Funzionamento della tecnologia blockchain e delle sue tipologie

– Dalla rubrica di Gaetano Matarese, “Inside Blockchain” –

Nel precedente articolo della rubrica intitolato “Quali sono le applicazioni pratiche della tecnologia blockchain?” ti ho illustrato gli ambiti in cui la tecnologia blockchain ha portato reali innovazioni. 

In questo articolo entreremo nel vivo della tecnologia con una descrizione sommaria del suo funzionamento e delle sue diverse tipologie.  

Dopo la lettura dell’articolo saprai sicuramente: 

  1. come distinguere una blockchain da altre tecnologie
  2. individuare la tipologia di blockchain più adatta ad un progetto

Buona lettura

La tecnologia blockchain  

La tecnologia blockchain, dal punto di vista tecnico, appartiene alla famiglia delle tecnologie Distributed Ledger, sistemi che si basano su un registro distribuito. 

Tale registro può essere letto e modificato da tutti i nodi di una rete dopo aver raggiunto un consenso (esistono diverse modalità per ottenerlo). 

A seconda della diversa combinazione tra modalità di ottenimento del consenso, struttura ed altre caratteristiche le Distributed Ledger si suddividono in tipologie (la tecnologia blockchain ne è una). 

Iniziamo a vedere come è strutturata una blockchain. 

La struttura di una blockchain 

Una blockchain è un ledger (“registro”) digitale che permette di registrare ed organizzare dati di qualsiasi tipologia attraverso software open source ed usando la crittografia. 

Devi considerare il dato dal punto di vista informatico quindi come una sequenza di byte (011001..).

Ogni volta che parliamo di dati abituati a sostituirli mentalmente con quello che vuoi (serie di operazioni matematiche, file video, file di testo, immagine, pdf, etc..) e tieni a mente che una blockchain può registrare virtualmente ogni cosa di valore e di importanza per l’umanità. 

Giusto per fare qualche esempio: provenienza del cibo, titoli di proprietà, voti, procedure mediche, conti finanziari, titoli educativi, certificati di nascita e/o di morte, certificati di matrimonio. 

Il vero punto di forza è la modalità di organizzazione di tali dati.  

Ogni serie di dati infatti viene inserita in un blocco collegato al precedente e al successivo attraverso una funzione crittografica chiamata hash (non approfondirò qui l’aspetto tecnico). 

I blocchi di dati collegati l’un con l’altro formeranno una catena di blocchi (la blockchain) e sarà sempre possibile recuperare i dati da ogni singolo blocco. 

Ti renderai subito conto quando ti troverai di fronte ad una blockchain in virtù di alcune sue caratteristiche imprescindibili. 

Le caratteristiche comuni delle blockchain 

Ogni tipologia di blockchain ha le seguenti caratteristiche:

  1. Decentralizzazione: le informazioni vengono registrate distribuendole tra più nodi per garantire sicurezza informatica e resilienza dei sistemi
  1. Tracciabilità dei trasferimenti: ciascun trasferimento sul registro è tracciabile in ogni sua parte e se ne può risalire all’esatta provenienza
  1. Disintermediazione: le piattaforme consentono di gestire transazioni senza intermediari ossia senza la presenza di enti centrali fidati 
  1. Immutabilità del registro: dopo essere stati scritti sul registro i dati non possono essere modificati senza il consenso della rete
  1. Trasparenza e verificabilità: il contenuto del registro è trasparente e visibile a tutti ed è facilmente verificabile e consultabile 
  1. Programmabilità dei trasferimenti: possibilità di programmare determinate azioni che vengono effettuate al verificarsi di certe condizioni. 

Le caratteristiche che abbiamo visto sono alla base della tecnologia ma ci sono anche degli elementi che differenziano diversi tipi di blockchain. 

Continua a leggere per scoprirli. 

Tipologie di blockchain 

Esistono tre tipologie di blockchain:

  1. Permissionless o pubbliche 
  2. Permissioned
  3. Private 

Prima di vederne ognuna nel dettaglio ti premetto che non ne esiste una peggiore o migliore. 

La scelta di un tipo piuttosto che un altro dipende solo dalle proprie esigenze. 

Iniziamo a vedere le blockchain pubbliche. 

Blockchain pubbliche o permissionless 

Una blockchain pubblica è totalmente decentralizzata. 

Nel dettaglio significa che nessun utente ha:

  1. La facoltà di cambiare il protocollo che ne determina il funzionamento. 
  2. Privilegi sugli altri
  3. Facoltà di alterare informazioni memorizzate sulla catena

Inoltre non viene richiesta alcuna autorizzazione né per accedere alla rete né per creare nuovi blocchi o eseguire transazioni. 

Una blockchain pubblica è quindi facilmente riconoscibile perché presenta una serie di proprietà:

  1. È neutrale
  2. Senza alcuna autorità centrale
  3. Aperta
  4. Resistente alla censura
  5. Pubblica e analizzabile 
  6. Di solito open source

Un grande problema di tale tecnologia è la mancanza di scalabilità. 

Il fatto che una blockchain non sia scalabile comporta che a crescere della quantità di nodi la velocità di gestione delle transazioni rimanga invariata. 

Esempi di blockchain pubbliche sono la rete Bitcoin ed Ethereum

Entrambe costituiscono la base delle due rispettive criptovalute: il bitcoin e l’ether

Ethereum inoltre è una piattaforma digitale che consente di realizzare applicazioni decentralizzate (le cosiddette DAPPS) e far girare Smart Contracts

Te ne parlerò meglio in un prossimo articolo. 

Ora passiamo a vedere una seconda tipologia. 

Blockchain permissioned 

Le blockchain permissioned mostrano diverse differenze con le pubbliche.

In primo luogo sono soggette ad un’autorità centrale che determina chi può accedervi. 

La possibilità di controllo degli accessi rende queste blockchain particolarmente indicate per l’utilizzo in ambito industriale o istituzionale.

Un’altra rilevante differenza è l’impossibilità di garantire l’immutabilità dei dati. 

Nella registrazione delle transazioni non viene nemmeno adottata alcuna metodologia di gestione del consenso. 

Rispetto alle pubbliche presentano il vantaggio di essere più performanti dal punto di vista della velocità e della scalabilità ( intesa come la capacità di aumentare il volume e la velocità delle transazioni senza dover aumentare il consumo di risorse). 

Tipologie di blockchain permissioned

Le blockchain permissioned si suddividono in due tipologie principali:

  1. Blockchain completamente private: il controllo e l’autorità sono concentrate in una singola entità. 
  1. Consortium: una soluzione ibrida tra blockchain pubblica e privata nella quale il controllo e l’autorità sono distribuite tra i partecipanti del network. 

Gli esempi di tali blockchain sono:

  • Libra: il progetto che ha portato alla creazione di Diem la criptovaluta di Facebook. 
  • Ripple: un sistema di trasferimento di fondi in tempo reale creato nel 2012 da Opencoin
  • Hyperledger: un progetto open source per lo sviluppo collaborativo di blockchain nato all’interno della Linux Foundation 
  • Corda: un progetto di rete in ambito industriale 

Passiamo ora all’ultima tipologia di blockchain. 

Blockchain private 

Le blockchain private sono molto simili a quelle permissioned.

Un’azienda controlla e gestisce tutte le regole di funzionamento del sistema con criteri di accesso e visibilità molto restrittivi.

Tutti i partecipanti sono noti. 

In tale tipologia vengono sacrificate alcune caratteristiche a favore di altre. 

Da un lato vengono a mancare la sicurezza, la decentralizzazione e l’immutabilità mentre vengono conquistate maggiore velocità, più spazio e costi molto ridotti. 

Grazie alle sue caratteristiche questa tipologia può essere utile per istituzioni finanziarie e società private. 

Un esempio di blockchain privata è Bankchain, un consorzio di 24 istituti di credito con la finalità di promuovere e sperimentare tale tecnologia nel settore finanziario. 

Tra i principali promotori dell’iniziativa, nata nel febbraio 2017, figura anche la Deutsche Bank. 

Siamo arrivati alla fine dell’articolo e spero che questa panoramica abbia soddisfatto le premesse iniziali. 

Nel prossimo articolo tratterò ulteriori aspetti sul funzionamento di una blockchain. 

A presto. 

Collegati con Gaetano Matarese su LinkedIn.