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Che cos'è Bitcoin?

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Obiettivi didattici: 

Alla fine di questo articolo avrai imparato:

1. Che cos’è Bitcoin e come funziona
2. Le origini del blueprint Bitcoin
3. Perché Bitcoin è stato creato e quali problemi mira a risolvere
4. Il ruolo della rete Bitcoin

Che cos'è Bitcoin?

Bitcoin è una rete di pagamenti digitali creata da Satoshi Nakamoto, che in ottobre 2008 pubblicò il Bitcoin Whitepaper con il suo pseudonimo giapponese. Bitcoin ha un approccio rivoluzionario al modo in cui vengono registrate e saldate le transazioni, e bitcoin (con la ‘b’ minuscola) è la valuta integrata su cui si basa.  

L’ingrediente segreto della rete Bitcoin è una qualità nota come decentralizzazione. Un sistema decentralizzato funziona senza autorità centrale singola, come ad esempio un governo.  

In quanto rete di pagamento decentralizzata, gli utenti Bitcoin effettuano transazioni direttamente fra loro, e la logica di sistema (il protocollo Bitcoin) monitora automaticamente i saldi e le transazioni. Tutto ciò contrasta con il sistema finanziario tradizionale, in cui le transazioni passano attraverso un’entità centralizzata.   

Bitcoin non è il primo tentativo di creare un sistema finanziario senza banche; il motivo per cui ha avuto successo laddove altri hanno fallito è perché ha trovato una soluzione al problema della ‘doppia spesa’  

Il problema della doppia spesa. 

Quasi tutti i sistemi online a cui ci affidiamo per facilitarci la vita sono controllati da un’autorità centrale, ad esempio le banche che gestiscono il nostro denaro. La prima riga del Bitcoin Whitepaper stabilisce un’alternativa a tutto questo. 

Una versione puramente peer-to-peer del contante elettronico consentirebbe di inviare direttamente i pagamenti da una parte all’altra senza dover transitare da un istituto finanziario.  

Tuttavia, per poter funzionare, un sistema peer-to-peer ha bisogno di un modo per mantenere un registro accurato dei saldi. Poniamo ad esempio che Alice e Bob abbiano 100 £. Se Alice invia a Bob 20 £, i rispettivi saldi devono variare di conseguenza.  

Senza una terza parte che monitora la transazione, Alice potrebbe semplicemente non ridurre il suo saldo di 20 £ e tentare di spendere nuovamente la somma (doppia spesa).   

Il Bitcoin Whitepaper cerca di risolvere il problema proponendo un sistema di pagamento decentralizzato onesto e senza mediatori.  

La soluzione centralizzata si basa sull’idea di affidare all’emittente di denaro, ad esempio una banca centrale, il compito di tenere traccia dei movimenti del denaro. Il nostro sistema finanziario funziona così oggi.  

Che cosa non funziona nei sistemi di pagamento centralizzati? 

Trovando una soluzione per il problema della doppia spesa, Satoshi Nakamoto ha costruito un sistema di pagamento decentralizzato. Bitcoin consente a due individui qualsiasi nel mondo di effettuare transazioni liberamente senza doversi conoscere né fidare l’uno dell’altro.   

L’idea ha ispirato la nascita di un ecosistema da un trilione di dollari di servizi e prodotti finanziari, comunemente noto come DeFi (decentralised finance, finanza decentralizzata). 

Tuttavia, Bitcoin rimuove anche il potere delle autorità centrali di controllare l’emissione del denaro. La soluzione di Bitcoin si cela nella sua logica: una regola che fissa l’emissione a 21 milioni di bitcoin, per rispondere al problema della scarsità.  

Come funziona Bitcoin? 

Ricorrendo allo stesso esempio di Alice e Bob che si inviano denaro a vicenda, entrambi potrebbero annotare le transazioni su un pezzo di carta che funga da libro contabile. Tuttavia, devono trovare un modo di accordarsi sullo stato dei saldi e delle transazioni. 

La difficoltà del problema aumenta se trasposto su migliaia di utenti sparsi per il mondo, che non si conoscono e non si fidano l’uno dell’altro. 

La soluzione centralizzata prevederebbe l'esistenza di un registro contabile unico, con una singola persona incaricata della gestione.  

Poiché Bitcoin è decentralizzato, non ha una sola istanza ma funge da database distribuito con partecipanti, noti come Nodi, nella rete Bitcoin. Ogni Nodo gestisce, compila e convalida automaticamente lo stato del registro (il ledger).  

I Nodi restano sincronizzati seguenti le regole di Bitcoin definite in un frammento di software comune a tutti i nodi. Il modo in cui Bitcoin mantiene un ledger distribuito è stato descritto da Satoshi con cinque principi chiave: Firme,Timestamping, Consenso, Comunicazione di rete & Incentivi. 

Firme 

Il whitepaper di Bitcoin descrive la sua valuta come una catena di firme digitali. Un po’ come le banconote, ciascuna con il suo numero di serie, paragonabile effettivamente a una firma.  

Le firme di Bitcoin sono crittografiche per garantire anonimato e sicurezza, e combinano due codici: uno privato, noto solo al mittente (Alice) e uno pubblico, che identifica il destinatario (Bob).  

Tuttavia, spostare i coin tramite le firme può funzionare soltanto con un sistema che possa verificare che siano stati spesi solo una volta. 

Timestamping & blockchain 

Se Alice, Bob e la rete allargata mantenessero un registro delle transazioni, l’unico dato che potrebbe dirimere qualsiasi controversia è un timestamp immutabile.  

La mancanza di un sistema che funzionasse senza un’autorità centrale è ciò che ha impedito ai predecessori di Bitcoin di avere successo. Tuttavia, il whitepaper di Bitcoin si basa effettivamente sui tentativi precedenti di contrassegnare con una marcatura temporale (timestamp) su un documento digitale. Ad esempio, il lavoro di Stuart Haber e Scott Stornetta (1991). 

Haber e Stornetta escogitarono un modo semplice per marcare i documenti, quasi impossibile da falsificare.  Quello che Satoshi ha fatto è stato trovare un modo decentralizzato di replicare la loro idea per garantire che i dati di ogni transazione siano precisi e facilmente verificabili, eliminando la necessità di “fidarsi”.   

I dati delle transazioni Bitcoin sono raggruppati in blocchi di dati, viene loro assegnato un timestamp e un hash (eseguito tramite algoritmo crittografico per produrre un identificatore dalla lunghezza uniforme). Il timestamp del blocco cronologico dei dati precedente viene incluso nell’hash, creando una catena oggi comunemente nota come blockchain

A questo punto, la sfida successiva era mettere a punto un modo per decidere quale dei Nodi aggiungesse tale blocco di dati contrassegnati temporalmente in modo preciso e onesto, e come incentivarli in tal senso. 

Proof-of-work & premi  

Affinché un Nodo possa inviare un blocco di transazioni bitcoin, deve aver compiuto sufficienti sforzi per dimostrare di avere intenzioni oneste. Se fosse troppo facile, la rete sarebbe invasa da dati fasulli.  

La soluzione era richiedere ai Nodi di competere in un tipo di lotteria in cui ai vincitori venisse offerta la possibilità di aggiungere un nuovo blocco alla catena. Per trovare il numero della lotteria vincente, i Nodi usano computer specificamente progettati per funzionare su un determinato algoritmo che macina permutazioni infinite. L’algoritmo della lotteria regola la difficoltà in base al numero di partecipanti per garantire di trovare un vincitore all’incirca ogni dieci minuti.  

La lotteria in sé non ha altro fine oltre a provare che un Nodo abbia compiuto sufficienti sforzi per guadagnarsi il diritto di aggiungere un nuovo blocco di dati. Logicamente ogni Nodo parteciperebbe alla lotteria soltanto per avere un vantaggio, perciò ogni Nodo vincitore riceve un premio sotto forma di blocco di bitcoin appena creati, con in più commissioni pagate dagli utenti per l’invio delle loro transazioni. Ecco perché il processo è descritto come mining di bitcoin

E poiché ogni blocco contiene il timestamp del blocco precedente in una catena, ciò dissuade i Nodi dalla tentazione di aggiungere transazioni fasulle (doppia spesa). Dovrebbero continuare a vincere la lotteria per mantenere i dati falsi nella catena, ma la rete rispetta soltanto la catena più lunga. 

E poiché il processo è casuale, la probabilità di continuare a vincere la lotteria è troppo bassa. 

Come Bitcoin ha creato la scarsità digitale 

Il blocco premio ha una doppia funzione, poiché il mining è l’unico modo in cui vengono creati i bitcoin. Ciò assicura che venga soddisfatta la qualità della scarsità, poiché il protocollo include una quantità di emissione fissa di 21 milioni di bitcoin. 

Dal primo blocco (il “Genesis Block”), estratto nel 2009, i blocchi premi sono stati distribuiti all’incirca ogni 10 minuti. Il premio per l'estrazione (mining) di un blocco dimezza il suo valore ogni 210.000 blocchi, ovvero all’incirca ogni quattro anni. Entro il 2140, tutti i bitcoin saranno stati estratti.

Che cos'è Bitcoin? Una sintesi 

Bitcoin è una rete di pagamento digitale con un approccio rivoluzionario al modo in cui vengono registrate e saldate le transazioni, tramite una valuta integrata con lo stesso nome. 

La rete di pagamento Bitcoin è decentralizzata e le transazioni vengono saldate e registrate in un libro mastro (ledger) condiviso senza un’autorità centrale. 

Le unità Bitcoin sono definite come firme digitali, che possono essere spese soltanto come combinazione di chiavi pubbliche e private. 

La rete Bitcoin ospita un ledger condiviso di blocchi di dati marcati temporalmente e incatenati fra loro per registrare in modo crittografico il movimento dei bitcoin. 

Chiunque può unirsi alla rete Bitcoin rispettando alcune regole (il protocollo) e usando un computer speciale (il Nodo) per partecipare a una sorta di pseudo-lotteria (mining).