Cosa garantisce la sicurezza della blockchain?

Nozioni di base

La sicurezza delle blockchain è garantita attraverso vari mezzi, come tecniche crittografiche avanzate e modelli matematici del comportamento e delle decisioni. La blockchain è la base della maggior parte dei sistemi di criptovalute e assicura l'integrità e l'unicità del denaro digitale. Oltre alla finanza, questa tecnologia moderna è utilizzata in diversi ambiti dove sono essenziali registrazione e tracciamento sicuri dei dati, come donazioni benefiche, archivi medici e gestione della supply chain.

Tuttavia, la sicurezza della blockchain è un argomento complesso che richiede una comprensione di base dei concetti e dei meccanismi sottostanti che ne garantiscono la resilienza.

L'importanza del consenso e dell'immutabilità per la sicurezza della blockchain

La sicurezza della blockchain si basa su diverse caratteristiche, ma consenso e immutabilità sono i concetti più cruciali che ne assicurano la protezione. 

Il consenso è la capacità dei nodi all'interno di una rete blockchain decentralizzata di accordarsi sulla validità delle transazioni e sullo stato reale della rete, ottenuta tramite algoritmi di consenso. L'immutabilità è la capacità delle blockchain di impedire modifiche alle transazioni confermate, inclusi dati monetari e non monetari. Insieme, consenso e immutabilità formano la base della sicurezza dei dati nelle reti blockchain. Gli algoritmi di consenso garantiscono che il sistema operi secondo le regole, mentre l'immutabilità assicura l'integrità dei dati e dei registri delle transazioni dopo la conferma di ogni blocco valido.

In che modo la crittografia contribuisce alla sicurezza della blockchain?

La crittografia è un componente cruciale della sicurezza della blockchain. Le funzioni di hashing crittografico sono essenziali per le blockchain, poiché consentono di trasformare dati di input di qualunque dimensione e restituire un output chiamato hash a lunghezza fissa, indipendentemente dalla dimensione dell'input. Questi valori hash sono identificatori unici per i blocchi di dati e creano una catena di blocchi collegati. L'hash di ogni blocco è generato in relazione all'hash del blocco precedente, e qualsiasi alterazione dei dati all'interno di un blocco richiederebbe una modifica dell'hash del blocco. L'hashing gioca anche un ruolo significativo negli algoritmi di consenso utilizzati per convalidare le transazioni. Per esempio, SHA-256 è una funzione di hash impiegata nell'algoritmo Proof of Work (PoW) della blockchain di Bitcoin. 

La crittografia garantisce inoltre la sicurezza dei wallet di criptovalute utilizzati per conservare le monete digitali. Le coppie di chiavi pubblica e privata sfruttano la crittografia asimmetrica o a chiave pubblica. Le chiavi private generano firme digitali per le transazioni, autenticando la proprietà delle monete inviate. La crittografia asimmetrica assicura che solo il detentore della chiave privata possa accedere ai fondi conservati in un wallet, rendendo impossibile a chiunque altro accedervi a meno che la chiave privata non venga condivisa o compromessa.

Criptoeconomia

La sicurezza delle reti blockchain è mantenuta non solo dalla crittografia ma anche dal concetto relativamente nuovo della criptoeconomia, che è legato alla teoria dei giochi. A differenza della teoria dei giochi classica, la criptoeconomia modella e descrive specificamente il comportamento dei nodi nei sistemi blockchain distribuiti. Studia l'economia all'interno dei protocolli blockchain e i possibili esiti basati sul comportamento dei partecipanti. 

La criptoeconomia fornisce sicurezza attraverso i maggiori incentivi che i sistemi blockchain offrono ai nodi per comportarsi onestamente piuttosto che in modo malevolo. L'algoritmo di consenso Proof of Work utilizzato nel mining di Bitcoin è un esempio lampante di questa struttura di incentivi. Satoshi Nakamoto concepì intenzionalmente il meccanismo come un processo costoso e ad alto consumo di risorse, creando un forte disincentivo ad attività dannose e significativi incentivi per attività di mining oneste.

Inoltre, questo equilibrio tra rischi e ricompense offre protezione contro potenziali attacchi che potrebbero compromettere il consenso concentrando la maggior parte della potenza di hashing di una rete nelle mani di un singolo gruppo o entità. Questi attacchi, noti come attacchi al 51 percento, potrebbero essere altamente dannosi se eseguiti con successo. A causa della competitività del mining Proof of Work e dell'entità della rete Bitcoin, la probabilità che un attore malevolo acquisisca il controllo della maggioranza dei nodi è estremamente ridotta.

Il costo della potenza di calcolo necessaria per ottenere il 51 percento del controllo di una grande rete blockchain sarebbe astronomico, fornendo un immediato disincentivo a un investimento così significativo per una ricompensa relativamente scarsa. Questo fatto contribuisce alla caratteristica di Byzantine Fault Tolerance (BFT) delle blockchain, ossia la capacità di un sistema distribuito di continuare a funzionare normalmente anche se alcuni nodi diventano compromessi o si comportano in modo malevolo. Finché il costo per stabilire una maggioranza di nodi malevoli rimane proibitivo e esistono incentivi migliori per l'attività onesta, il sistema sopravvive senza interruzioni rilevanti. Tuttavia, vale la pena notare che le piccole reti blockchain sono certamente più suscettibili a un attacco di maggioranza poiché la loro potenza di hashing totale è molto inferiore a quella di Bitcoin.

Conclusione

Raggiungere la sicurezza nelle reti blockchain si basa sulla combinazione di teoria dei giochi e crittografia, creando un sistema distribuito altamente sicuro. L'applicazione corretta di questi due ambiti di conoscenza è cruciale per garantire l'affidabilità e l'efficacia delle reti di criptovalute. Per ottenerlo, deve esserci un delicato equilibrio tra decentralizzazione e sicurezza. Man mano che la blockchain continua a svilupparsi ed espandere i suoi usi, i sistemi di sicurezza devono adattarsi per soddisfare le esigenze delle diverse applicazioni. Ad esempio, le blockchain private utilizzate dalle imprese privilegiano la sicurezza tramite controllo degli accessi invece dei meccanismi di criptoeconomia usati nelle blockchain pubbliche.