Blockchain per principianti

In parole semplici, la Blockchain può essere definita come una catena di blocchi che contiene informazioni. La tecnica ha lo scopo di datare i documenti digitali in modo che non sia possibile retrodatarli o modificarli. La Blockchain viene utilizzata per il trasferimento sicuro di cose come denaro, proprietà, contratti, ecc. Senza richiedere un intermediario di terze parti come banche o governi.

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Una volta che i dati sono registrati all’interno di una Blockchain, è molto difficile cambiarli. La Blockchain è un protocollo software (come lo è SMTP  per la posta elettronica). Tuttavia, la Blockchain non può essere eseguita senza Internet. Si chiama anche meta-tecnologia in quanto influenza altre tecnologie. Comprende diversi pezzi: un database, un’applicazione software, alcuni computer collegati, ecc.

A volte il termine viene usato per Bitcoin o Ethereum e talvolta anche altre valute virtuali o token digitali. Tuttavia, la maggior parte delle volte si sta parlando dei ledger distribuiti:

• La blockchain non è il Bitcoin, ma è la tecnologia alla base di Bitcoin
• Il Bitcoin è il token digitale e la Blockchain è il registro per tenere traccia di chi possiede i token digitali
• Non puoi avere Bitcoin senza Blockchain, ma puoi avere Blockchain senza Bitcoin.

Architettura della Blockchain | Blockchain per principianti

Studiamo l’architettura Blockchain, comprendendo i suoi vari componenti:

Cos’è un blocco?

Una Blockchain è una catena di blocchi che contengono informazioni. I dati che sono memorizzati all’interno di un blocco dipendono dal tipo di Blockchain.

Ad esempio, un blocco Bitcoin contiene informazioni sul mittente, sul ricevente e sul numero di Bitcoin da trasferire.

Il primo blocco della catena è chiamato blocco Genesis. Ogni nuovo blocco della catena è collegato al blocco precedente.

SHA256 – Hash | Blockchain per principianti

Un blocco ha anche un hash, può essere inteso come un’impronta digitale che è unica per ogni blocco. Identifica un blocco e tutti i suoi contenuti, ed è sempre unico, proprio come un’impronta digitale. Quindi, una volta creato un blocco, qualsiasi modifica all’interno del blocco causerà la modifica dell’hash.

Pertanto, l’hash è molto utile quando si desidera rilevare le modifiche alle intersezioni. Se l’impronta digitale di un blocco cambia, non rimane lo stesso blocco.

Ogni blocco ha:

1. Dati
2. Hash
3. Hash del blocco precedente

Considera il seguente esempio, dove abbiamo una catena di 3 blocchi. Il 1° blocco non ha un predecessore. Quindi, non contiene il blocco precedente. Il blocco 2 contiene un hash del blocco 1. Mentre il blocco 3 contiene l’hash del blocco 2.

Quindi, tutti i blocchi contengono gli hash dei blocchi precedenti. Questa è la tecnica che rende una Blockchain così sicura. Vediamo come funziona.

Supponiamo che un utente malintenzionato sia in grado di modificare i dati presenti nel blocco 2. Analogamente, anche l’hash del blocco cambia. Ma il blocco 3 contiene ancora il vecchio Hash del blocco 2. Ciò rende il blocco 3 e tutti i blocchi successivi non validi poiché non hanno un hash corretto nel blocco precedente.

Pertanto, la modifica di un singolo blocco può rendere immediatamente non validi tutti i blocchi successivi.

Proof of work | Blockchain per principianti

Gli hash sono un eccellente meccanismo per prevenire la modifiche ma i computer di oggi sono molto performanti e possono calcolare centinaia di migliaia di hash al secondo. Nel giro di pochi minuti, un utente malintenzionato può manomettere un blocco e quindi ricalcolare tutti gli hash degli altri blocchi per rendere nuovamente valida la Blockchain.

Per evitare il problema, le Blockchain usano il concetto del proof of work. È un meccanismo che rallenta la creazione dei nuovi blocchi.

Un proof of work è un problema computazionale che richiede un certo sforzo per risolverlo. Ma il tempo richiesto per verificare i risultati del problema computazionale è molto inferiore rispetto allo sforzo necessario per risolvere il problema computazionale stesso.

In caso di Bitcoin, ci vogliono quasi 10 minuti per calcolare il proof of work richiesto per aggiungere un nuovo blocco alla catena. Considerando il nostro esempio, se un hacker dovesse modificare i dati nel Blocco 2, avrebbe bisogno di eseguire prove di lavoro (che richiederebbero 10 minuti) e solo allora potrebbe apportare modifiche nel Blocco 3 e in tutti i blocchi successivi.

Questo tipo di meccanismo rende piuttosto difficile manomettere i blocchi, quindi anche se si manomette anche un singolo blocco, sarà necessario ricalcolare il proof of work per tutti i blocchi seguenti. Pertanto, l’hashing e il meccanismo di proof of work rendono sicura la blockchain.

Rete P2P distribuita

Tuttavia, c’è un altro metodo che viene utilizzato dalle Blockchain per proteggersi, e questo è la distribuzione. Invece di usare un’entità centrale per gestire la catena, le Blockchain usano una rete distribuita peer-peer e tutti possono aderire. Quando qualcuno entra in questa rete, riceverà la copia completa della Blockchain. Ogni computer è quindi un nodo.

Vediamo cosa succede quando un utente crea un nuovo blocco. Questo nuovo blocco viene inviato a tutti gli utenti della rete. Ogni nodo deve verificare il blocco per assicurarsi che non sia stato alterato. Dopo il controllo completo, ciascun nodo aggiunge questo blocco alla Blockchain.

Tutti questi nodi in questa rete creano un consenso. Sono d’accordo su quali blocchi sono validi e quali no. I nodi nella rete rifiuteranno i blocchi manomessi.

Quindi, per manomettere con successo una Blockchain

1. Sarà necessario manomettere tutti i blocchi sulla catena.
2. Ripristinare la proof of work per ciascun blocco.
3. Assumere il controllo di oltre il 50% della rete peer-to-peer.

Dopo aver fatto tutto ciò, il blocco manomesso viene accettato da tutti gli altri. Questo è quasi impossibile. Quindi, ecco perché la Blockchain è così sicura.

Come funziona una transazione nella Blockchain?

Passaggio 1) Qualcuno richiede una transazione. La transazione potrebbe riguardare criptovaluta, contratti, registrazioni o altre informazioni.

Passaggio 2) La transazione richiesta viene trasmessa su una rete P2P con l’aiuto dei nodi.

Passaggio 3) La rete di nodi convalida la transazione e lo stato dell’utente con l’aiuto di algoritmi.

Passaggio 4) Una volta completata la transazione, il nuovo blocco viene quindi aggiunto alla Blockchain esistente. In modo permanente e inalterabile.

Perché abbiamo bisogno della Blockchain?

Ecco alcuni motivi per cui la tecnologia Blockchain è diventata così popolare.

Resistenza: Le Blockchain sono spesso un’architettura replicata. La catena è ancora gestita dalla maggior parte dei nodi in caso di un attacco massiccio contro il sistema.

Riduzione del tempo: Nel settore finanziario, la Blockchain può svolgere un ruolo vitale consentendo il regolamento più rapido delle negoziazioni in quanto non richiede un lungo processo di verifica, perché una singola versione dei dati concordati del registro delle azioni è disponibile per le parti.

Affidabilità: La Blockchain certifica e verifica l’identità delle parti interessate. Ciò elimina i doppi registri, riducendo i tassi e accelera le transazioni.

Transazioni immutabili: Registrando le transazioni in ordine cronologico, la Blockchain certifica l’inalterabilità di tutte le operazioni, significa che quando un nuovo blocco è stato aggiunto alla catena dei ledger, non può essere rimosso o modificato.

Prevenzione delle frodi: I concetti di informazione condivisa e consenso prevengono possibili perdite dovute a frodi o appropriazioni indebite. Nelle aziende basate sulla logistica, la Blockchain come meccanismo di monitoraggio agisce per ridurre i costi.

Sicurezza: Attaccare un database tradizionale è l’abbattimento di un obiettivo specifico. Con l’aiuto della tecnologia Distributed Ledger, ciascuna parte detiene una copia della catena originale, quindi il sistema rimane operativo, anche se tanti nodi vengono colpiti.

Trasparenza: Le modifiche ai  dati sulla Blockchain  sono pubbliche, sono visibili a tutti. Ciò offre una maggiore trasparenza e tutte le transazioni sono immutabili.

Collaborazione: Consente alle parti di negoziare direttamente tra loro senza la necessità della mediazione di terze parti.

Decentralizzazione: esistono regole standard su come ogni nodo scambia le informazioni sulla Blockchain. Questo metodo garantisce che tutte le transazioni siano convalidate e tutte le transazioni valide vengono aggiunte una per una.

Versioni di Blockchain

Blockchain 1.0: valuta

L’implementazione della tecnologia DLT (distributed ledger technology) ha portato alla sua prima e ovvia applicazione: le criptovalute. Ciò consente transazioni finanziarie basate sulla tecnologia Blockchain. È utilizzato in valute e pagamenti. Il Bitcoin ne è l’esempio più importante.

Blockchain 2.0: Smart Contracts

I nuovi concetti chiave sono Smart Contracts, piccoli programmi per computer che “vivono” nella Blockchain. Sono programmi per computer gratuiti che vengono eseguiti automaticamente e verificano le condizioni definite in precedenza come facilitazione, verifica o applicazione. È usato come sostituto per i contratti tradizionali.

Blockchain 3.0: DApps

DApps è un’abbreviazione di applicazione decentralizzata. Ha il loro codice Backend in esecuzione su una rete peer-to-peer decentralizzata. Una DApp può avere il codice di frontend e le interfacce utente scritte in qualsiasi lingua in grado di effettuare una chiamata al suo back-end, come le app tradizionali.

Varianti di Blockchain

Pubbliche:

In questo tipo di Blockchain, i registri sono visibili a tutti su Internet. Permette a chiunque di verificare e aggiungere un blocco di transazioni alla Blockchain. Le reti pubbliche hanno incentivi per le persone a partecipare e gratuitamente per l’uso. Chiunque può utilizzare una rete pubblica di Blockchain.

Private:

La Blockchain privata è all’interno di una singola organizzazione. Permette solo a persone specifiche dell’organizzazione, di verificare e aggiungere blocchi di transazione. Tuttavia, tutti gli utenti di Internet sono generalmente autorizzati a visualizzarli.

Consorzio:

In questa variante di Blockchain, solo un gruppo di organizzazioni può verificare e aggiungere transazioni. Qui, il libro mastro può essere aperto o limitato per selezionare i gruppi. La Blockchain del consorzio viene utilizzata per le organizzazioni incrociate. È controllato solo da nodi pre-autorizzati.

Settori di applicazione della Blockchain

La tecnologia Blockchain è ampiamente utilizzata nei diversi settori come indicato nella seguente tabella.

Mercati	IOT	Salute	Scienza e arte	Finanza e contabilità
Fatturazione, monitoraggio e trasferimento dei dati	Reti di sensori agricoli e droni	Gestione dei dati	Supercomputing	Pagamento in valuta digitale
Gestione delle quote nella rete di filiera	Reti domestiche intelligenti	Database di salute EMR universali	Analisi della folla	Pagamenti e rimesse
Digitalizzazione di documenti / contratti e prova di proprietà per i trasferimenti	Smartcity integrato	QS Data Commons	Risorse P2P	Mercati dei capitali decartati utilizzando una rete del computer sulla Blockchain
Registro e identificazione	Sensori domestici intelligenti	Analitici di grandi flussi di dati sanitari	Servizi digitali a misura di mente	Contabilità interdivisionale
Servizio di Tele-avvocatura	Auto a guida autonoma	Proprietà digitale smart wallet		Compensazione e trading e derivati
Registrazione e scambio IP	Robot personalizzati, componenti robotici	token di salute		Contabilità
Ricevute fiscali Servizio notarile e registro documenti	Droni personalizzati	Contratti di sviluppo personale
	Assistenti digitali

Casi importanti di utilizzo della vita reale

1 Dubai: The Smart City

Nel 2016, l’ufficio smart di Dubai ha introdotto la strategia Blockchain. Utilizzando questa tecnologia imprenditori e sviluppatori saranno in grado di connettersi con investitori e aziende leader. L’obiettivo è di implementare un sistema di base Blockchain che favorisca lo sviluppo di vari tipi di industrie per rendere Dubai “la città più felice del mondo”.

2 Incentivare la fidelizzazione dei clienti

CRaaS (fidelizzazione dei consumatori come servizio) è basato sulla tecnologia Blockchain. È un programma di fidelizzazione che si basa sulla generazione di token per le aziende affiliate alla sua rete correlata. In questo sistema, la Blockchain viene scambiata istantaneamente e può essere archiviata nei portafogli digitali del telefono dell’utente o accedere attraverso il browser.

3 Blockchain per aiuti umanitari

Nel gennaio 2017 il programma alimentare mondiale delle nazioni unite ha avviato un progetto chiamato aiuto umanitario. Il progetto è stato sviluppato nelle aree rurali della regione del Sindh in Pakistan. Utilizzando la tecnologia Blockchain, i beneficiari ricevono denaro, cibo e ogni tipo di transazione che sono registrate su una blockchain per garantire sicurezza e trasparenza di questo processo.

Bitcoin: Applicazione più popolare della Blockchain

Bitcoin è stato lanciato nel 2009 da una persona sconosciuta di nome Satoshi Nakamoto. Bitcoin è una tecnologia peer-to-peer che non è governata da alcuna autorità centrale o banche. Attualmente, l’emissione di Bitcoin e la gestione delle transazioni avvengono collettivamente nella rete. È attualmente la criptovaluta dominante del mondo. È open source e progettato per il pubblico in generale: nessuno possiede il controllo del Bitcoin. In realtà, ci sono solo 21 milioni di Bitcoin emessi. Attualmente, Bitcoin ha una capitalizzazione di mercato di $ 12 miliardi.

Chiunque può usare bitcoin senza pagare alcuna spesa di processo. Se gestisci Bitcoin, il mittente e il destinatario eseguono transazioni direttamente senza utilizzare terze parti.

Leggi anche: Cosa sono i bitcoin

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Cos’è una criptovaluta?

Una criptovaluta è un mezzo di scambio come le valute tradizionali come l’USD, ma è progettata per lo scambio di informazioni digitali attraverso un processo reso possibile da alcuni principi di crittografia. Una criptovaluta è una valuta digitale ed è classificata come un sottoinsieme di valute alternative e valute virtuali.

La criptovaluta è uno strumento portatore basato sulla crittografia digitale. In questo tipo di criptovaluta, il detentore della valuta ha la proprietà. Nessun altro registro è stato mantenuto sull’identità del proprietario.

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BlockChain e Bitcoin

La blockchain è la tecnologia dietro Bitcoin. Bitcoin è il token digitale e Blockchain è il libro mastro che tiene traccia di chi possiede i token digitali. Non puoi avere Bitcoin senza Blockchain, ma puoi avere Blockchain senza Bitcoin.

Altre importanti criptovalute

• Ethereum
• Contanti Bitcoin
• Ondulazione
• Litecoin