In questo articolo vediamo perché la blockchain è sicura, continuando il nostro breve viaggio nella blockchain, spiegata in maniera semplice. In una guida in 4 parti, vediamo tutto quello che c’è da sapere sulla blockchain, per avere una preparazione sufficiente a conoscere questa tecnologia così rivoluzionaria.
Nella prima parte della guida abbiamo visto cos’è la blockchain, quali sono le sue origini nella storia e chi l’ha inventata. Nella seconda parte abbiamo visto quali sono le caratteristiche principali della blockchain, quali dati contiene e come funziona.
In questa terza parte vediamo cos’è il meccanismo del consenso nella blockchain, quali sono i meccanismi di consenso più diffusi e cosa rende la blockchain una tecnologia sicura.
Blockchain e meccanismi di consenso
Trattandosi di un registro a cui partecipano molti nodi, chi decide quali transazioni aggiungere alla blockchain? Chi garantisce che le informazioni aggiunte siano corrette e affidabili?
Il meccanismo del consenso, uno degli aspetti su cui si fonda la tecnologia blockchain. Poiché il potere decisionale, ovvero la validazione delle transazioni, è diffuso tra tutti i nodi della rete, è la stessa tecnologia, e il decentramento che ne consegue, a rendere superflua la fiducia tra gli attori e a prevenire eventuali comportamenti opportunistici o illegittimi da parte di uno dei nodi.
Esistono diversi tipi di meccanismo del consenso, tutti con lo stesso obiettivo: assicurare che le transazioni aggiunte siano corrette e affidabili. La differenza sta nel modo in cui il consenso viene raggiunto.
I meccanismi di consenso più diffusi sono due: Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS).
Proof of Work (PoW)
Proof of Work (PoW, prova di lavoro) è un meccanismo che usa la potenza di calcolo disponibile come unità di voto. In un sistema PoW il consenso sui blocchi da aggiungere si raggiunge risolvendo un complesso problema crittografico, la cui soluzione può essere trovata solo provando tutte le combinazioni possibili.
Questo richiede l’impiego di computer potenti. Maggiore è la potenza di calcolo di cui un nodo dispone, maggiore è la probabilità che questo nodo risolva il problema prima degli altri, potendo così decidere quale blocco aggiungere alla blockchain.
Tra i vari nodi, il primo che risolve il problema matematico diventa il validatore del blocco. Concretamente, il nodo che risolve il problema condivide la soluzione con gli altri. Dopo aver verificato la correttezza della soluzione, gli altri nodi approvano il lavoro e accettano che il blocco venga aggiunto alla catena. In alternativa, se la soluzione proposta risulta scorretta, tutti gli altri la respingono, rifiutando l’aggiunta del blocco.
Quando la soluzione proposta è accettata e il nuovo blocco è aggiunto, il nodo risolutore è remunerato con della criptovaluta. L’attività di risoluzione del problema usando la potenza di calcolo si chiama mining e i nodi che partecipano all’attività si chiamano miners.
Proof of Stake (PoS)
Proof of Stake (PoS, prova di interesse) è un meccanismo di consenso che usa la criptomoneta presente sulla blockchain come unità di voto. Nei sistemi PoS i blocchi non vengono minati, ma forgiati.
In questi sistemi il blocco da aggiungere non è scelto dal nodo che per primo risolve il problema crittografico, ma dai cosiddetti nodi validatori, scelti casualmente dal sistema. Per diventare nodi validatori bisogna depositare, come garanzia, una parte delle proprie criptovalute (detta stake). Maggiore è lo stake depositato, maggiore è la probabilità di essere scelti per aggiungere il nuovo blocco.
Per evitare che la scelta ricada sempre su chi ha lo stake maggiore, nella scelta del nodo validatore si usano anche altri fattori, come la longevità del deposito dello stake (coin age), la velocità di movimentazione della moneta o il voto della comunità blockchain di appartenenza.
Anche nei sistemi PoS il nodo scelto verifica la validità delle transazioni e aggiunge il blocco alla catena. Gli altri nodi verificano la correttezza delle informazioni aggiunte. In cambio, il nodo validatore non ottiene un importo fisso in criptovaluta, ma una fee sulla transazione validata.
La PoS, rispetto alla PoW, consuma meno energia perché non induce tutti i nodi a usare la propria capacità computazionale per risolvere il problema crittografico.
Perché la blockchain è sicura
La blockchain è sicura grazie a tre aspetti: hash, meccanismo di consenso e decentralizzazione. Vediamole nel dettaglio.
1. Hash del singolo blocco (insieme all’hash del blocco precedente). Se un singolo nodo volesse modificare il contenuto di un blocco (ad esempio, cambiando una transazione per far risultare a suo favore un maggiore trasferimento di un bene) dovrebbe non solo ricalcolare l’hash del blocco modificato, ma anche gli hash di tutti i blocchi successivi. Un’operazione che richiederebbe uno sforzo computazionale e un tempo enormi.
2. Meccanismo di consenso: la PoW rende sicura la blockchain perché richiede ai miners l’impiego di tempo, potenza di calcolo ed energia. Quindi, nessun miner sprecherebbe tempo ed energia per presentare un risultato non veritiero, perché non sarebbe validato dagli altri nodi. La PoS, invece, rende sicura la blockchain perché se aggiunge un blocco con errori o informazioni fraudolente, il nodo validatore perde parte del suo stake dato in garanzia, oltre alla possibilità di essere nuovamente scelto per una validazione.
3. Decentralizzazione. Non essendoci un’autorità centrale che gestisce un registro unico, ma un registro decentralizzato e condiviso tra tutti i nodi, che non si conoscono e non si fidano, è praticamente impossibile che una maggioranza di nodi possa accordarsi per manomettere i dati della blockchain a proprio vantaggio, a discapito degli altri.
Nella quarta e ultima parte della nostra guida vedremo quali sono i diversi tipi di blockchain, con una distinzione tra blockchain aperte e chiuse, ibride e di consorzio.
