Cos'è la tecnologia blockchain?

Cos’è la tecnologia blockchain?

La tecnologia blockchain è un meccanismo di database avanzato che permette la condivisione trasparente di informazioni all’interno di una rete aziendale. Un database blockchain archivia i dati in blocchi collegati tra loro in una catena. I dati sono cronologicamente coerenti perché non è possibile eliminare o modificare la catena senza il consenso della rete. Di conseguenza, è possibile utilizzare la tecnologia blockchain per creare un libro mastro inalterabile o immutabile per tracciare gli ordini, i pagamenti, gli account e altre transazioni. Il sistema dispone di meccanismi integrati che impediscono l'inserimento di transazioni non autorizzate e creano coerenza nella visualizzazione condivisa di tali transazioni.

Perché la blockchain è importante?

Le tecnologie tradizionali di database presentano diverse sfide nella registrazione di transazioni finanziarie. Si consideri ad esempio la vendita di una proprietà. Una volta che il denaro viene scambiato, il possesso della proprietà viene trasferito all’acquirente. Individualmente, sia l’acquirente che il venditore possono registrare le transazioni monetarie, ma nessuna fonte è affidabile. Il venditore può facilmente dichiarare di non aver ricevuto il denaro, sebbene lo abbia ricevuto, e l’acquirente può a sua volta sostenere di aver versato il denaro, anche se non lo ha fatto.

Per evitare eventuali questioni legali, una terza parte fidata deve supervisionare e convalidare le transazioni. La presenza di questa autorità centrale non solo complica la transazione ma crea anche un unico punto di vulnerabilità. Se il database centrale fosse compromesso, entrambe le parti subirebbero danni.

La blockchain limita simili problematiche creando un sistema decentralizzato e a prova di manomissione per registrare le transazioni. Nello scenario di transazione immobiliare, la blockchain crea un libro mastro per l’acquirente e uno per il venditore. Tutte le transazioni devono essere approvate da entrambe le parti e sono automaticamente aggiornate in entrambi i libri mastri in tempo reale. Qualsiasi danno alle transazioni storiche danneggerà l’intero libro mastro. Queste proprietà della tecnologia blockchain hanno spinto al suo utilizzo in diversi settori, inclusa la creazione di valuta digitale, come il Bitcoin.

In che modo i diversi settori utilizzano la blockchain?

La blockchain è una tecnologia emergente che viene adottata in modo innovativo da vari settori. Descriviamo alcuni casi d’uso in vari settori nelle sottosezioni seguenti:

Energia

Le compagnie energetiche utilizzano la tecnologia blockchain per creare piattaforme di commercio energetico peer-to-peer e semplificare l’accesso all’energia rinnovabile. Si considerino ad esempio questi usi:

Le compagnie energetiche che utilizzano la blockchain hanno creato una piattaforma commerciale per la vendita di elettricità tra individui. I proprietari di case con pannelli solari utilizzano questa piattaforma per vendere la propria energia solare in eccesso ai vicini. Il processo è in gran parte automatizzato: dei contatori smart creano le transazioni e la blockchain le registra.
Con iniziative di crowd funding che utilizzano la blockchain, gli utenti possono sponsorizzare e possedere pannelli solari in comunità che non hanno accesso all’energia. Gli sponsor potrebbero anche ricevere un affitto per queste comunità una volta che i pannelli solari sono costruiti.

Finanza

I sistemi finanziari tradizionali, come banche e borsa, utilizzano i servizi blockchain per gestire pagamenti online, conti e trading sul mercato. Ad esempio, Singapore Exchange Limited, una holding di investimenti che fornisce servizi di trading finanziario in tutta l’Asia, utilizza la tecnologia blockchain per costruire un conto di pagamento interbancario più efficiente. Adottando la blockchain, sono state risolte molteplici difficoltà, tra cui l’elaborazione in batch e la riconciliazione manuale di migliaia di transazioni finanziarie.

Media e intrattenimento

Le società di media e intrattenimento utilizzano i sistemi blockchain per gestire i dati del copyright. La verifica del copyright è fondamentale per il giusto compenso degli artisti. Sono necessarie molteplici transazioni per registrare la vendita o il trasferimento del contenuto del copyright. Sony Music Entertainment Japan utilizza i servizi blockchain per rendere la gestione dei diritti digitali più efficiente. L'azienda ha utilizzato con successo la strategia di blockchain per migliorare la produttività e ridurre i costi nell'elaborazione del copyright.

Vendita al dettaglio

Le società di vendita al dettaglio utilizzano la blockchain per tracciare i movimenti delle merci tra fornitori e acquirenti. Ad esempio, Amazon Retail ha depositato un brevetto per un sistema a tecnologia libro mastro distribuito, che utilizzerà la tecnologia blockchain per verificare che tutti i prodotti venduti sulla piattaforma siano originali. I venditori Amazon possono mappare la propria catena di fornitura globale permettendo ai partecipanti, come produttori, corrieri, distributori, utenti finali e utenti secondari, di aggiungere eventi al libro mastro dopo essersi registrati con un’autorità di certificazione.

Quali sono le caratteristiche di una tecnologia blockchain?

La tecnologia blockchain ha le seguenti caratteristiche principali:

Decentralizzazione

La decentralizzazione nella blockchain riguarda il trasferimento del controllo e del processo decisionale da un’entità centralizzata (singolo, organizzazione o gruppo) a una rete distribuita. Le reti decentralizzate blockchain utilizzano la trasparenza per ridurre il bisogno di fiducia tra i partecipanti. Queste reti, inoltre, dissuadono i partecipanti dall’esercitare autorità o controllo l’uno sull’altro in modi che possano compromettere la funzionalità della rete.

Immutabilità

Immutabilità significa che qualcosa non può essere modificato o alterato. Nessun partecipante può manomettere una transazione una volta che qualcuno l’ha registrata nel libro mastro condiviso. Se un registro di transazione include un errore, è necessario aggiungere una nuova transazione per annullarlo, ed entrambe le transazioni sono visibili alla rete.

Consenso

Un sistema blockchain stabilisce delle regole riguardo il consenso dei partecipanti per la registrazione delle transazioni. È possibile registrare nuove transazioni soltanto quando la maggioranza dei partecipanti alla rete dà il proprio consenso.

Quali sono le componenti chiave della tecnologia blockchain?

L’architettura blockchain presenta le seguenti componenti principali:

Un libro mastro distribuito

Un libro mastro distribuito è il database condiviso nella rete blockchain che archivia le transazioni, come un file condiviso che può essere modificato da tutti i membri del team. Nella maggior parte degli editor di testo condiviso, chiunque abbia diritti di editing può eliminare l’intero file. In ogni caso, le tecnologie a libro mastro distribuito presentano regole severe riguardo chi può eseguire le modifiche e in che modo. Non è possibile eliminare le modifiche una volta registrate.

Contratti smart

Le società utilizzano contratti smart per gestire autonomamente contratti aziendali senza che una terza parte le assista. Sono programmi archiviati nel sistema blockchain che vengono eseguiti automaticamente nel momento in cui le condizioni prestabilite vengono soddisfatte. Eseguono controlli if-then in modo che le transazioni possano essere completate in sicurezza. Ad esempio, una società di logistica può avere un contratto smart che effettua automaticamente il pagamento una volta che la merce è arrivata al porto.

Crittografia della chiave pubblica

La crittografia della chiave pubblica è una caratteristica di sicurezza per identificare univocamente i partecipanti alla rete blockchain. Questo meccanismo genera due serie di chiavi per i membri della rete. Una chiave è pubblica, comune a tutti nella rete. L’altra è una chiave privata, diversa per ogni membro. Le chiavi private e pubbliche funzionano insieme per sbloccare i dati nel libro mastro.

Ad esempio, John e Jill sono due membri della rete. John registra una transazione che viene criptata con la sua chiave privata. Jill può decriptarla con la propria chiave pubblica. In questo modo, Jill è sicura che John abbia effettuato la transazione. La chiave pubblica di Jill non avrebbe funzionato se la chiave privata di John fosse stata manomessa.

Come funziona una blockchain?

Nel sottolineare la complessità dei meccanismi della blockchain, proponiamo una breve panoramica nei passaggi successivi. Un software blockchain può automatizzare la maggior parte di queste fasi:

Fase 1 - Registrare la transazione

Una transazione in blockchain mostra il movimento di risorse fisiche o digitali da una parte all’altra nella rete blockchain. Ciò viene registrato come blocco di dati e può includere i dettagli seguenti:

Chi era coinvolto nella transazione?
Cosa è successo durante la transazione?
Quando è avvenuta la transazione?
Dove è avvenuta la transazione?
Perché è avvenuta la transazione?
Quale quantità della risorsa è stata scambiata?
Quanti prerequisiti sono stati soddisfatti durante la transazione?

Fase 2 - Ottenere il consenso

La maggior parte dei partecipanti alla rete di blockchain distribuita deve essere d'accordo sulla validità della transazione registrata. In base al tipo di rete, le norme di consenso possono variare, ma di solito sono stabilite all’inizio della rete.

Fase 3 - Collegare i blocchi

Una volta che i partecipanti hanno raggiunto il consenso, le transazioni sulla blockchain sono scritte in blocchi equivalenti alle pagine di un libro mastro. Insieme alle transazioni, al nuovo blocco viene aggiunto anche un hash crittografico. L’hash si comporta come una catena che collega i blocchi tra loro. Se i contenuti del blocco vengono modificati intenzionalmente o non intenzionalmente, il valore dell’hash cambia, dando modo di rilevare la manomissione dei dati.

I blocchi e le catene si collegano così in modo sicuro e non è possibile modificarli. Ogni blocco aggiuntivo rafforza la verifica del blocco precedente e quindi l’intera blockchain. È come impilare dei blocchi di legno per costruire una torre. Puoi impilare blocchi solo in cima e se rimuovi un blocco dal centro della torre, l’intera torre crolla.

Fase 4: Condividere il libro mastro

Il sistema distribuisce l’ultima copia del libro mastro centrale a tutti i partecipanti.

Quali sono le tipologie di reti blockchain?

Ci sono quattro tipi principali di reti decentralizzate o distribuite nella blockchain:

Reti blockchain pubbliche

Le blockchain pubbliche sono prive di autorizzazione e permettono a chiunque di prendervi parte. Tutti i membri della blockchain hanno gli stessi diritti di lettura, modifica e convalida della blockchain. Le persone usano innanzitutto le blockchain pubbliche per scambiare ed estrarre criptovalute come Bitcoin, Ethereum e Litecoin.

Reti blockchain private

Una singola organizzazione controlla le blockchain private, dette anche blockchain gestite. L’autorità determina chi può essere membro e quali diritti ha nella rete. Le blockchain private sono solo parzialmente decentralizzate, perché hanno restrizioni d’accesso. Ripple, una rete di scambio di valuta digitale per aziende, è un esempio di blockchain privata.

Reti blockchain ibride

Le blockchain ibride combinano elementi delle reti private e pubbliche. Le società possono istituire sistemi privati e basati su autorizzazioni insieme a un sistema pubblico. In questo modo, controllano l’accesso a dati specifici archiviati nella blockchain, mantenendo pubblico il resto dei dati. Utilizzano contratti smart per permettere ai membri pubblici di controllare se le transazioni private sono state completate. Ad esempio, le blockchain ibride possono garantire accesso pubblico alla valuta digitale mantenendo privata la valuta di proprietà della banca.

Reti blockchain di consorzio

Le reti blockchain di consorzio sono gestite da un gruppo di organizzazioni. Le organizzazioni prescelte condividono la responsabilità di mantenere la blockchain e determinare i diritti di accesso ai dati. I settori in cui molte organizzazioni hanno scopi comuni e beneficiano di una responsabilità condivisa spesso preferiscono le reti blockchain di consorzo. Ad esempio, il Global Shipping Business Network Consortium è un consorzio blockchain no profit che ha lo scopo di digitalizzare l’industria navale e incentivare la collaborazione tra gli operatori del settore marittimo.

Cosa sono i protocolli blockchain?

ll termine "protocolo blockchain" si riferisce ai diversi tipi di piattaforme blockchain disponibili per lo sviluppo dell’applicazione. Ogni protocollo blockchain adatta i principi base della blockchain per adattarsi a settori o applicazioni specifici. Vengono forniti alcuni esempi di protocolli blockchain nella sottosezione seguente:

Hyperledger fabric

Hyperledger Fabric è un progetto open-source con una suite di strumenti e librerie. Le aziende possono utilizzarlo per costruire applicazioni private blockchain in modo veloce ed efficace. Si tratta di un framework modulare e generico che offre caratteristiche di gestione dell’identità e controllo dell’accesso uniche. Queste caratteristiche lo rendono adatto a varie applicazioni, come il track-and-trace delle catene di fornitura, la trade finance, fedeltà e premi, la liquidazione della compensazione delle risorse finanziarie.

Ethereum

Ethereum è una piattaforma blockchain open-source decentralizzata che le persone possono utilizzare per costruire applicazioni blockchain pubbliche. Ethereum Enterprise è progettata per casi d’uso aziendali.

Corda

Corda è un progetto blockchain open-source realizzato per le aziende. Con Corda è possibile costruire reti blockchain interoperabili che negoziano nel pieno rispetto della privacy. Le aziende possono utilizzare la tecnologia di contratto smart di Corda per negoziare direttamente, con valore. La maggior parte dei suoi utenti sono istituti finanziari.

Quorum

Quorum è un protocollo blockchain open-source che deriva da Ethereum. Esso è progettato in particolare per essere utilizzato in una rete blockchain privata, in cui solo un membro possiede tutti i nodi, o in una rete blockchain di consorzio, dove più membri possiedono ciascuno una porzione della rete.

Come si è evoluta la tecnologia blockchain?

La tecnologia blockchain affonda le proprie radici alla fine degli anni '70, quando uno scienziato informatico, Ralph Merkle, ha brevettato gli alberi Hash o di Merkle. Questi alberi sono una struttura informatica per l’archiviazione di dati attraverso il collegamento tra blocchi utilizzando lla crittografia. Alla fine degli anni '90, Stuart Haber e W. Scott Stornetta hanno utilizzato gli alberi Merkle per implementare un sistema in cui le marche temporali di un documento non potessero essere manomesse. Si trattava della prima istanza nella storia della blockchain.

La tecnologia ha continuato a evolversi attraverso queste tre generazioni:

Prima generazione - Bitcoin e altre valute virtuali

Nel 2008, un soggetto anonimo o un gruppo di individui conosciuto soltanto con il nome di Satoshi Nakamoto ha delineato la tecnologia blockchain come la conosciamo oggi. L’idea di Satoshi della blockchain Bitcoin utilizzava 1 MB di blocchi di informazioni per le transazioni Bitcoin. Molte delle caratteristiche dei sistemi blockchain di Bitcoin rimangono tutt'ora centrali nella tecnologia blockchain.

Seconda generazione - Contratti smart

Pochi anni dopo l’arrivo delle valute di prima generazione, gli sviluppatori hanno iniziato a considerare le applicazioni blockchain oltre le criptovalute. Ad esempio, gli inventori di Ethereum hanno deciso di utilizzare la tecnologia blockchain nelle transazioni di trasferimento delle risorse. Il loro contributo significativo è stata la caratteristica dei contratti smart.

Terza generazione - Il futuro

Man mano che le società scoprono ed implementano nuove applicazioni, la tecnologia blockchain continua a evolversi e crescere. Le società stanno risolvendo le limitazioni di dimensionamento e calcolo, e le opportunità potenziali sono infinite nella rivoluzione blockchain in corso.

Quali sono i vantaggi della tecnologia blockchain?

La tecnologia blockchain porta diversi vantaggi alla gestione delle transazioni di risorse. Ne elenchiamo alcuni nelle sottosezioni seguenti:

Sicurezza avanzata

I sistemi di blockchain forniscono l’elevato livello di sicurezza e fiducia che le moderne transazioni digitali richiedono. Vi è sempre il timore che qualcuno possa manipolare i software sottostanti per generare falso denaro per se stesso. Ma le blockchain utilizzano i tre principi di crittografia, decentralizzazione e consenso, per creare un sistema di software sottostante estremamente sicuro, quasi impossibile da manomettere. Non vi è una sola falla, e un singolo utente non può modificare i registri di transazione.

Efficienza migliorata

Le transazioni business-to-business possono richiedere molto tempo e creare difficoltà operative, specialmente quando sono coinvolti la conformità e gli enti regolatori di terze parti. La trasparenza e i contratti smart in blockchain rendono tali transazioni aziendali più veloci ed efficienti.

Audit più rapido

Le aziende devono essere in grado di generare, scambiare, archiviare e ricostruire in sicurezza transazioni digitali in maniera verificabile. I registri di blockchain sono cronologicamente immutabili, il che significa che tutti i registri sono ordinati cronologicamente. Questa trasparenza nei dati rende l’elaborazione audit più rapida.

Quale è la differenza tra Bitcoin e blockchain?

Bitcoin e blockchain sono termini che potrebbero essere utilizzati in maniera interscambiabile, ma in realtà sono due cose diverse. Dal momento che il Bitcoin era una prima applicazione della tecnologia blockchain, le persone, inavvertitamente, hanno iniziato a utilizzare Bitcoin per indicare blockchain, creando questa definizione errata. Ma la tecnologia blockchain ha tante applicazioni al di fuori del Bitcoin.

Il Bitcoin è una valuta digitale che opera senza un controllo centralizzato. I Bitcoin sono stati originariamente creati per effettuare transazioni finanziarie online, ma sono ad oggi considerate risorse digitali che possono essere convertite in qualsiasi altra valuta globale, come dollari americani o euro. Una rete pubblica blockchain di Bitcoin crea e gestisce il libro mastro centrale.

Rete Bitcoin

Un libro mastro pubblico registra tutte le transazioni Bitcoin e i server di tutto il mondo possiedono copie di questo libro mastro. I server sono come banche. Sebbene ogni banca sia a conoscenza soltanto del denaro che i clienti scambiano, i server Bitcoin sono a conoscenza di ogni singola transazione Bitcoin nel mondo.

Chiunque con un semplice computer può istituire uno di questi server, detto nodo. È come aprire la propria banca Bitcoin, invece di un conto bancario.

Estrazione di Bitcoin

Nella rete pubblica Bitcoin, i membri estraggono criptovalute risolvendo equazioni crittografiche per creare nuovi blocchi. Il sistema diffonde ogni nuova transazione pubblicamente alla rete e la condivide da nodo a nodo. Ogni dieci minuti o giù di lì, i miner raccolgono queste transazioni in un nuovo blocco e le aggiungono permanentemente alla blockchain, che si comporta come il libro contabile definitivo di Bitcoin.

L'estrazione richiede importanti risorse computazionali e molto tempo a causa della complessità dell’elaborazione del software. In cambio, i miner guadagnano piccole somme di criptovalute. I miner sono come moderni impiegati che registrano le transazioni e raccolgono i costi di transazione.

Tutti i partecipanti della rete raggiungono un consenso su chi possiede quali monete, utilizzando la tecnologia di crittografia blockchain.

Quale è la differenza tra un database e una blockchain?

La blockchain è una tipologia particolare di sistema di gestione del database che ha più caratteristiche di un normale database. Descriviamo alcune differenze significative tra un database tradizionale e una blockchain qui di seguito:

Le blockchain decentralizzano il controllo senza danneggiare la fiducia nei dati esistenti. Ciò non è possibile in altri sistemi di database.
Le società coinvolte in una transazione non possono condividere il loro intero database. Ma nelle reti blockchain ogni società possiede la propria copia del libro mastro e il sistema mantiene automaticamente la coerenza tra i due libri mastri.
Sebbene in molti sistemi di database sia possibile modificare o eliminare dati, nelle blockchain è possibile soltanto inserirli.

In che modo la blockchain differisce dal cloud?

Il termine "cloud" fa riferimento a servizi informatici ai quali è possibile accedere online. Si può accedere al Software come servizio (Saas), Prodotto come Service (Paas), e Infrastruttura come servizio (IaaS) dal cloud. I fornitori di cloud gestiscono i propri hardware e infrastrutture e danno accesso a queste risorse di calcolo in internet. Forniscono molte più risorse rispetto alla sola gestione dei database. Se si vuole partecipare a una rete blockchain pubblica, è necessario fornire le proprie risorse hardware per archiviare la propria copia del libro mastro. Si potrebbe utilizzare un server dal cloud anche per questo scopo. Alcuni fornitori di cloud offrono anche una Blockchain come servizio (BaaS) completa dal cloud.

Cos’è la Blockchain come servizio?

Blockchain come servizio (BaaS) è un servizio blockchain gestito che una terza parte fornisce nel cloud. Si possono sviluppare applicazioni della blockchain e servizi digitali mentre il fornitore di cloud fornisce le infrastrutture e gli strumenti di costruzione della blockchain. Tutto ciò che si deve fare è personalizzare la tecnologia blockchain esistente, che rende l’adozione della blockchain più rapida ed efficiente.

Quali sono i servizi di tecnologia blockchain di AWS?

I servizi Blockchain di AWS forniscono strumenti appositi per supportare le proprie esigenze. Possono essere utilizzati per costruire qualsiasi cosa da un database di libro mastro centralizzato che mantiene un registro immutabile di transazioni per una rete blockchain multilaterale, completamente gestita che aiuta ad eliminare gli intermediari. AWS ha numerose soluzioni blockchain convalidate da partner che supportano tutti i maggiori protocolli blockchain, tra cui Hyperledger, Corda, Ethereum, Quorum e altri. Dunque, è possibile sviluppare applicazioni di blockchain e libro mastro in modo più semplice, veloce ed efficace con AWS. Di seguito ecco alcuni servizi blockchain utili di AWS:

Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) è un database di libro mastro completamente gestito che fornisce un registro di transazioni trasparente, immutabile e crittograficamente verificabile. Ha un diario incorporato che archivia una voce precisa e sequenziata di ogni cambiamento di dati. Il diario è di sola aggiunta, il che significa che gli utenti possono aggiungere dati al diario, ma non possono sovrascriverli o eliminarli.

Amazon Managed Blockchain è un servizio completamente gestito che semplifica l'unione di reti pubbliche o la creazione e la gestione di reti private scalabili utilizzando Hyperledger Fabric e Ethereum. Inizia oggi stesso a utilizzare la blockchain creando un account AWS.