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Introduzione Protocollo Blockchain, tesina
Lo scopo della mia tesina di maturità è stato quello di fornire una descrizione del protocollo alla base della crittovaluta Bitcoin che astraesse da Bitcoin stesso. L'invenzione della crittovaluta Bitcoin ha dimostrato come sia possibile organizzare un insieme di individui, ognuno operante per fini personali nel raggiungimento di un obiettivo, senza l' introduzione di istituzioni autoritarie. Sebbene diverse critiche siano state avanzate sulla scalabilità della moneta virtuale, che incontra problematiche di tipo tecnico e governativo nel corso del suo sviluppo, la tecnologia alla base del sistema lo presenta come la pietra miliare di una nuova era dell' informazione. Un crescente ecosistema di organizzazioni distribuite con registri condivisi tra entità paritetiche potrebbe trovare nel suo esempio terreno fertile da cui costituirsi. Allo stato attuale la documentazione relativa al protocollo impiegato riferisce alla sua prima implementazione, consistente nella crittovaluta Bitcoin, individuando la necessità di fornirne una descrizione astratta. Scopo di questa tesina è offrire una rappresentazione del protocollo indipendente dalla crittovaluta, che gli conceda una flessibilità tale da rendere appetibile il suo sfruttamento in molteplici ambiti applicativi. Si proporrà un esempio relativo alle soluzioni che una sua implementazione potrebbe portare alle problematiche di un contesto classico.
Collegamenti
Protocollo Blockchain, tesina
Sistemi e reti - Crittografia.
Tecnologie e progettazione di sistemi informatici e di telecomunicazioni - Applicazioni distribuite, Architetture di rete Client-Server e peer to peer.
Informatica - Database e strutture dati.
Inglese - Satoshi Nakamoto (Bitcoin inventor).
Esempio tipico dell' implementazione di questa modalità è una generica infrastruttura di
pagamento online. Un trasferimento di denaro per via telematica coinvolge un soggetto terzo al
quale i soggetti coinvolti nel pagamento si affidano per il trasferimento della somma allo scopo
di poter beneficiare della presenza di un mediatore all' insorgere di eventuali disguidi. Nella
maggior parte dei casi questa modalità risulta efficiente, essendo scelta l' entità interposta
secondo rigidi criteri di affidabilità. È una soluzione alle situazioni di stallo che possono
insorgere, garantendo ai clienti una protezione di fronte all' eventuale ingerenza del server.
Da un esame accurato della situazione che si viene a creare, si nota però come questa
complicazione porti ad un beneficio solo apparente. Difatti, la fiducia che il client garantiva in
precedenza al server viene semplicemente indirizzata ad un' altro soggetto restando comunque
presente. Decentralizzazione
Le considerazioni esposte rendono evidente l' improprietà dell'
organizzazione attuale, alle cui carenze potrebbe sopperire una
decentralizzazione dell' architettura. La struttura decentralizzata
della crittovaluta Bitcoin propone un modello libero da soggetti
autoritari nel quale la sicurezza intrinseca dei dati, garantita
dalla crittografia, rende inutile lo studio di misure
protezionistiche a livelli inferiori. Introducendo la struttura dati
Blockchain che favorisce la condivisione e l' aggiornamento di
Bitcoin introduce una ottima
soluzione per la gestione di dati in una rete peer-to-peer, rende possibile l' eliminazione
sistemi decentralizzati. della necessità di concessione di fiducia verso entità terze. Il
mantenimento dei dati pubblici è garantito da uno specifico protocollo.
Satoshi Nakamoto
Bitcoin is a virtual currency that bases its creation and management on cryptography. Its system
is structured to avoid the need for a central authority in the processing of transactions.
Decentralized consensus is collected in a democratic way that gives full control powers to the
users of the system, which promises to become for money what the Internet is for information.
The history of Bitcoin started in November 2008, when its concept was launched with a white
paper titled "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System". Published on The Cryptography
Mailing List at metzdowd.com, it gave detailed instructions on how to build an electronic
transaction system which needn't to rely on trust of third parties. The innovative concept of
digital scarcity was hidden between the lines, but its potential was clear from the beginning.
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The document was authored Satoshi Nakamoto, a name that quickly revealed to be a
pseudonym. The creator of Bitcoin has never had intention to reveal his identity, probably to
gain safety and protection against legal persecution for having published such a libertarian idea.
However, he actively collaborated with enthusiasts and developers online. In 2011 he went out
of scene transferring administrator permissions of the Bitcoin source code and related domain
names to important members of the community and never reappeared again.
Much effort has been put into unmasking the secretive genius. The most accurate and helpful
information to have been found comes from a research work of Stefan Thomas, a Swiss coder
who collected all the posts written by Nakamoto on the Bitcoin forum and analyzed the times
they were written at. He could notice none had never been written between 5 a.m. and 11 a.m.
Greenwich Mean Time. If we consider him to sleep at night in those times, he should be residing
in a region of America inside the Eastern or Central time
zones.
On March 6, 2014, an article appeared in the magazine
Newsweek identifying Dorian Prentice Satoshi Nakamoto, a
man living in California, as the inventor of Bitcoin. Proof of his
connection to the Bitcoin world was not given, and the
journalist based his theory only on "circumstantial evidence". Dorian Prentice Satoshi Nakamoto
The 65-year-old Dorian Nakamoto was an unemployed
engineer with no background in cryptography at all, and started a legal battle against the
magazine to express his deny of the story. His involvement in the field of cryptocurrency ended
when a message from the pseudonymous Nakamoto' s P2P Foundation account posted a
message stating "I am not Dorian Nakamoto".
Craig Steven Wright
On May 2016 an Australian entrepreneur named Craig Steven Wright revealed to the BBC, The
Economist and GQ to be the person behind Satoshi. He presented an apparent demonstration of
his claim and his name trended for hours on Twitter. Conscious people of the Bitcoin community
tried to verify the cryptographic signature he provided to give proof of his identity, but it turned
out to be useless for the purpose. Some days later Wright' s personal home page was changed
with a letter of excuses, where he tells the world he has not the courage to prove his case.
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Bitcoin is by definition an autonomous system without the need for a leader so, I think it makes
no sense to go looking for his creator. More than that, I reckon it would be more productive to
put efforts on trying to give impulse to such a useful innovation as it has been done for HTML
and the HTTP protocol. However, Nakamoto still holds a consistent amount of the digital asset,
that could determine a variation in its value if used at this purpose.
Blockchain
Definizione La Blockchain é una struttura dati nella quale i dati vengono
isolati in unità dette transazioni. Queste vengono raggruppate
e inserite in elementi detti blocchi, che concorrono a
mantenere tra loro un ordine cronologico ognuno contenendo
l' hash crittografico del predecessore. Un blocco é
univocamente individuabile attraverso la sua altezza, ovvero il
numero di posizioni che lo separano dal primo della
successione detto Genesis Block.
L' organizzazione descritta vanta di un significativo grado di
immutabilità dei dati, altamente resistenti alla loro
alterazione. La modifica di una informazione é infatti tanto più difficoltosa quanti più blocchi
susseguono quello nel quale è contenuta, a causa della necessità di ricalcolo degli hash di
precedenza ad essi associati.
Decentralizzazione
All' interno di una generica rete peer-to-peer le caratteristiche proprie della struttura Blockchain
vengono sfruttate per la condivisione di un registro pubblico decentralizzato tra gli host. Ognuno
di essi mantiene autonomamente una copia dell' archivio, replicando le modifiche di cui è
notificato per garantire la sincronia dei propri dati con quelli degli altri peer. Il sistema esclude la
necessità di introdurre un nodo centrale nella rete che sia l' unico a gestire le informazioni e a cui
tutti debbano fare riferimento per garantire la consistenza dei dati.
Raccolta democratica del consenso
Un insieme di host si identificano come utenti dello stesso
sistema nel momento in cui le loro copie di Blockchain
indipendentemente mantenute sono in uno stato di consenso,
ovvero di uguaglianza. Per un singolo non vi è la necessità di
aderire al gruppo dal momento di creazione del blocco genesi,
Un gruppo di nodi decidono di
condividere lo stesso blocco genesi e ma può farlo anche in seguito clonando la copia dell' archivio
la Blockchain su di esso costruita mantenuta da uno dei partecipanti. Vi è altrettanta libertà per
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quanto riguarda la conferma della propria aderenza, declinabile con la mancata sincronizzazione
della propria Blockchain. Alla notifica di aggiornamento della struttura, gli host sono coinvolti
democraticamente nella scelta di accettarne la modifica. Lo stato del registro pubblico ritenuto
valido in un determinato istante è quello della copia di dati che la maggioranza dei nodi
mantiene in consenso. La mancata replicazione della copia di Blockchain maggiormente
condivisa preclude la possibilità di continuare ad avere un ruolo attivo nel gruppo, che coincide
con l' esclusione dallo stesso.
Aggiunta di informazioni al registro condiviso
La richiesta di aggiunta di nuove transazioni alla Blockchain avviene attraverso l' invio in
broadcast delle stesse all' interno della rete da parte dei nodi da cui sono state preparate. Al
momento della ricezione delle informazioni gli altri host provvederanno a valutarne la validità di
forma e, nel caso previsto, della congruenza con i dati già presenti nel registro.
Un nodo invia in broadcast una
transazione descrittiva di un evento
avvenuto all' interno del sistema
descritto dalla Blockchain.
Ad un esito positivo delle verifiche, le transazioni vengono mantenute in memoria da ogni nodo
fino a quando, secondo politiche proprie, non ne è stato raggiunto un numero sufficiente per
poter essere inserite in un blocco.
Ogni nodo raccoglie le transazioni
ricevute. Quando riterrà di averne in
numero sufficiente, avvierà le
operazioni di mining per aggregarle in
un blocco.
Il processo di aggregazione di un insieme di transazioni in un blocco prende il nome di mining.
Completata la procedura, una copia della nuova struttura viene inviata in modalità broadcast ai
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nodi della rete, che provvederanno a verificarne la validità di forma e la novità delle transazioni
in essa contenute rispetto a quelle già presenti nel registro. Ad un esito positivo delle verifiche,
consegue l' aggiunta delle nuove informazioni al registro e la notifica della loro accettazione agli
altri nodi, implicita nell' attività di mining di un nuovo blocco
che all' ultimo fa riferimento.
Non essendo prevista tra i nodi della rete la comunicazione di
informazioni riguardanti la loro attività individuale, è possibile
ed inevitabile la propagazione di blocchi della stessa altezza Il nodo che ha creato un blocco ne
nei medesimi istanti. Questa evenienza consegue nella invia una copia in broadcast. I peer lo
aggiungeranno alla propria
ricezione da parte dei peer di informazioni valide ma Blockchain.
mutuamente esclusive, risultando in una condizione di stallo
da fork (biforcazione). Per affrontare la scelta del blocco da
aggiungere alla Blockchain, ogni peer applica il criterio Longest Chain Rule (regola della catena
più lunga), secondo il quale è ritenuta valida la prima informazione tra le candidate ad essere
stata ricevuta in ordine cronologico. La sua applicazione prevede il mantenimento in memoria
dei dati scartati e una reiterazione della procedura per la risoluzione di problematiche future
simili, fintanto che uno tra i rami principali e secondari non progredisce in lunghezza più degli
altri. A quel punto, il blocco su cui il nodo continuerà a lavorare sarà quello più alto,
appartenente al ramo più l