Blockchain e Bitcoin, come funzionano

La struttura dati conosciuta come blockchain (catena a blocchi) consente la creazione di un libro mastro digitale di transazioni e di condividerlo in una rete distribuita di calcolatori. L’utilizzo di appositi strumenti crittografici consente ad ogni partecipante nella rete di manipolate il libro mastro in modo sicuro senza il bisogno di un’autorità centrale di supporto.

Una volta che un blocco di transazioni è confermato nella blockchain, modificarlo o rimuoverlo diventa estremamente difficile. Questo implica che è possibile solo aggiungere nuove transazioni al libro mastro digitale.

Angelo De Caro è un ricercatore presso Ibm Research a Zurigo. Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca in crittografia presso l’Università degli studi di Salerno, ha continuato le sue ricerche presso NTT, in Giappone, nel gruppo di lavoro del Dr. Tatsuaki Okamoto e successivamente all’École normale supérieure, Parigi, in collaborazione col Prof. Michel Abdalla. Ha partecipato anche a diversi progetti europeei tra i quali ECRYPTII (European Network of Excellence in Cryptology II) e TREDISEC (Trust-aware, REliable and Distributed Information SEcurity in the Cloud). I suoi interessti riguardano la crittographia e le sue applicationi alla blockchain e al cloud.

A grandi linee il processo di conferma funziona nel seguente modo: per aggiungere una nuova transazione al libro mastro digitale, il partecipante che l’ha prodotta la distribuisce a tutti gli altri partecipanti della rete. Ogni partecipante della rete possiede una copia locale del libro mastro ed esegue uno specifico algoritmo per valutare la conformità della transazione rispetto alla storia rappresentata dalla sua copia locale. Se una maggioranza dei partecipanti (o consenso) si forma sulla conformità della transazione, allora questa viene confermata e aggiunta al libro mastro.

Oggi il termine blockchain è usato per identificare una versione del libro mastro digitale e del protocollo distribuito di consenso attraverso il quale nuove transazioni vengono confermate.

Diverse combinazioni sono possibili a seconda del tipo e della dimensione della rete o del tipo di protocollo per il consenso che si vuole utilizzare.

La combinazione Bitcoin

L’esempio principe in questo contesto è Bitcoin dove chiunque può partecipare alla rete e contribuire. In questo caso si parla di rete “permissionless”, cioè che non richiedono una registrazione preventiva della propria identità.

In particolare, Bitcoin è stata la prima applicazione costruita utilizzando la blochchain in maniera rivoluzionaria. Nel 2008, Satoshi Nakamoto (la cui identità resta ancora avvolta nel mistero) pubblica un lavoro che descrive il protocollo bitcoin ed il modo in cui può essere utilizzato per effettuare pagamenti tra due partecipanti alla rete Bitcoin senza nessuna intermediazione. Ogni transazione è registrata in un blocco di transazioni che è aggiunto al libro mastro digitale. Ogni nuovo blocco è collegato al precedente in maniera crittografica.

Il mondo delle aziende sta mostrando un interesse in questa tecnologia che cresce a ritmi sostenuti. Il settore dei servizi finanziari in questo senso gioca il ruolo d’avanguardia. Infatti, nell’ultimo anno, il numero di istituti finanziari che dichiarano di avere progetti in corso basati su blockchain è aumentato notevolmente. Molti di questi progetti riguardano il tracciamento sicuro e trasparente del possesso di beni digitali. L’obiettivo, in questo caso, è quello di ridurre le frodi e diminuire i costi di gestione, spesso onerosi. Altre iniziative riguardano i modi per garantire il rispetto di clausole contrattuali o la gestione efficiente di catene di approvvigionamento.

In quest’ultimo caso, in particolare, organizzazioni con catene di approvvigionamento globali che coinvolgono centinaia, se non migliaia, di fornitori possono avvantaggiarsi dell’utilizzo della blockchain per la gestione delle transazioni. Un esempio interessante è quello che ha visto IBM, Walmart è l’università Tsinghua (Cina) annunciare una collaborazione sull’utilizzo della blockchain per migliorare il modo in cui il cibo è tracciato,
trasportato e venduto ai clienti cinesi. Le possibili applicazioni sono davvero molteplici.

Purtroppo, uno degli ostacoli principali che le aziende incontrano nell’adozione dei libri mastri digitali è l’esigenza di avere precisi standard che ne regolino la gestione. Abbiamo già visto che ci sono diverse configurazioni possibili tra cui scegliere. Reti permissionless sono certamente un’opzione possibile ma in contesti aziendali configurazioni di rete cosi dette “permissioned”, nelle quali solo partecipanti autorizzati possono contribuire al libro mastro, potrebbero, almeno all’inizio, essere preferibili.

Progetto open

È proprio in questo contesto che nel Dicembre 2015 dalla fucina della Linux Foundation
nasce il progetto Hyperledger. Un progetto collaborativo per sviluppare e supportare
la tecnologia blockchain.

Il consorzio unisce diverse compagnie tecnologiche e finanziarie, tra le altre.
L’obiettivo principale del consorzio è quello di sviluppare un insieme di
protocolli e standard che possano essere combinati in maniera modulare per
poter soddisfare diversi casi d’uso.

Tra le componenti più importanti, oltre ai protocolli per raggiungere consenso sulle transazioni da aggiungere al libro mastro, vi sono moduli per la gestione dell’identità,
per il controllo d’accesso alle risorse, per l’immagazzinamento dei dati, per la definizione dei così detti contratti intelligenti e per la gestione della confidenzialità e sicurezza delle transazioni e della blockchain stessa.

Al centro di ricerca di IBM Zurigo c’è un gruppo di ricerca che si focalizza proprio su questo ultimo aspetto ovvero la riservatezza e i protocolli crittografici usati nella blockchain. Questa tecnologia, sebbene sia ancora nelle sue fasi iniziali, possiede caratteristiche che la rendono di estremo interesse in tutti i casi d’automazione di processi digitali che coinvolgono entità eterogenee. Solo il futuro ci dirà quale impatto questa tecnologia avrà nei processi aziendali e nelle vite delle persone.