Analisi e progettazione di un sistema di gestione dei Green Pass basato su Blockchain

INTRODUZIONE

Lo scopo della tesi è la progettazione e sviluppo di un'applicazione distribuita e decentralizzata, basata su tecnologia Blockchain, per la gestione e il monitoraggio dei certificati vaccinali contro l'emergenza Covid. L'obiettivo è quello di fornire una possibile alternativa al sistema informatico attualmente in vigore in Italia utilizzato dal Ministero della Salute. Lo scopo dell'applicazione sarà quello di tokenizzare il Green Pass di ogni individuo che accederà ad essa sfruttando le caratteristiche della Blockchain Ethereum. Queste funzionalità saranno rese disponibili agli utenti finali mediante l'utilizzo di uno strumento, Metamask, che permette di accedere e sfruttare servizi web distribuiti senza l'impiego di un client apposito, ma tramite un comune web browser. È quindi presentata un'analisi approfondita delle tecnologie sin qui citate, utile alla comprensione e formulazione di un modello di software distribuito.

moderno chesfrutti una tecnologia Blockchain, al fine di introdurre considerevoli vantaggi non raggiungibili con le tecnologie attuali. Capitolo 1 Tecnologie 1.1 La tecnologia Blockchain I diversi punti di vista e le molteplici prospettive da cui la Blockchain può essere interpretata, vanifica ogni possibilità di darne una semplice e univoca definizione. Per alcuni, può essere letta partendo dalle tecnologie che vi stanno alla base, per altri da un'angolazione strutturale o dalle sue implicazioni sul business e sulla società. E' certo, che il concreto stravolgimento socioeconomico e infrastrutturale, così come le possibili ripercussioni su innumerevoli settori, hanno via via contribuito a far affermare la tecnologia Blockchain come "l'Internet del futuro". La sua componente innovativa è legata alla possibilità di sviluppare applicazioni decentrate, effettuare transazioni immutabili e rimuovere la presenza di intermediari. Grazie a queste e ad altre

Le caratteristiche che verranno esposte più avanti, la Blockchain è destinata a cambiare molti aspetti della società moderna, andando a fornire delle soluzioni che prima potevano solo essere lontanamente immaginate. Il modo più semplice per definire una Blockchain è chiamarla registro digitale (ledger). È una sottofamiglia di tecnologie in cui il registro è decentrato e distribuito su network, strutturato come una catena di registri (i blocchi - ognuno collegato al precedente) contenenti le transazioni e responsabili dell'archiviazione dei dati, la cui validazione è affidata a un meccanismo di consenso (Figura 1.1). È impossibile rimuovere/modificare i precedenti blocchi aggiunti, poiché la sua natura permette solo l'aggiunta di nuovi blocchi d'informazione. [6]. La Blockchain è infatti una struttura dati condivisa, caratterizzata fondamentalmente da protocolli di consenso, immutabilità del registro, trasparenza,

tracciabilità delle transazioni e sicurezza basata su tecniche crittografiche. Diversamente da un comune registro cartaceo, introduce le differenze tipiche del funzionamento del digitale e della rete, tra cui il decentramento, la possibilità di stipulare contratti a distanza e soprattutto di fare a meno di intermediari; di fatto, permette una gestione dei dati in termini di verifica e di autorizzazione senza che sia necessaria la supervisione di un ente centrale. Dal punto di vista funzionale, la Blockchain permette di gestire un database in modo distribuito, poiché basata su una Rete; dal punto di vista operativo, invece, è un'ottima alternativa agli archivi centralizzati permettendo di gestire l'aggiornamento dei dati con la collaborazione dei partecipanti alla Rete e con la possibilità di avere dati condivisi, accessibili, distribuiti presso tutti i partecipanti. [6] "La Blockchain è molto più di un'infrastruttura di pagamento, di un sistema di

Il monitoraggio della supply chain o di un gestore di identità digitale; è un sistema con le potenzialità per portare un nuovo livello di fiducia nelle applicazioni, introducendo un cambio di paradigma nelle modalità con cui esse vengono realizzate e dando l'opportunità di innovare liberamente".[7].

Partendo da questi principi, la Blockchain è diventata la declinazione in digitale di un nuovo concetto di fiducia al punto che alcuni ritengono che possa assumere anche un valore per certi aspetti di tipo 'sociale e politico'. In questo caso la Blockchain è da vedere come una piattaforma che consente lo sviluppo e la concretizzazione di una nuova forma di rapporto sociale, che grazie alla partecipazione di tutti è in grado di garantire a chiunque di verificare, di 'controllare', di disporre di una totale trasparenza sugli atti e sulle decisioni, che vengono registrati in archivi che, giova ripetere, possiedono la caratteristica di essere inalterabili.

immodificabili e dunque immunida corruzione[4]. Prima di proseguire oltre, occorre fermarsi ancoraun attimo per identificare il rapporto tra Blockchain e DistributedLedger Technology (DLT). Sia le DLT che le Blockchain sono registri di informazioni digita-5lizzati e decentrati, ma differenti per un insieme di funzionalitàspecifiche che non condividono. La Blockchain è considerata unatecnologia che appartiene alla categoria delle tecnologie DistributedLedger ma non tutte le DLT sono Blockchain. Ancora, la Block-chain è una forma di DLT ma con un'applicazione tecnologica mol-to specifica, creando un libro mastro immutabile di record gestitoda una rete decentrata, dove tutti i record sono approvati median-te consenso. Tecnologia, struttura, organizzazione e sviluppo sonodecentrati, mentre nelle DLT la tecnologia è decentrata,ma la suaorganizzazione potrebbe non rispettare questo carattere. La Blockchain può essere utilizzata in ogni scenario in cui è richie-sto uno stato

globale logicamente centralizzato ma una struttura del sistema distribuita (in cui i dati e le computazioni sono distribuiti su più nodi) e decentrata. Tuttavia, in alcuni casi l'autorità in una Blockchain può non essere decentrata, ma tendere alla centralizzazione. A seconda di come viene gestita l'autorità, si distinguono due modelli di Blockchain: pubblica e privata.

Il modello di Blockchain pubblica è attualmente quello più noto e utilizzato, un sistema ad architettura decentrata, ad autorità decentralizzata e logica centralizzata. Il decentramento è senza alcun dubbio un aspetto chiave di questo modello, dal momento che qualsiasi tentativo di centralizzazione introdurrebbe una debolezza nel sistema esponendo un potenziale punto di fallimento o di controllo (Figura 1.2).

Non esiste una singola autorità. Tutti possono unirsi alla rete (aperta), esplorando e verificando la correttezza di ogni transazione (pubblica e analizzabile) e non c'è possibilità

di questa tecnologia. Alcuni di questi punti di forza sono: 1. Decentralizzazione: la Blockchain permette di eliminare la necessità di un'autorità centrale per controllare e gestire le transazioni. Invece, le transazioni vengono validate e registrate da una rete di nodi distribuiti. 2. Trasparenza: tutte le transazioni registrate sulla Blockchain sono visibili a tutti i partecipanti della rete. Questo garantisce una maggiore trasparenza e rende più difficile la manipolazione dei dati. 3. Sicurezza: grazie all'utilizzo di algoritmi crittografici, la Blockchain offre un alto livello di sicurezza. Le transazioni sono crittografate e i dati sono immutabili, rendendo difficile la frode o la modifica dei dati. 4. Resistenza alla censura: una Blockchain pubblica non può essere facilmente censurata o bloccata da un'autorità centrale. Questo la rende ideale per applicazioni che richiedono un alto grado di resistenza alla censura, come ad esempio la condivisione di informazioni sensibili o la gestione di pagamenti internazionali. 5. Efficienza: grazie alla sua struttura distribuita, la Blockchain può ridurre i tempi e i costi delle transazioni, eliminando la necessità di intermediari e riducendo la complessità dei processi. Questi sono solo alcuni dei punti di forza della tecnologia Blockchain, che ne fanno una soluzione interessante per una vasta gamma di applicazioni.per questa tecnologia Figura 1.4. L'impossibilità di modificare i dati e le transazioni registrate rappresenta l'emblema di questa innovazione e, soprattutto, il costo di un'eventuale modifica in termini di risorse rende sconveniente e quasi impossibile la sua realizzazione; la determinazione del costo da sostenere risulta poi direttamente proporzionale alla vecchiaia dell'informazione. Per ciò che riguarda la privacy, questa viene garantita dal sistema di attribuzione di chiavi private e pubbliche, che permette la registrazione parzialmente anonima all'interno della Blockchain. In questo modo risulterà difficile risalire all'identità del soggetto controllore delle chiavi. Si parla di anonimato parziale in quanto non è possibile determinare l'identità della persona ma è possibile individuare gli indirizzi che effettuano le transazioni. Altro elemento centrale per questa tecnologia è la fiducia garantita ai soggetti che effettuanodegli scambi. L'annullamento della necessità di una parte terza che garantisca lo scambio è determinato dal fatto che sulla Blockchain viene trasferito il peso riposto alla fiducia. Il sistema è la terza parte incontrollabile, decentralizzata e distribuita. Proprio in tal senso la ridondanza delle informazioni le rende presenti e disponibili per ogni fruitore senza il pericolo che possano essere cancellate, inoltre, la Blockchain è accessibile ad ogni soggetto. Questa tecnologia prevede la possibilità di comunicare con altre sue simili richiamando il principio di compatibilità e registrando un sistema di allocazione delle risorse più rapido. Ovviamente anche per questa funzionalità sono tanti i progetti di implementazione promossi. In conclusione, la trasparenza della Blockchain è la caratteristica più popolare di questa innovazione; con questa proprietà viene garantita la chiarezza e pubblicità dei dati e delle informazioni rappresentando un punto di forza.soprattutto per l'applicabilità di questa tecnologia in altri ambiti al di fuori di quello finanziario.

Numerosi sono i potenziali casi d'uso della Blockchain in diversi settori, per esempio:

• Catene di fornitura: le supply chain, elemento essenziale per molte aziende, si occupano dello spostamento di merci dal produttore al consumatore finale. La coordinazione tra tutti gli operatori della filiera ha spesso dimostrato punti di debolezza. Attraverso la tecnologia Blockchain e database immutabili, l'intero ecosistema logistico potrebbe incrementare livelli di immutabilità e trasparenza.
• Settore sanitario: trasparenza e sicurezza rendono la tecnologia Blockchain un ottimo archivio di registri medici e dati privati.