Cos’è la blockchain?
La blockchain è un registro digitale progettato per mantenere i dati al sicuro, senza la necessità di un'autorità centrale o di terze parti. Le reti blockchain sono costituite da diversi partecipanti distribuiti, chiamati nodi, che collaborano per convalidare le transazioni. I dati di ogni transazione sono salvati su blocchi e collegati tra loro in una catena, in cui ogni blocco contiene una funzione crittografica di hash del blocco precedente. In questo modo i dati sono a prova di manomissione e immutabili ed è possibile avere una visione trasparente dell'intera transazione. Questi vantaggi rendono la blockchain ideale per le aziende che vogliono risolvere le sfide legate alla sicurezza, confidenzialità, sicurezza e tracciabilità dei dati.
Perché la blockchain è importante?
La blockchain è una tecnologia innovativa che offre vantaggi senza precedenti ad aziende, governi e alla società in generale. Questo metodo permette di conservare i dati in uno spazio sicuro e offre una visione completa di tutta la transazione. In questo modo vengono garantiti l'integrità dei dati e un livello di trasparenza che i database tradizionali e i sistemi centralizzati non possono offrire. Molte aziende e organizzazioni del settore pubblico possono trarre vantaggio da questo approccio, incluse quelle che operano nel settore finanziario, sanitario e logistico.
Trattandosi di una tecnologia rivoluzionaria, la blockchain ha generato alcune controversie, soprattutto in termini di impatto ambientale e decentralizzazione. Tuttavia, i pro superano di gran lunga i contro e molte aziende stanno traendo vantaggio dalla blockchain per proteggere le transazioni finanziarie, le supply chain e i dati dei clienti.
La storia della blockchain
Il concetto di blockchain è nato nei primi anni '80, quando David Chaum, pioniere della crittografia, ha gettato le basi per lo sviluppo di questa tecnologia nell’articolo: “Computer Systems Established, Maintained and Trusted by Mutually Suspicious Groups”.
Nel 1991, questo concetto è stato ulteriormente sviluppato da W. Scott Stornetta e Stuart Haber, due scienziati che volevano creare un metodo sicuro e a prova di manomissione per la marcatura temporale di documenti digitali. La loro soluzione consisteva in una catena di blocchi digitali protetti tramite crittografia. Per trasformare questa idea in realtà, Stornetta e Haber hanno collaborato con il matematico Dave Bayer, con cui hanno scritto un articolo che includeva il concetto di Merkle Tree, una struttura di nodi protetti da una funzione crittografica di hash.
Sebbene il sistema Merkle Tree non sia mai stato utilizzato e il brevetto sia scaduto, questa prima iterazione della blockchain è stata di ispirazione per molti altri. Nel 2004, Hal Finney, computer scientist ed esperto di crittografia, ha introdotto l'idea del Reusable Proof of Work (RPoW), secondo cui un partecipante deve dimostrare agli altri che è stata utilizzata una determinata quantità di potenza di calcolo. Questo concetto ha trasformato il mondo della blockchain e ne è diventato uno dei principi fondanti: ogni rete di blockchain richiede un "meccanismo di consenso" che consente ai partecipanti di raggiungere un accordo sulla validità delle transazioni.
Tuttavia, il punto di svolta è arrivato nel 2008, quando un individuo misterioso (o un gruppo di individui) noto come Satoshi Nakamoto ha proposto il concetto di moneta digitale nel white paper: “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”. In questo documento vengono gettate le basi per la creazione di una moneta digitale - il Bitcoin - costruita su una rete di nodi distribuita e decentralizzata. Una volta pubblicato questo white paper, la blockchain e il Bitcoin hanno suscitato enorme interesse e sono diventati un fenomeno internazionale. Molte persone hanno iniziato a partecipare al progetto e al mining per Bitcoin, e sono state sviluppate altre soluzioni di blockchain, come Ethereum e Coinbase. La tecnologia blockchain è ormai una soluzione riconosciuta a livello globale per la titlesicurezza dei dati e per le transazioni, scelta da sempre più privati, aziende e istituzioni governative.
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Quali sono i principi fondamentali della blockchain?
La blockchain si basa sui seguenti principi:
Decentralizzazione
La decentralizzazione si verifica quando le decisioni sono di responsabilità di più individui o gruppi e non di un'unica autorità centrale. È essenziale per la meccanica della blockchain, in quanto per poter aggiungere una transazione alla catena, più partecipanti devono raggiungere un accordo e convalidare i dati. In questo modo viene preservata l'integrità della blockchain e si evita che i dati vengano manipolati da singoli individui o gruppi per i propri interessi.
La decentralizzazione è una delle caratteristiche principali della blockchain e la rende rivoluzionaria, poiché rappresenta una sfida per l'autorità di istituzioni centralizzate come banche, big tech e istituzioni governative. La blockchain può eliminare la corruzione e al contempo aumentare la fiducia e la trasparenza: si tratta di vantaggi considerevoli per le imprese e la società in generale.
Distribuzione
La blockchain è costruita su reti distribuite. Invece di avere una rete centralizzata su un server che prende decisioni e gestisce le transazioni, la blockchain utilizza un registro di nodi distribuiti su più server per condividere, registrare e convalidare ogni transazione. Questo sistema è chiamato peer-to-peer: ogni nodo ha la stessa autorità e collabora all’interno dei diversi server. Una rete distribuita non solo supporta la decentralizzazione, ma aumenta anche l'efficienza, le prestazioni e la tolleranza ai guasti, che sono elementi essenziali per mantenere in funzione reti blockchain complesse e ad alto consumo energetico.
Immutabilità
Un altro principio della blockchain che garantisce trasparenza e sicurezza è l'immutabilità. La blockchain è immutabile by design: dopo che i nodi hanno convalidato una transazione, questa viene registrata una sola volta e criptata con una funzione crittografica di hash. Ogni blocco contiene sia il proprio codice hash che quello del blocco precedente, per garantire che la catena scorra in una direzione e non sia sottoposta a reverse engineering. Questo approccio crea una cronologia permanente delle transazioni completamente sicura e a prova di manomissione, impedendo a qualsiasi individuo o gruppo di manipolare i dati della blockchain.
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Quali sono i vantaggi della blockchain?
Ecco alcuni dei principali vantaggi della tecnologia blockchain:
Maggiore trasparenza
La blockchain conserva un registro di tutte le transazioni sulla catena, garantendo piena trasparenza ai partecipanti alla rete. Inoltre, poiché la responsabilità per la convalida delle transazioni è condivisa, è impossibile manipolare i dati in base alle proprie esigenze.
Maggiore sicurezza
Per prevenire l’hacking della blockchain, i dati vengono criptati utilizzando una crittografia complessa e ogni transazione viene convalidata tramite un meccanismo di consenso. Grazie alla decentralizzazione, la blockchain non dispone di un singolo punto di controllo o errore: i dati vengono distribuiti su più nodi per ridurre al minimo la superficie di attacco e aumentare la resilienza della rete.
Maggiore efficienza
Grazie a record accurati e a un’elevata tracciabilità, la blockchain riduce la necessità di documenti, rende più efficienti i processi e fa diminuire il tempo dedicato alla correzione degli errori. Inoltre, dato che non è più necessario che terze parti le convalidino, le transazioni sono più rapide.
Quali sono i lati negativi della blockchain?
Anche se la blockchain presenta molti più vantaggi che svantaggi, esistono problemi legati alla decentralizzazione e all'impatto ambientale della tecnologia blockchain.
La decentralizzazione permette di aumentare la trasparenza ed eliminare la corruzione, ma può anche essere utilizzata dai criminali per nascondersi con l’anonimato. I malintenzionati possono utilizzare la blockchain e le criptovalute per trasferire denaro senza ricorrere a una banca, effettuare transazioni sul dark web e cifrare file malevoli utilizzando le funzioni crittografiche di hash.
Un altro potenziale problema della blockchain è l'impatto ambientale. Il meccanismo di consenso del PoW, richiedendo una potenza di calcolo elevata, ha conseguenze negative sull’ambiente legate agli alti consumi energetici. Infatti, alcune operazioni di mining della blockchain consumano la stessa quantità di elettricità di un piccolo paese. Questo aspetto, oltre alla complessità, è uno dei principali ostacoli all'adozione della blockchain da parte delle aziende. Tuttavia, meccanismi di consenso alternativi come i PoS permettono di risolvere questo problema.
Infine, la blockchain deve affrontare una grande minaccia proveniente dal quantum computing, che potrebbe essere utilizzato per risolvere la crittografia, parte integrante della meccanica della blockchain.
Quali sono i casi d’uso della blockchain?
Ecco alcuni tra i casi d’uso più diffusi della blockchain:
Supply chain
La blockchain fornisce visibilità e tracciabilità end-to-end dell'intera supply chain. Le aziende possono monitorare i prodotti per tutta la supply chain, con una sicurezza garantita.
Enti governativi
La blockchain può supportare le operazioni governative e i servizi digitali pubblici, eliminando frodi e abusi. Al contempo, permette di snellire i processi, eliminare la corruzione e aumentare la fiducia.
Finanza
La blockchain elimina inutili scartoffie nel settore finanziario, offrendo un'elaborazione più rapida e una visibilità end-to-end dell'intero ciclo di vita finanziario. Offre inoltre enormi vantaggi in termini di sicurezza, riducendo le frodi e aumentando la trasparenza.
Settore sanitario
La blockchain garantisce una maggiore privacy delle cartelle dei pazienti, permette un trasferimento più sicuro dei dati tra gli operatori sanitari e supporta le supply chain mediche.
Quali sono i componenti principali della blockchain?
La blockchain è costituita dai seguenti componenti:
Nodi
I nodi sono i partecipanti alla rete blockchain autorizzati a convalidare ogni transazione. Per fare questo sono necessari un computer potente e un meccanismo di consenso, come il Proof of Work (PoW) o il Proof of Stake (PoS).
Transazioni
Una transazione è un trasferimento di dati all’interno della blockchain. A seconda dello scopo della blockchain, questi dati possono essere criptovalute, smart contract, voti elettronici o documenti dei clienti. Le transazioni sono salvate come blocchi e, per diventare parte della blockchain, la transazione deve essere verificata da ogni nodo della rete.
Blocchi
Un blocco è il punto in cui vengono salvati i dati della transazione. Una volta verificati, i dati vengono aggiunti come blocchi e diventano immutabili. Tutti i blocchi sono collegati all’interno di una catena e contengono una funzione crittografica di hash univoca, cioè un algoritmo che trasforma tutti i dati del blocco in una stringa di simboli per mantenerli al sicuro. Per garantire che venga conservato un registro di tutte le transazioni della catena, ogni blocco contiene anche l'hash del blocco precedente.
Meccanismo di consenso
Un meccanismo di consenso è il modo in cui i nodi della blockchain raggiungono un accordo sulla validità delle nuove transazioni. I due meccanismi di consenso più comuni sono il Proof of Work (PoW) e il Proof of Stake (PoS). Con il meccanismo del PoW, i partecipanti sono ricompensati per l'utilizzo di grandi quantità di energia e potenza di elaborazione per risolvere complessi puzzle di crittografia. La risoluzione del puzzle convalida la transazione e aggiunge un nuovo blocco alla blockchain. In confronto, il meccanismo di consenso PoS non richiede molta energia. Nel PoS, i partecipanti devono possedere la propria criptovaluta, che possono utilizzare come garanzia per aggiungere un blocco alla catena. Questa garanzia può essere persa, tuttavia, se gli altri partecipanti ritengono che la transazione non sia valida.
Funzione crittografica di hash
Una funzione crittografica di hash è un algoritmo che converte i dati contenuti in un blocco in un codice numerico fisso. L'hash è fondamentale per la sicurezza globale della blockchain: consente di verificare i dati all'interno del blocco senza rivelarne la natura. Si tratta di una forma di crittografia dei dati. Per proteggere la blockchain, ogni blocco della catena contiene il proprio hash e quello del blocco precedente. L'hash è anche una parte cruciale del mining di criptovalute: è ciò che il computer del miner cerca di risolvere per aggiungere un blocco alla catena e ottenere una ricompensa.
Tipi di blockchain
Esistono diversi tipi di rete blockchain:
Blockchain pubblica
Una blockchain pubblica è una rete aperta e senza autorizzazioni a cui chiunque può partecipare. I nodi di una blockchain pubblica possono inviare e visualizzare le transazioni sulla rete. Inoltre, possono essere coinvolti nel processo di consenso per decidere se aggiungere o meno i dati alla catena. Due esempi di reti blockchain pubbliche sono Bitcoin e Ethereum. Grazie alla decentralizzazione e alla trasparenza, le blockchain pubbliche includono tutti i principi fondamentali della blockchain. Tuttavia, tali reti richiedono normalmente un'elevata potenza di elaborazione e, poiché tutti gli utenti della rete possono visualizzare le transazioni, possono esserci implicazioni legate alla privacy.
Blockchain privata
Una blockchain privata è una rete chiusa e soggetta a autorizzazione controllata da un'unica autorità. Solo determinati individui sono autorizzati a partecipare alla rete e il proprietario o i proprietari possono modificare la blockchain a loro discrezione. Le blockchain private sono più sicure: i nodi vengono controllati prima di accedere alla rete e nessuno dall'esterno può visualizzare le transazioni. Questo rende le reti private particolarmente adatte all’utilizzo aziendale, dove la regolamentazione e la conformità dei dati sono essenziali. Un esempio di blockchain privata è Ripple, un noto exchange di criptovalute business-to-business.
Consortium blockchain
Una consortium blockchain è una rete soggetta ad autorizzazione molto simile a una blockchain privata, ma controllata da un gruppo di organizzazioni al posto di una. In una consortium blockchain, ogni organizzazione è uno stakeholder del proprio nodo e può unirsi o uscire solo con il permesso degli altri stakeholder. I dati della catena sono accessibili a tutti i partecipanti al “consorzio”, ma ogni stakeholder controlla il proprio nodo. Anche se le consortium blockchain sono più decentralizzate delle blockchain private, richiedono un elevato livello di fiducia tra le organizzazioni e molta logistica. Tali reti sono quindi ideali per gruppi che condividono un obiettivo comune e le stesse tecnologie di blockchain.
Blockchain ibrida
Una blockchain ibrida combina le capacità delle reti blockchain pubbliche e private. Conserva la natura aperta della blockchain pubblica, permettendo la partecipazione di chiunque, ma salva i dati su una blockchain privata, a cui è possibile accedere solo previa autorizzazione. Sebbene i dati delle transazioni siano immutabili e non possano essere modificati, l’identità dei partecipanti può rimanere privata. Questa combinazione delle due reti blockchain garantisce trasparenza e sicurezza, rendendo questa soluzione ideale per l'utilizzo aziendale.