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Blockchain - The Backbone of Digital Currencies​

Cos'è la Blockchain?

La Blockchain è letteralmente una catena di blocchi, ma in realtà queste parole vanno oltre il loro senso tradizionale. Quando menzioniamo le parole "blocco" e "catena" in questo contesto, stiamo invero parlando di, informazioni digitali (il "blocco"), archiviate su un database pubblico (la "catena").

I "blocchi" sulla blockchain sono costituiti da informazioni digitali. In particolare, possiamo distinguere tre parti:

  1. I blocchi archiviano le informazioni sulle transazioni come la data, l'ora e l'importo in dollari degli acquisti, il trasferimento di fondi ad un'altra persona, ecc.
  2. I blocchi archiviano informazioni su chi partecipa alle transazioni. Un blocco per un acquisto registra il tuo nome insieme a chi lo hai inviato. Invece di usare il tuo vero nome, il tuo acquisto viene registrato senza alcuna informazione identificativa usando una "firma digitale" unica, un po 'come un nome utente.
  3. I blocchi memorizzano informazioni che li distinguono dagli altri blocchi. Proprio come io e te abbiamo dei nomi per distinguerci da un'altro, ogni blocco memorizza un codice univoco chiamato "hash" che ci permette di distinguerlo da ogni altro blocco. Supponiamo che tu invii a un amico $ 100 e un'ora dopo invii altri $ 100. Anche se i dettagli della tua nuova transazione sembrerebbero quasi identici al tuo acquisto precedente, possiamo ancora distinguere i blocchi grazie ai loro codici univoci.

Mentre il blocco nell'esempio sopra viene utilizzato per memorizzare una singola transazione, la realtà è leggermente diversa. Un singolo blocco sulla blockchain può effettivamente archiviare fino a 1 MB di dati. A seconda delle dimensioni delle singole transazioni, un singolo blocco può ospitare migliaia di transazioni sotto lo stesso tetto.

Come funziona la Blockchain

Quando un blocco memorizza nuovi dati, questi vengono aggiunti alla blockchain. La Blockchain, come suggerisce il nome, è costituita da più blocchi uniti tra loro come una catena. Affinché un blocco venga aggiunto alla blockchain, tuttavia, devono accadere quattro cose:

  1. Deve verificarsi una transazione. Continuiamo con l'esempio dell'invio del denaro al tuo amico. Dopo aver inviato alcuni soldi, decidi di inviarne di più
  2. Quella transazione deve essere verificata. Dopo aver effettuato il passaggio, la transazione deve essere verificata. Con altri registri pubblici di informazioni, come la Securities Exchange Commission, Wikipedia o la tua biblioteca locale, c'è qualcuno incaricato di controllare i nuovi dati inseriti. Con la Blockchain, tuttavia, quel lavoro viene lasciato ad un network di computer. Questi network sono spesso costituiti da migliaia (o nel caso di Bitcoin, molti milioni) di computer sparsi in tutto il mondo. Quando invii la tua transazione, la rete di computer si precipita a verificare che la transazione sia avvenuta con successo e senza intoppi. In altre parole confermano i dettagli della transazione, inclusi il tempo della transazione, l'importo in dollari e i partecipanti e danno l'OK.
  3. Quella transazione deve essere archiviata in un blocco. Dopo la tua transazione è stata verificata come accurata, ottiene la luce verde. L'importo in dollari della transazione, la tua firma digitale e la firma digitale del tuo amico sono tutti archiviati in un blocco. Lì, la transazione si unirà probabilmente a centinaia o migliaia di altri sim
  4. A quel blocco deve essere dato un hash (codice univoco). Una volta verificate tutte le transazioni di un blocco, deve essere assegnato un codice identificativo univoco chiamato hash. Al blocco viene quindi assegnato l'hash più recente aggiunto alla blockchain. Una volta eseguito l'hashing, il blocco può essere aggiunto alla blockchain.

Quando quel nuovo blocco viene aggiunto alla blockchain, diventa pubblico e disponibile per chiunque, anche te. Se dai un'occhiata alla blockchain di Bitcoin, vedrai che hai accesso ai dati della transazione, insieme alle informazioni su quando ("Il tempo"), dove ("ِl'altezza della catena") e da chi ("inoltrato da") il blocco è stato aggiunto alla blockchain.

La Blockchain è sicura?

La tecnologia Blockchain risolve i problemi di sicurezza e assicura fiducia in diversi modi. Innanzitutto, i nuovi blocchi vengono sempre memorizzati in modo lineare e cronologico. Vengono sempre aggiunti alla "fine" della blockchain. Se guardi la blockchain di Bitcoin, vedrai che ogni blocco ha una posizione sulla catena, chiamata "altezza". Al 31 agosto 2019, l'altezza del blocco aveva superato 592.517.

Dopo che un blocco è stato aggiunto alla fine della blockchain, è praticamente impossibile tornare indietro e modificare il contenuto del blocco. Questo perché ogni blocco contiene il proprio hash, insieme all'hash del blocco precedente. I codici hash sono creati da una funzione matematica che trasforma le informazioni digitali in una stringa di numeri e lettere. Se tali informazioni vengono modificate in qualche modo, cambia anche il codice hash.

Ecco perché è importante per la sicurezza. Immaginiamo che un hacker provi a cambiare i dati della tua transazione. Non appena modificano l'importo in dollari della tua transazione, l'hash del blocco cambierà. Il blocco venuto dopo nella catena conterrà comunque il vecchio hash e l'hacker dovrebbe aggiornare quel blocco per coprire le proprie tracce. Tuttavia, farlo cambierebbe l'hash di quel blocco. E il prossimo, e così via.

Per cambiare un singolo blocco, quindi, un hacker dovrebbe cambiare ogni singolo blocco dopo di esso sulla blockchain. Ricalcolare tutti questi hash richiederebbe una quantità enorme e improbabile di potenza di calcolo. In altre parole, una volta aggiunto un blocco alla blockchain diventa molto difficile da modificare e impossibile da eliminare.

Per affrontare il problema della fiducia, le reti blockchain hanno implementato test per i computer che vogliono unirsi e creare blocchi sulla catena. I test, chiamati "modelli di consenso", richiedono agli utenti di "identificarsi" prima di poter partecipare a una rete blockchain. Uno degli esempi più comuni, impiegati da Bitcoin, è chiamato "proof of work" (prova del lavoro).

Nella proof of work, i computer devono "dimostrare" di aver compiuto il proprio "lavoro" risolvendo un problema matematico computazionale complesso. Se un computer risolve uno di questi calcoli, diventa idoneo ad aggiungere un blocco alla blockchain. Ma il processo di aggiunta blocchi alla blockchain, ciò che il mondo delle criptovalute chiama "mining", non è facile. In effetti, secondo il sito di notizie blockchain BlockExplorer, le probabilità di risolvere uno di questi calcoli sulla rete Bitcoin erano di circa 1 su 5,8 trilioni a febbraio 2019. Per risolvere questi problemi matematici complessi con queste probabilità, i computer devono eseguire programmi potenti che consumano una grande quantità di energia.

La proof of work non rende impossibili gli attacchi degli hacker, ma li rende in qualche modo inutili. Se un hacker volesse coordinare un attacco alla blockchain, avrebbe bisogno di risolvere complessi problemi matematici computazionali con 1 su 5,8 trilioni di probabilità di riuscita, proprio come tutti gli altri. Il costo per organizzare un simile attacco semplicemente supererebbe i benefici.

La Blockchain e Il Bitcoin

L'obiettivo della blockchain è consentire che le informazioni digitali vengano registrate e distribuite, ma non modificate. Questo concetto può essere difficile da comprendere senza vedere la tecnologia in azione, quindi diamo un'occhiata a come funziona la prima applicazione della tecnologia blockchain.

La tecnologia Blockchain è stata ideata per la prima volta nel 1991 da Stuart Haber e W. Scott Stornetta, due ricercatori che volevano implementare un sistema in cui i timestamp dei documenti non potevano essere manomessi. Ma non è stato fino a quasi due decenni dopo, con il lancio di Bitcoin nel gennaio 2009, che la blockchain ha avuto la sua prima applicazione nel mondo reale.

Il protocollo Bitcoin è costruito sulla blockchain. In un documento di ricerca che introduce la valuta digitale, il misterioso creatore di Bitcoin, Satoshi Nakamoto, lo ha definito come "un nuovo sistema monetario elettronico completamente peer-to-peer e senza la necessità di terze parti di fiducia".

Ecco come funziona:

Ci sono moltissime persone in tutto il mondo che posseggono Bitcoin. Secondo uno studio del 2017 del Cambridge Centre for Alternative Finance, il numero è quantificato fino a 5,9 milioni di monete. Diciamo che uno di quei 5,9 milioni di persone vuole spendere i propri Bitcoin in generi alimentari. Qui è dove la blockchain entra in gioco.

Quando si tratta di soldi di carta, l'uso della valuta stampata è regolato e verificato da un'autorità centrale, di solito una banca o un governo, ma Bitcoin non è controllato da nessuno. Invece, le transazioni effettuate in Bitcoin sono verificati da una rete di computer.

Quando una persona paga un'altra per beni che utilizzano Bitcoin, i computer della rete Bitcoin si affrettano a verificare la transazione. Per fare ciò, gli utenti eseguono un programma sul proprio computer e cercano di risolvere un problema matematico complesso, chiamato "hash". Quando un computer risolve il problema "cancellando" un blocco, il suo lavoro algoritmico avrà verificato anche il blocco transazioni. La transazione completata viene registrata pubblicamente e archiviata come blocco sulla blockchain, a quel punto diventa inalterabile. Nel caso di Bitcoin, e la maggior parte degli altre blockchain, i computer che verificare con successo i blocchi vengono premiati per il loro lavoro con criptovaluta. (Per una spiegazione più dettagliata della verifica, vedi: Cos'è Minare Bitcoin?)

Sebbene le transazioni siano registrate pubblicamente sulla blockchain, i dati dell'utente non sono - o, almeno, non sono completi. Per condurre transazioni sulla rete Bitcoin, i partecipanti devono eseguire un programma chiamato "portafoglio". Ogni portafoglio è composto da due chiavi crittografiche uniche e distinte: una chiave pubblica e una chiave privata. La chiave pubblica è il luogo in cui le transazioni sono depositati e ritirati. Questa è anche la chiave che appare sul libro mastro blockchain come firma digitale dell'utente. Questa è anche la chiave che compare sul libro mastro blockchain come la firma digitale dell'utente.

Anche se un utente riceve un pagamento in Bitcoin sulla sua chiave pubblica, non sarà in grado di prelevarli con la controparte privata. La chiave pubblica di un utente è una versione abbreviata della sua chiave privata, creata attraverso un complicato algoritmo matematico. Tuttavia, a causa della complessità di questa equazione, è quasi impossibile invertire il processo e generare una chiave privata da una chiave pubblica. Per questo motivo, la tecnologia blockchain è considerata riservata.

Public & Private Keys

Ecco il spiegarlo Come se fossi 5 versione: Si può pensare a una chiave pubblica come un armadietto della scuola e la chiave privata come la combinazione armadietto. Insegnanti, studenti e anche il tuo amore possibile inserire lettere e note attraverso l'apertura nel vostro armadietto. Tuttavia, l'unica persona che può recuperare il contenuto dell'armadietto è quella che ha la chiave univoca. Va notato, tuttavia, che mentre le combinazioni di armadietti della scuola sono conservate nell'ufficio del principale, non esiste un database centrale che tenga traccia delle chiavi private di una rete blockchain. Se un utente smarrisce la propria chiave privata, perderà l'accesso al proprio portafoglio Bitcoin.

Nella rete Bitcoin, la blockchain non è solo condivisa e gestita da una rete pubblica di utenti, ma è anche concordata. Quando gli utenti si uniscono alla rete, il loro computer connesso riceve una copia della blockchain che viene aggiornata ogni volta che viene aggiunto un nuovo blocco di transazioni. Ma cosa succede se, attraverso l'errore umano o gli sforzi di un hacker, la copia della blockchain di un utente viene manipolata per essere diversa da ogni altra copia della blockchain?

Il protocollo blockchain scoraggia l'esistenza di più blockchain attraverso un processo chiamato "consenso". In presenza di copie multiple e diverse della blockchain, il protocollo di consenso adotterà la catena più lunga disponibile. Più utenti su una blockchain significano che i blocchi possono essere aggiunti alla fine della catena più velocemente. Secondo questa logica, la blockchain dei record sarà sempre quella di cui la maggior parte degli utenti si fida. Il protocollo di consenso è uno dei maggiori punti di forza della tecnologia blockchain ma consente anche uno dei suoi maggiori punti deboli.

Teoricamente, è possibile per un hacker sfruttare la regola della maggioranza in quello che viene definito un attacco del 51%. Ecco come sarebbe successo. Diciamo che ci sono 5 milioni di computer sulla rete Bitcoin, un eufemismo sicuramente certo ma un numero abbastanza facile da dividere. Per raggiungere la maggioranza sulla rete, un hacker dovrebbe controllare almeno 2,5 milioni e uno di quei computer. In tal modo, un utente malintenzionato o un gruppo di utenti malintenzionati potrebbe interferire con il processo di registrazione di nuove transazioni. Potevano inviare una transazione e poi invertirla, facendola apparire come se avessero ancora la moneta che avevano appena speso. Questa vulnerabilità, nota come doppio spesa, è l'equivalente digitale di una contraffazione perfetta e consentirebbe agli utenti di trascorrere le loro Bitcoin due volte.

Un simile attacco è estremamente difficile da eseguire per una blockchain della scala di Bitcoin, in quanto richiederebbe un attaccante per ottenere il controllo di milioni di computer. Quando Bitcoin è stata fondata la prima volta nel 2009 ed i suoi utenti numerato nelle decine, sarebbe stato più facile per un utente malintenzionato di controllare una maggioranza di potenza di calcolo in rete. Questa caratteristica distintiva della blockchain è stata contrassegnata come un punto debole per le piccole criptovalute. La paura dell'utente di attacchi del 51% può effettivamente limitare la formazione di monopoli sulla blockchain, quindi la natura decentralizzata del Bitcoin.

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