Una blockchain è un database distribuito o un libro mastro condiviso tra i nodi di una rete di computer. Come database, una blockchain memorizza le informazioni elettronicamente in formato digitale. Le blockchain sono meglio conosciute per il loro ruolo cruciale nei sistemi di criptovaluta, come Bitcoin, per mantenere un registro delle transazioni sicuro e decentralizzato. L'innovazione con una blockchain è che garantisce la fedeltà e la sicurezza di un record di dati e genera fiducia senza la necessità di una terza parte fidata.
Una differenza fondamentale tra un database tipico e una blockchain è come sono strutturati i dati. Una blockchain raccoglie informazioni insieme in gruppi, noti come blocchi, che contengono insiemi di informazioni. I blocchi hanno determinate capacità di archiviazione e, una volta riempiti, vengono chiusi e collegati al blocco precedentemente riempito, formando una catena di dati nota come blockchain. Tutte le nuove informazioni che seguono a quel blocco appena aggiunto vengono compilate in un blocco appena formato che verrà quindi aggiunto anche alla catena una volta riempito.
Un database di solito struttura i suoi dati in tabelle, mentre una blockchain, come suggerisce il nome, struttura i suoi dati in blocchi (blocchi) che sono messi insieme. Questa struttura dei dati crea intrinsecamente una sequenza temporale irreversibile dei dati quando implementata in una natura decentralizzata. Quando un blocco viene riempito, viene scolpito nella pietra e diventa parte di questa linea temporale. A ogni blocco della catena viene assegnato un timestamp esatto quando viene aggiunto alla catena.
Come funziona una blockchain?
L'obiettivo della blockchain è consentire la registrazione e la distribuzione delle informazioni digitali, ma non la modifica. In questo modo, una blockchain è la base per libri mastri immutabili, o registrazioni di transazioni che non possono essere alterate, cancellate o distrutte. Questo è il motivo per cui le blockchain sono anche conosciute come una tecnologia di contabilità distribuita (DLT).
Proposto per la prima volta come progetto di ricerca nel 1991, il concetto di blockchain ha preceduto la sua prima applicazione diffusa in uso: Bitcoin, nel 2009. Negli anni successivi, l'uso delle blockchain è esploso attraverso la creazione di varie criptovalute, applicazioni di finanza decentralizzata (DeFi), token non fungibili (NFT) e contratti intelligenti.
Blockchain decentralizzata
Immagina che un'azienda possieda un server con 10.000 computer utilizzati per mantenere un database contenente tutte le informazioni sull'account del cliente. Questa azienda possiede un magazzino che contiene tutti questi computer sotto lo stesso tetto e ha il pieno controllo di ciascuno di questi computer e di tutte le informazioni in essi contenute. Questo, tuttavia, fornisce un singolo punto di errore. Cosa succede se l'elettricità in quella posizione si interrompe? Cosa succede se la sua connessione Internet viene interrotta? E se bruciasse a terra? E se un cattivo attore cancellasse tutto con un solo tasto? In ogni caso, i dati vengono persi o danneggiati.
Quello che fa una blockchain è consentire ai dati contenuti in quel database di essere distribuiti tra diversi nodi di rete in varie posizioni. Ciò non solo crea ridondanza, ma mantiene anche la fedeltà dei dati ivi archiviati: se qualcuno tenta di modificare un record in un'istanza del database, gli altri nodi non verrebbero alterati e quindi impedirebbero a un cattivo attore di farlo. Se un utente manomette il record delle transazioni di Bitcoin, tutti gli altri nodi si incrociano e individueranno facilmente il nodo con le informazioni errate. Questo sistema aiuta a stabilire un ordine esatto e trasparente degli eventi. In questo modo, nessun singolo nodo all'interno della rete può alterare le informazioni in essa contenute.
Per questo motivo, le informazioni e la cronologia (come le transazioni di una criptovaluta) sono irreversibili. Tale record potrebbe essere un elenco di transazioni (come con una criptovaluta), ma è anche possibile che una blockchain contenga una varietà di altre informazioni come contratti legali, identificazioni statali o l'inventario dei prodotti di un'azienda.
Trasparenza
A causa della natura decentralizzata della blockchain di Bitcoin, tutte le transazioni possono essere visualizzate in modo trasparente disponendo di un nodo personale o utilizzando blockchain explorer che consentono a chiunque di vedere le transazioni che si verificano dal vivo. Ogni nodo ha la propria copia della catena che viene aggiornata man mano che vengono confermati e aggiunti nuovi blocchi. Ciò significa che, se lo desideri, puoi monitorare Bitcoin ovunque vada.
Ad esempio, gli scambi sono stati violati in passato, dove coloro che tenevano Bitcoin in borsa hanno perso tutto. Sebbene l'hacker possa essere del tutto anonimo, i Bitcoin che ha estratto sono facilmente rintracciabili. Se i Bitcoin rubati in alcuni di questi hack dovessero essere spostati o spesi da qualche parte, sarebbe noto.
Naturalmente, i record archiviati nella blockchain di Bitcoin (così come nella maggior parte degli altri) sono crittografati. Ciò significa che solo il proprietario di un record può decrittografarlo per rivelare la propria identità (utilizzando una coppia di chiavi pubblica-privata). Di conseguenza, gli utenti di blockchain possono rimanere anonimi preservando la trasparenza.
La blockchain è sicura?
La tecnologia Blockchain raggiunge sicurezza e fiducia decentralizzate in diversi modi. Per cominciare, i nuovi blocchi vengono sempre memorizzati in modo lineare e cronologico. Cioè, vengono sempre aggiunti alla "fine" della blockchain. Dopo che un blocco è stato aggiunto alla fine della blockchain, è estremamente difficile tornare indietro e modificare il contenuto del blocco a meno che la maggioranza della rete non abbia raggiunto un consenso in tal senso. Questo perché ogni blocco contiene il proprio hash, insieme all'hash del blocco precedente, nonché al timestamp menzionato in precedenza. 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 qualsiasi modo, cambia anche il codice hash.
Diciamo che un hacker, che gestisce anche un nodo su una rete blockchain, vuole alterare una blockchain e rubare criptovaluta a tutti gli altri. Se dovessero alterare la loro singola copia, non si allineerebbe più con la copia di tutti gli altri. Quando tutti gli altri incrociano le loro copie l'una contro l'altra, vedrebbero questa copia emergere e quella versione hacker della catena verrebbe scartata come illegittima.
Riuscire con un tale hack richiederebbe che l'hacker controlli e modifichi simultaneamente il 51% o più delle copie della blockchain in modo che la loro nuova copia diventi la copia maggioritaria e, quindi, la catena concordata. Un tale attacco richiederebbe anche un'immensa quantità di denaro e risorse, poiché dovrebbero rifare tutti i blocchi perché ora avrebbero timestamp e codici hash diversi.
A causa delle dimensioni di molte reti di criptovalute e della velocità con cui stanno crescendo, il costo per portare a termine un'impresa del genere sarebbe probabilmente insormontabile. Questo sarebbe non solo estremamente costoso ma anche probabilmente infruttuoso. Fare una cosa del genere non passerebbe inosservato, poiché i membri della rete vedrebbero alterazioni così drastiche alla blockchain. I membri della rete si trasferirebbero quindi a una nuova versione della catena che non è stata interessata. Ciò farebbe precipitare il valore della versione attaccata del token, rendendo l'attacco alla fine inutile, poiché il cattivo attore ha il controllo di una risorsa senza valore. Lo stesso accadrebbe se il cattivo attore attaccasse il nuovo fork di Bitcoin. È costruito in questo modo in modo che la partecipazione alla rete sia molto più incentivata economicamente che attaccarla.
Come vengono utilizzate le blockchain?
Come ora sappiamo, i blocchi sulla blockchain di Bitcoin memorizzano i dati sulle transazioni monetarie. Oggi ci sono più di 10.000 altri sistemi di criptovaluta in esecuzione su blockchain. Ma si scopre che la blockchain è in realtà un modo affidabile per archiviare dati anche su altri tipi di transazioni.
Alcune aziende che hanno già incorporato blockchain includono Walmart, Pfizer, AIG, Siemens, Unilever e una miriade di altre. Ad esempio, IBM ha creato la sua blockchain Food Trust per tracciare il viaggio che i prodotti alimentari compiono per raggiungere le loro posizioni.
Perché farlo? L'industria alimentare ha visto innumerevoli focolai di E. coli, salmonella e listeria, nonché l'introduzione accidentale di materiali pericolosi negli alimenti. In passato, ci sono volute settimane per trovare la fonte di questi focolai o la causa della malattia da ciò che le persone mangiano. L'uso della blockchain offre ai marchi la possibilità di tracciare il percorso di un prodotto alimentare dalla sua origine, attraverso ogni fermata che effettua e, infine, la sua consegna. Se si scopre che un alimento è contaminato, è possibile risalire a ogni fermata fino alla sua origine. Non solo, ma ora queste aziende possono anche vedere tutto il resto con cui potrebbero essere entrate in contatto, consentendo che l'identificazione del problema si verifichi molto prima e potenzialmente salvando vite umane. Questo è un esempio di blockchain in pratica, ma ci sono molte altre forme di implementazione della blockchain.