La blockchain, finalmente
“E la blockchain? La blockchain continua a viaggiare nell’universo telematico, inattaccabile, infrangibile, inesorabile, raccogliendo nuove transazioni e certificando la proprietà di beni assolutamente immateriali”.
Con questa immagine aerea concludevo l’ultimo articolo scritto per questo blog, facendo solenne promessa che nel successivo articolo avrei fornito finalmente una spiegazione più dettagliata della tecnologia della blockchain.
L’articolo successivo sarebbe questo, ma voi, miei prodi lettori, avrete ormai capito di quale cialtroneria io sia capace pure di venir meno alla parola data… Eppure voglio mettercela tutta, anche se, principiando questo nuovo articolo, non so se alla fine veramente avrò contribuito alla vostra erudizione a riguardo delle blockchain…
Breve ripasso
Abbiamo grosso modo visto con quale obbiettivo sia stata sviluppata la tecnologia delle blockchain, a che questioni essa vuole dare risposta.
La blockchain, in definitiva, è una struttura dati che permette di rappresentare un registro di transazioni il quale deve avere la caratteristica fondamentale di non necessitare di un intermediario che ne curi e ne garantisca la consistenza.
Perché si può aver bisogno di un registro così congeniato? Sostanzialmente per definire il possesso di beni e gestirne lo scambio senza istituire un organismo centrale di controllo. Il controllo sarebbe intrinseco al registro stesso. Questo registro dovrebbe essere disponibile per tutti, non essere modificabile se non per registrare legittime transazioni e certificare la proprietà di un bene.
Informaticamente parlando, la struttura dati dovrà essere velocemente disponibile a tutti gli interessati al sistema e protetta intrinsecamente da ogni modifica non legittima: questa struttura dati è, appunto, la blockchain, così come la immaginò il suo ideatore, il mitologico Satoshi Nakamoto, per supportare il suo sistema di moneta immateriale, il Bitcoin.
Dal mondo reale al registro condiviso
Pietre, blocchi e catene
Facciamo ora un excursus e qualche passo indietro nella storia dell’umanità. C’è stato un tempo nel quale il possesso di un bene era certificato dal fatto che quel bene stava con me. Sono un pastore, ho delle pecore con me: quelle pecore sono mie. Se ho bisogno di farina, prendo una pecora e la do a te che hai con te della farina, e tu mi dai in cambio una quantità congrua della tua farina. Non c’è bisogno di nulla che certifichi il possesso di questi beni.
Anche quando il bene diventa unità di scambio — la pecora diviene pecunia — è il fatto di averlo con sé che certifica il suo possesso. Ma se il bene di scambio è inamovibile, di difficile spostamento o pericoloso da trasportare, occorre trovare strumenti di rappresentazione di quel bene. Carta moneta, documenti di credito e traveler’s cheque implicano tutti l’esistenza di un’istituzione di garanzia.
Ma si può fare anche diversamente.
Gli abitanti dell’isola di Yap, in Micronesia, circa seicento anni fa vennero a conoscere le rocce calcaree della “vicina” isola di Palau. Poiché a Yap non c’è roccia calcarea, quel materiale parve assai prezioso. Si cominciò a estrarlo e trasportarlo via piroga: non semplici pietruzze, ma veri megaliti chiamati rai.
Col tempo queste pietre presero la forma di cerchio e furono dotate di un foro centrale per favorirne il trasporto. Tra Palau e Yap ci sono circa quattrocentocinquanta chilometri via mare: il valore di una pietra era dato dalla sua bellezza, ma anche dalla storia complicata della sua estrazione e del suo viaggio.
Le pietre rai divennero una vera moneta, ciascuna con un valore unico. Una volta posizionate a Yap raramente venivano spostate: poteva mutare il possessore, ma la pietra restava dov’era. Persino alcuni rai perduti sul fondo dell’oceano avevano un possessore, un valore e una storia.
Il valore e il possesso erano certificati proprio da quella storia, raccontata e condivisa dalla gente di Yap. Quando un rai veniva ceduto, tutti memorizzavano il nuovo episodio e aggiornavano un registro virtuale, mentale e condiviso oralmente. La veridicità del registro era sancita dal consenso del gruppo.
Ai giorni nostri un sistema simile può essere gestito dalle blockchain: la blockchain è la tecnologia che rende operabile una struttura dati capace di emulare il funzionamento del sistema dei rai.
Il sistema
Ed ecco la blockchain!
Chissà se Satoshi Nakamoto conosceva la storia di Yap e dei rai al momento di mettere a punto la sua moneta virtuale, il Bitcoin. Avendo a che fare con un bene intangibile e non volendo affidarsi a un’autorità di mediazione, serviva una struttura dati con caratteristiche simili al registro orale condiviso degli abitanti di Yap.
Un sistema di blocchi incatenati
Come racconta il suo nome, la blockchain è una catena di blocchi di dati connessi tra loro in maniera non modificabile. Ogni blocco contiene le informazioni riguardanti una transazione: nel caso dei bitcoin, il passaggio della valuta da un utente a un altro.
Una blockchain può memorizzare dati relativi anche a oggetti e applicazioni differenti. Non esistono i bitcoin senza blockchain, ma esistono blockchain senza bitcoin. La veridicità delle transazioni è garantita da tre meccanismi: gli hash dei blocchi, l’esistenza di più copie identiche e la proof of work.
Lo “hash” di un blocco
Ogni blocco possiede un’impronta unica che dipende dal contenuto. Se il contenuto varia, cambia anche l’hash. Ogni blocco contiene inoltre l’impronta di quello precedente: modificarne uno obbligherebbe a modificare tutti quelli che seguono. Un lavoraccio!
Una blockchain, tante copie
Il sistema è gestito da più nodi indipendenti, ciascuno con una copia della blockchain. Non basta falsificarne una: bisognerebbe alterare anche tutte le altre, o almeno la maggioranza. La blockchain è quindi basata sul consenso, ancorché un consenso elettronico.
Proof of work
Sigillare le transazioni
C’è un terzo meccanismo che aiuta a rendere improbabile la falsificazione di una blockchain: la proof of work, cioè l’applicazione di un “sigillo” alla singola transazione.
Dopo essere stata creata e firmata digitalmente, una transazione viene inoltrata ai nodi che gestiscono il sistema. Non entra subito nella blockchain, ma resta in attesa di ricevere il sigillo. A occuparsene sono i miner, i “minatori”, che offrono le risorse dei propri computer in cambio di una ricompensa.
L’operazione consiste nel calcolo di un numero legato al contenuto della transazione. Il problema è progettato per richiedere tempo: il primo miner che trova il numero corretto sigilla la transazione e riceve una somma. Come un minatore trova una pepita d’oro o un cavatore estrae un nuovo rai, così il miner aggiunge al sistema una nuova porzione di bene.
Il numero-sigillo, chiamato nonce, è difficile da calcolare ma molto rapido da verificare. Chi volesse falsificare la blockchain dovrebbe rieseguire i calcoli di tutte le transazioni successive, confrontandosi con il tempo necessario e con tutte le copie distribuite sui nodi.
Per finire
Niente inflazione!
C’è un aspetto particolarmente geniale nella progettazione del sistema Bitcoin. Un lingotto d’oro e un rai hanno valore anche perché sono risorse limitate e difficili da reperire. Ma una criptomoneta, essendo virtuale, non rischia di essere troppo facile da “estrarre”?
Il progettista di Bitcoin ha stabilito fin dall’inizio che anche i bitcoin fossero una risorsa limitata: non potranno esisterne più di ventun milioni. Geniale: dare un limite a qualcosa che, essendo virtuale, potrebbe essere illimitato. Più prosaicamente, si tratta di evitare il pericolo di inflazione.
Ogni quattro anni circa la ricompensa per i minatori si dimezza. Fino al 2023 era di 6,25 bitcoin per blocco; dal 2024 è di 3,125. Quando non ci saranno più bitcoin da estrarre, resteranno le commissioni pagate da chi effettua le transazioni e l’interesse dei grandi operatori a mantenere funzionante il sistema.
È ora di finirla, veramente
Direi che è ora di concludere. Non so se vi ho aiutato a capire qualcosa della tecnologia delle blockchain: forse chi si è giovato di più di quest’articolo è stato il sottoscritto… E chissà? Forse in futuro ritorneremo su questo argomento: nel frattempo vi saluto. State bene!