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Cos’è la Blockchain

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Tutto sulla Blockchain: cos’è, a cosa serve, come funziona e quali sono i possibili campi d’applicazione

Si sente molto spesso parlare di Blockchain. Ma cos’è la Blockchain? Come funziona? A cosa serve? E’ davvero così sicura?

Se vuoi sapere di più sulla Blockchain, leggi questo focus di approfondimento.

Che cos'è la Blockchain

Che cos’è la Blockchain

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Cos’è la Blockchain in parole semplici

Come indica il nome, la Blockchain è una catena virtuale di blocchi che contengono informazioni.

Costituisce un  registro digitale, distribuito e completamente aperto a chiunque, in cui le informazioni diventano praticamente immodificabili, ineliminabili e garantite da un sistema di codici crittografati.

Lo scopo è quello di consentire il processo di registrazione degli scambi (valori, denaro, informazioni, ecc.) e di tracciare in modo sicuro gli asset.

La Blockchain si inserisce nella più ampia famiglia dei Distributed Ledger, ossia sistemi che si basano su un registro distribuito, che può essere letto e modificato da più nodi di una rete.

La caratteristica fondamentale è, dunque, la decentralizzazione delle informazioni.

Entrando nello specifico,  le caratteristiche dei sistemi sviluppati con le tecnologie Blockchain e Distributed Ledger sono:

  • digitalizzazione dei dati
  • decentralizzazione
  • disintermediazione
  • tracciabilità dei trasferimenti
  • trasparenza e verificabilità
  • immutabilità del registro
  • programmabilità dei trasferimenti.

Queste caratteristiche rendono la Blockchain un’alternativa sicura, affidabile ed economica alle banche dati e ai registri gestiti in maniera centralizzata da autorità regolamentate, come nel caso della pubbliche amministrazioni, delle banche, delle società assicurative, ecc.

Come funziona la Blockchain

Detto cos’è la Blockchain, vediamo ora come funziona il meccanismo che la regola.

In pratica, ogni blocco della catena contiene:

  • dati
  • l’hash identificativo del blocco stesso
  • l’hash identificativo del blocco precedente.
Cosa contiene il blocco della Blockchain

Cosa contiene il blocco della Blockchain

I dati memorizzati in un blocco dipendono dal tipo di Blockchain. Ad esempio, la Blockchain Bitcoin memorizza i dettagli di una transazione, come il mittente, il destinatario e la quantità di moneta.

L’ hash è un codice identificativo univoco che ha la funzione di rappresentare un blocco e tutto il suo contenuto. Una volta creato un blocco, viene automaticamente definito il suo hash. Cambiare qualcosa all’interno del blocco comporta la modifica dell’hash.

Questo sistema, dunque, è molto utile per rilevare eventuali modifiche ai blocchi: infatti, se l’hash cambia significa che il blocco in questione non è più lo stesso blocco.

Il terzo elemento all’interno di ogni blocco è l’hash del blocco precedente, ovvero il codice identificativo associato ad uno degli altri blocchi di questa catena virtuale. Quindi il sistema è in grado di rilevare se è stato modificato il blocco precedente. Questo è l’espediente che genera il sistema “a catena” della Blockchain ed è questa tecnica che rende questa tecnologia così sicura.

Perché la Blockchain è sicura?

La Blockchain è un sistema praticamente infallibile, che garantisce estrema sicurezza del dato scambiato.

Ma perché la Blockchain è così sicura? Per capirlo facciamo un esempio pratico.

Per semplificare, ipotizziamo una catena composta da 3 blocchi. Ogni blocco contiene, oltre ai dati da scambiare, il proprio hash e l’hash del blocco precedente.

Quindi il blocco numero 3 punta al blocco numero 2 e il numero 2 al numero 1, proprio come accade in una catena in cui ogni anello è connesso ad un altro. Fa eccezione il primo blocco che non può puntare ai blocchi precedenti, essendo appunto il primo della catena. Questo è chiamato Genesis block.

Come funzionano gli hash nella Blockchain

Come funzionano gli hash nella Blockchain

A questo punto ipotizziamo che venga manomesso il secondo blocco. Questo implica che anche l’hash del blocco si modifichi. A sua volta, il blocco 3 non risulterà più valido, in quanto contente hash del blocco precedente errato. Anche il quarto si comporterà come il terzo, avrà un hash precedente non valido e lo stesso accadrà per tutta la rimanente catena.

In definitiva, la modifica di un singolo blocco invalida tutti i blocchi successivi.

Sistema di sicurezza della Blockchain

Sistema di sicurezza della Blockchain

L’utilizzo degli hash non è sufficiente come espediente per evitare completamente le manomissioni. Infatti, i computer disponibili attualmente sono molto veloci ed hanno la possibilità di calcolare centinaia di migliaia di hash al secondo. Quindi, sarebbe facile manomettere un blocco e ricalcolare anche gli hash degli altri blocchi per rendere nuovamente valida la Blockchain.

Per rispondere a questa esigenza, quindi, la Blockchain utilizza una tecnica chiamata proof of work (prova di lavoro), che ha lo scopo di rallentare la creazione di nuovi blocchi.

Nel caso di Bitcoin, ad esempio, occorrono circa 10 minuti per calcolare un nuovo blocco da aggiungere alla catena. Questo meccanismo rende molto difficile manomettere i blocchi, perché sarebbe necessario ricalcolare il proof of work per tutti i blocchi seguenti. Essendo la rete molto estesa sarebbe praticamente impossibile manomettere la catena in tempi ragionevoli.

In sintesi, la sicurezza della Blockchain è garantita dal sistema di hash e dalla tecnica proof of work.

Ma la vera garanzia di immodificabilità è data dal terzo espediente, il più efficace di tutti: la decentralizzazione dell’informazione, con una distribuzione peer to peer. Questo significa che invece di usare un’entità centrale per gestire la catena, la Blockchain usa una rete paritetica (peer to peer), non gerarchizzata, in cui chiunque è autorizzato a partecipare.

Confronto tra server based network e peer to peer network 

 

Quando qualcuno si unisce a questa rete, ottiene la copia completa della Blockchain. Il nodo può usare questo per verificare che tutto sia ancora in ordine.

Cosa succede quando qualcuno crea un nuovo blocco? In pratica il nuovo blocco viene inviato a tutti i nodi della rete e ogni nodo è abilitato a verificare il blocco per assicurarsi che non sia stato manomesso.

Se dopo l’esito della verifica tutto risulta conforme, ogni nodo aggiunge il nuovo blocco alla propria Blockchain. Tutti i nodi della rete esprimono il proprio consenso: sono d’accordo su quali blocchi sono validi e quali no. In caso di manomissione, i blocchi modificati sono respinti dagli altri nodi della rete.

Quindi, per contraffare la Blockchain sarebbe necessario manomettere praticamente tutti i blocchi della catena, rifare il proof of work per ogni blocco e assumere il controllo di oltre il 50% della rete peer to peer: solo in questo caso il blocco manomesso potrà essere accettato da tutti gli altri. Questa eventualità risulta praticamente impossibile.

La storia della Blockchain

La Blockchain è stata originariamente ideata nel 1991 da un gruppo di ricercatori, con lo scopo di marcare i documenti digitali in modo che non fosse possibile retrodatarli, manometterli o contraffarli in alcun modo.

Tuttavia è rimasta inutilizzata fino a quando non è stata impiegata da Satoshi Nakamoto (probabilmente un nome di fantasia individuato per rappresentare un gruppo di persone attualmente non note) nel 2008 per gestire gli scambi di valori in internet, tramite la creazione di criptovaluta digitale.

Viene implementata l’anno seguente, nel 2009, con l’obiettivo di fungere da “libro mastro” (un vero e proprio registro di tutte le transazioni avvenute in rete) della nascente valuta digitale: il Bitcoin. Nello stesso anno il Bitcoin è utilizzato per la prima volta per l’acquisto di una pizza ma è solo a partire dal 2014 che raggiunge una certa notorietà a livello globale.

Nel 2017 il parlamento del Nevada ha liberalizzato completamente la Blockchain, deliberando il divieto di:

  • imporre tasse sulla Blockchain da parte delle autorità locali
  • richiedere qualsiasi forma di licenza per l’uso della Blockchain
  • qualsiasi altra richiesta sull’uso della Blockchain.

Nell’aprile del 2019 durante la Mostra internazionale dell’artigianato è stato presentato il primo manufatto artigianale Made in Italy in cui sono stati tracciati interamente i passaggi produttivi tramite tecnologia Blockchain.

Blockchain: le possibili applicazioni

Chiarito cos’è la Blockchain, risulta evidente come essa sia in continua evoluzione e numerosissimi siano i campi di applicazione, che spaziano dal settore alimentare a quello finanziario, fino al mondo delle costruzioni.

Tra gli sviluppi più recenti, per esempio, si annoverano la creazione di smart contract (contratti intelligenti), la memorizzazione di cartelle cliniche, la creazione di un notaio digitale e persino la riscossione delle tasse.

Di seguito ti faccio un elenco di alcuni dei possibili campi d’applicazione della Blockchain:

  • Monitoraggio della filiera alimentare – la supply chain (catena dei fornitori) della filiera alimentare consente il monitoraggio dell’intera filiera alimentare, dalla produzione fino al supermercati o al ristorante
  • Miglioramento della sicurezza delle criptovalute – al fine di rendere le transazioni digitali e i servizi finanziari più veloci, economici e sicuri
  • Assistenza sanitaria – per fornire più controllo e assistenza ai pazienti e garantire efficienza, sicurezza e provenienza dei dati trasmessi
  • Innovazione nel settore di petrolio e gas – soluzione per aiutare a prevenire le interruzioni della supply chain nella distribuzione all’ingrosso di petrolio e gas
  • Maggiore fiducia negli scambi tra rivenditore e fornitore – per ottenere informazioni condivise e attendibili sulle merci spedite e ricevute, riducendo o accelerando la risoluzione di eventuali controversie
  • Smart contract (contratti intelligenti) – un insieme di clausole contrattuali che possiedono la caratteristica di eseguirsi automaticamente sulla base di determinate condizioni predeterminate dalle parti
  • Settore delle costruzioni e BIM (Building Information Modelling) – per garantire trasparenza, verificabilità ed efficacia degli scambi informativi tra i diversi soggetti coinvolti nella progettazione BIM attestando autenticità, data certa e immutabilità nel tempo di qualsiasi file.

Quest’ultimo è proprio uno degli aspetti più interessanti per i tecnici dell’edilizia.  Per approfondire gli usi della Blockchain applicata al BIM e i vantaggi per il settore delle costruzioni, ti rinvio a questo articolo.

 

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