale. A ogni blocco della catena viene assegnato un “timestamp”, o marca temporale, preciso, e infine viene aggiunto alla catena, o chain.

La chiave della rete blockchain è l’uso della crittografia che garantisce l’integrità di tutta la rete, ed è fondamentale per la validazione dei nuovi blocchi. Ma capiamo meglio come funziona.

Validazione dei blocchi

Quando viene effettuata una transazione, ad esempio nel caso delle criptovalute, si genera una chiave segreta crittografata, ma per la convalida dell’operazione bisogna risolvere degli algoritmi che andranno ad aggiungere la transazione al registro, ovvero alla blockchain.

Chi si occupa di risolvere l’algoritmo è un terzo soggetto, o nodo, che otterrà un premio dall’operazione. Vi sono due principali modalità di convalida dei blocchi: la Proof-of-Word (o PoW) e la Proof-of-Stake (o PoS).

Con il protocollo PoW, o “prova di lavoro”, è prevista la figura del miners, letteralmente “minatore”, e l’attività di mining, o estrazione. In questo caso il sistema della blockchain elabora un codice, detto hash, estratto dall’ultimo blocco che verrà aggiunto alla rete.

Questo codice crittografato viene comunicato a tutti i nodi della rete che dovranno indovinare il messaggio che ha generato. Provando per tentativi si giunge alla giusta combinazione, che autorizza l’operazione. Il nodo che ha indovinato la chiave, quindi, vince anche il premio o la criptovaluta individuata, che gli verrà accreditata.

Invece, con il protocollo PoS, o “prova che si ha un interesse in gioco”, i validatori, ossia i nodi che fanno parte della blockchain e che hanno messo “in stake” parte delle criptovalute, garantiscono la validità delle operazioni. In questo modo ottengono una ricompensa. Il profitto consiste proprio nel bloccare le criptovalute per ottenere delle ricompense.

Le caratteristiche della blockchain

Il sistema delle blockchain è utilizzato principalmente nel campo delle criptovalute, ma quali sono le caratteristiche della catena di blocchi? Per capire meglio il funzionamento della blockchain e i relativi vantaggi, ecco quali sono le peculiarità principali del registro virtuale:

• decentramento: i dati contenuti nel database sono distribuiti tra diversi nodi di rete per  mantenere anche la fedeltà dei dati archiviati. Questo sistema permette di stabilire un ordine esatto e trasparente degli eventi. In tal modo, nessun singolo nodo all’interno della rete può alterare le informazioni contenute nel registro. Quindi, le informazioni sono irreversibili;
• trasparenza: le transazioni possono essere visualizzate in modo trasparente disponendo di un nodo personale o utilizzando blockchain explorer;
• sicurezza: i nuovi blocchi vengono sempre memorizzati alla fine della blockchain. Dopo che un blocco è stato aggiunto alla coda della catena, è estremamente difficile tornare indietro e modificarne il contenuto, a meno che la maggioranza della rete non abbia dato il consenso.

Altri utilizzi della blockchain

I blocchi sulla blockchain di Bitcoin servono a memorizzare i dati sulle transazioni monetarie. Oltre a Bitcoin, sono tante altre le criptovalute che si sviluppano sulle blockchian. Tuttavia, in realtà questa e solamente una delle applicazioni di questa tecnologia.

Negli anni stanno aumentando campi di applicazione delle blockchain, e tanti sono i settori che stanno valutando di aprire a questo sistema. Ecco alcuni esempi.  

Banca e finanza

A differenza delle banche che operano solo durante l’orario lavorativo, la blockchain è sempre in funzione. Grazie all’utilizzo della blockchain nelle banche, i consumatori possono elaborare le transazioni in soli 10 minuti, vale a dire il tempo necessario per aggiungere il nuovo blocco alla catena. In questo modo, le banche hanno anche l’opportunità di scambiare fondi tra istituzioni in modo più rapido e sicuro.

Inoltre, se una banca viene violata, le informazioni private del cliente sono a rischio, così come è a rischio il valore della valuta nel caso di crisi economiche. Invece, la blockchain consente a Bitcoin e ad altre criptovalute di operare senza la necessità di un’autorità centrale. Ciò riduce il rischio ed elimina anche molte delle commissioni di elaborazione e transazione.

Assistenza sanitaria

Anche nel campo dell’assistenza sanitaria si può sfruttare la blockchain. Può essere utile per archiviare in modo sicuro le cartelle cliniche dei pazienti. In più, garantisce la sicurezza che la cartella non può essere modificata.

Attualmente non ci sono norme specifiche per questo tipo di applicazione della tecnologia blockchain, tuttavia questa nuova forma di trasmissione dei dati potrebbe essere molto vantaggiosa, soprattutto in termini di sicurezza, anche per la sanità.

Contratti intelligenti

Gli smart contract, o contratti intelligenti, sono codici informatici che possono essere integrati nella blockchain per facilitare, verificare o negoziare un accordo contrattuale. Questi operano se si verificano una serie di condizioni stabilite dagli utenti.

Gli smart contract vengono, quindi, inseriti nella blockchain che rappresenterà il garante del contratto.

I vantaggi della blockchain

Come abbiamo potuto vedere, l’utilizzo di una blockchain porta non pochi vantaggi sia nel settore delle criptovalute che negli altri campi di applicazione. Ma riassumiamo quelli che sono tutti i benefici della catena di blocchi:

• riduzioni dei costi: per verificare una transazione, la Blockchain non ricorre a terze parti pagate per effettuare l’operazione. Inoltre, non avendo un’autorità centrale, presenta commissioni di transazione basse;
• decentramento: la blockchain viene copiata e diffusa attraverso una rete di computer, senza alcuna autorità centrale che possa controllarla. Quando un nuovo blocco viene aggiunto alla rete, ogni nodo aggiorna la sua blockchain per riflettere il cambiamento. In questo modo diventa più difficile manomettere le informazioni;
• precisione: una rete di migliaia di computer approva le transazioni, quindi è limitato l’errore umano nel processo di verifica;
• transazioni veloci: bastano 10 minuti per completare le transazioni, il tempo necessario per il processo di validazione.
• transazioni private: la maggior parte delle reti blockchain fungono da database pubblici, quindi chiunque potrebbe visualizzare un elenco della cronologia delle transazioni della rete. Tuttavia, gli utenti non possono accedere alle informazioni di identificazione sugli utenti che effettuano le  transazioni. Le reti blockchain sono confidenziali, quindi quando un utente effettua una transazione pubblica, il suo codice univoco, noto anche come chiave pubblica, si inserisce sulla blockchain, ma non le informazioni personali;
• transazioni sicure: migliaia di computer verificano l’autenticità di una transazione per confermarne la correttezza. Dopo che un computer ha convalidato la transazione, questa si aggiunge al blocco della blockchain;
• trasparenza: spesso le blockchain sono software interamente open source, quindi chiunque può visualizzarne il codice. Ciò permette ai revisori di esaminare le criptovalute per motivi di sicurezza. Chiunque può suggerire modifiche o aggiornamenti al sistema, ma solamente se la maggior parte degli utenti della rete è d’accordo, allora il codice può essere aggiornato.

Blockchain – Domande frequenti