L'essenza dei Bitcoin: come funzionano nella pratica

I Bitcoin, come le altre monete virtuali, sono messaggi firmati con una chiave crittografica.
Il messaggio veicola un'informazione del tipo: "Io pago con un Bitcoin (con numero di serie 12345) il giornalaio".
La chiave crittografica assicura la provenienza del messaggio mentre il numero di serie impedisce la ripetibilità del messaggio, evitando che il compratore usi la stessa moneta per effettuare diversi acquisti.

Per assicurare l'indipendenza della moneta da qualsivoglia ente centrale, il registro dei numeri di serie e dei loro detentori è affidato a tutti i partecipanti al network Bitcoin.
Questo registro pubblico è chiamato Block Chain.
L'affidamento al network del registro delle transazioni richiede che l'informazione circa il passaggio di proprietà della moneta debba essere veicolata a tutta la comunità così che tutti possano mantenere il proprio registro aggiornato.
Nonostante la chiave crittografica ed il registro condiviso, il messaggio così formulato consentirebbe ancora la possibilità di doppia spesa.
In pratica, potrei sfruttare la lentezza di determinati nodi del network o rallentare le comunicazioni per impedire ad alcuni utenti di avere un registro aggiornato all'ultima transazione effettuata, rendendo così possibile l'utilizzo di una stessa moneta per più transazioni.

Per ovviare a questo problema, il giornalaio non verificherà unicamente il suo registro ma chiederà conferma a tutta la comunità che effettivamente io detenga ancora la moneta "12345" con cui intendo pagarlo.
Solo quando il giornalaio riceverà un numero di conferme sufficiente allora accetterà la transazione.
Come sapere qual è un numero "sufficiente" di conferme? La soluzione viene chiamata "proof-of-work" (validazione).
La validazione è costituita da due intuizioni antitetiche.

(1) Da un lato occorre rendere artificialmente costoso, da un punto di vista del calcolo, la validazione delle transazioni, così che generare conferme false diventi troppo oneroso, quindi no-cost-effective.
(2) Dall'altro, occorre premiare coloro che intendano mettere a disposizione della comunità il proprio potere di calcolo per validare le transazioni altrui.
Il processo validazione delle transazioni è chiamato "mining". La validazione delle transazioni è resa costosa tramite l'introduzione di un rompicapo matematico (nello specifico una funzione crittografica di hash).
Per ciascun blocco di transazioni validate, il "validatore" (miner) riceve una ricompensa in bitcoin che rappresenta il premio (2) che fa da contraltare al dispendio di forza di calcolo richiesto (1).
In ogni caso, il protocollo Bitcoin consente anche di inserire all'interno di ciascuna transazione una transaction fee da pagare al miner.

Tornando al nostro esempio originario quindi, volendo comprare un giornale, invierei il mio messaggio "io pago con un bitcoin (con numero di serie 12345) il giornalaio".
Il giornalaio invierà questo messaggio a tutta la comunità che utilizza i Bitcoin.
Gli altri utenti della comunità riceveranno il mio messaggio e quelli di altri utenti e potranno offrire il proprio potere di calcolo per la risoluzione del rompicapo associato a questi messaggi.
Quando questi rompicapi vengono risolti, il blocco di transazioni viene inoltrato agli altri partecipanti insieme alle loro variabili risolutive.
In questo modo gli altri partecipanti possono verificare che il mio messaggio era veritiero ed aggiornare il loro registro di conseguenza.
Un altro aspetto importante del protocollo Bitcoin è costituito dalla modalità in cui viene assicurato l'ordine delle transazioni.
Tipicamente la Block Chain è una stringa lineare di blocchi di transazioni che si succedono una dopo l'altro, collegati tramite un riferimento all'ultimo blocco validato. 

Tuttavia, se due miner validassero un blocco di transazioni quasi simultaneamente la catena potrebbe biforcarsi.
(Vedi grafico).
Il protocollo Bitcoin ovvia a questo problema attraverso delle semplici regole.
Qualora si dovesse verificare una biforcazione, i membri della comunità devono tenere traccia degli sviluppi di entrambe le biforcazioni della catena.
Inoltre, una transazione è confermata solo qualora: (i) è parte della biforcazione più lunga e (ii) almeno 5 blocchi le succedono nella catena più lunga.
L'efficacia dei Bitcoin come strumento di pagamento è dunque supportata da diversi aspetti logici e statistici.
La mancata regolamentazione e controllo dello strumento lasciano tuttavia in mano agli utenti le responsabilità ed i rischi ad esso associati.
Stefano Borgonovo, Socio Assiom Forex

 

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