Si può definire come una sorta di registro pubblico decentralizzato che sfrutta la tecnologia «peer-to-peer» (P2P) per validare transazioni tra due o più parti in modo affidabile, sicuro, verificabile e permanente. La Blockchain (“Registro autorevole di transazioni certificate senza intermediari di fiducia”)  è una tecnologia trasparente e aperta che realizza una forma di “libro mastro” (general ledger) condiviso di dati digitali senza un’autorità centrale fiduciaria, creato e mantenuto attraverso un insieme di ‘nodi’ di una rete di registrazione distribuita (distributed ledger technology, DLT) che impedisce ogni forma di censura.

Chiunque con il proprio computer può connettersi a questo tipo di sistema e diventare un ‘nodo’ validatore, disponendo – in qualità di partecipante – di una copia completa di tutte transazioni effettuate. Il relativo network di computer raggiunge il consenso sulla creazione di un nuovo «blocco», che racchiude tutte le operazioni validate in precedenza e viene aggiunto alla catena senza essere più modificabile.

L’unico modo per modificare un dato consiste nel costruire un nuovo blocco (con tutti i blocchi precedenti lasciati inalterati) e dichiararlo. Non ci sono quindi – teoricamente – rischi di truffe, furti, manomissioni, corruzioni o altro. Non potranno esserci versioni differenti di uno stesso documento, ed ogni modifica è trasparente a tutti i nodi.

La tecnologia Blockchain svolge pertanto un ruolo ‘notarile’: è irreversibile, trasferisce in modo (quasi) istantaneo e senza intermediari la proprietà di qualsiasi bene – valuta (cripto o a corso legale, “fiat”), beni mobili ed immobili, azioni, file. E offre caratteristiche intrinseche uniche: 

• architettura distribuita: il registro è condiviso e sincronizzato su differenti nodi (computer) che operano sulla stessa Blockchain 
• immutabilità:  una volta scritti, i dati non possono essere alterati, ma solo aggiunti 
• tracciabilità:di tutti gli eventi e transazioni relativi ad ogni singola identità (persona, entità giuridica, prodotto, … ) 
• trasparenza: il controllo dei dati è effettuabile da tutti gli utenti della Blockchain

Queste caratteristiche sono possibili grazie all’utilizzo esteso di protocolli ed algoritmi crittografici ben noti in altri ambiti, quali crittografia simmetrica, hash e firme digitali. 

Un po’ di storia

La ‘catena di blocchi’ che contengono varie transazioni è stata ideata nel 2008 da Satoshi Nakamoto, lo pseudonimo di colui (o coloro) che ha creato la prima cripto-valuta Bitcoin, basata appunto sulla tecnologia P2P Blockchain.

Nakamoto intendeva effettuare transazioni sul web senza un “intermediario di fiducia” a garanzia dello scambio: «A purely peer-to-peer (P2P) version of electronic cash would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through a financial institution». Bitcoin nasce quindi per eliminare l’intermediario “banca”, sostituito da un protocollo di comunicazione in grado di effettuare operazione criptate completamente anonime per verificare, approvare, certificare e archiviare in un registro pubblico distribuito in rete (distributed ledger) le transazioni che avvengono all’interno della ‘catena’, con il consenso (della maggioranza) dei ‘nodi’,  i vari PC collegati tra loro.

Quest’ultimo è un meccanismo di garanzia, onde evitare che un utente spenda monete che non ha o che le spenda più volte, e viene raggiunto attraverso il processo di “mining”. Il computer del miner deve eseguire calcoli matematici molto complessi, la cui risoluzione – in competizione con altri “minatori” – è necessaria per dare l’ok alla pubblicazione del blocco in rete  proof of work (PoW).

Come ricompensa per questo servizio i “minatori” incassano fee dagli utenti per ciascuna transazione e remunerazioni per ciascun blocco. Queste ultime si dimezzano ogni 210.000 blocchi o circa 4 anni — 10’ a blocco, 144 blocchi al giorno, ~52.500 blocchi / anno. Le fee valevano inizialmente 50 Bitcoin a blocco, poi 25 Bitcoin nel periodo 2012-2016, 12,5 attualmente, 6,75 dal 2020 in poi, e così via, in linea con il numero finito di Bitcoin emettibili (uno per ogni blocco creato), pari a circa 21.000.000. 

In sintesi, il termine Blockchain identifica in senso stretto la tecnologia di Nakamoto sottostante alla cripto-valuta Bitcoin, ma viene generalmente identificato come un’ampia classe di tecnologie per i registri distribuiti (DLT) che soddisfi il “Blockchain Trilemma”: sicurezza (in mancanza di una Autorità di controllo), scalabilità (rapidità di esecuzione di transazioni business) e decentralizzazione (registro distribuito P2P senza intermediari). 

Limiti attuali, miti e realtà

In realtà, nonostante la rilevanza e interessantissime prospettive, occorre sottolineare che i sistemi attuali “permissionless” – le “vere” Blockchain aperte a tutti, quelle “permissioned” rientrando in una sorta di DLT di tipo privato o chiuso – presentano al momento una serie di limiti. Ad esempio, relativamente ai consumi, la competizione tra “miners”, basata sulla complessità degli algoritmi per il proof of work, richiede enormi quantità di energia (paragonabile alle necessità di Paesi come il Perù o l’Irlanda), giganteschi data center in Paesi a bassi costi di energia, con problemi di dissipazione di calore e – più importante – sostenibilità ambientale.

I costi sono tuttora imprecisati (e non insignificanti), e le apps Blockchain–based sostanzialmente non sono “real time”, se non quelle di tipo permissioned.

Inoltre, i tempi di lavorazione transazioni / blocchi sono piuttosto lunghi, ad esempio Bitcoin richiede circa 10‘ per un blocco (1.000÷1.500 transazioni) , e la certezza di transazione a buon fine si ha dopo 3-4 blocchi (oltre 30’), il che limita l’applicabilità di smart contracts (tipicamente con tecnologia Ethereum) per transazioni che richiedano brevi tempi di risposta. 

Anche rispetto alla “scalabilità” (rapidità di transazioni business), gli smart contracts non sembrano in grado di gestire transazioni per reali applicazioni business.

Le Blockchain tradizionali (7÷20 transazioni al secondo) mal si adattano – al momento – ad esempio alla fatturazione elettronica (miliardi di fatture / anno in Italia, cioè 500+ transazioni al secondo), o a transazioni di Carte di Credito (decine di migliaia al secondo), e non danno certezza dei tempi di esecuzione per nuove transazioni business da aggiungere a quelle già esistenti sulle varie Blockchain. 

Quanto sopra sembrerebbe scoraggiare l’impiego concreto della tecnologia Blockchain nella maggior parte delle possibili situazioni applicative reali, nonostante le interessanti caratteristiche di decentralizzazione, trasparenza (permissionless), sicurezza, immutabilità e tracciabilità delle transazioni attraverso un consenso distribuito e non manipolabile, sostanzialmente a causa della competizione tra miners basata sulla complessità degli algoritmi proof of work (PoW) per la formazione dei blocchi.

Ultime novità e progressi

Per superare tali limiti operativi, dal 2016 Blockchain ha assunto identità e valore autonomi, diventando permissioned (cioè limitata libertà di accesso) con Hyperledger Project della Linux Foundation, dal quale sono nati numerosi framework, come Fabric.

Nel 2017 il prof. Silvio Micali del MIT (ACM Turing Award 2012, l’equivalente del Nobel nel Computer Engineering) ha lanciato Algorand, che ambisce a realizzare la prima blockchain permissionless con transazioni immediate e scalabili, mediante un protocollo proof of stake (PoS) che – a differenza di altre blockchain permissionless – risolva il blockchain trilemma (decentralizzazione, scalabilità, sicurezza) di cui le imprese hanno bisogno per i loro requisiti commerciali.

Infatti, la procedura di formazione dei blocchi non è basata su competizione tra miners, che vengono viceversa identificati volta per volta in maniera casuale, con il consenso sui blocchi gestito da un Comitato di validazione di molti membri in possesso di cripto valuta Algo.

Più Algo posseduti danno diritto ad un maggior numero di voti per la convalida di ciascun blocco, ottenuta attraverso un protocollo di consenso che minimizza le possibilità di accordi “malevoli” tra membri del Comitato.

Non essendo richiesti incentivi  o PoW, non ci sono quindi costi e consumi di energia sostanziali, né ritardi e necessità di re-instradamenti software (fork), i tempi di elaborazione sono rapidi (un blocco in circa 4 secondi e oltre 1.000 transazioni / sec) e possono essere aggiunti al sistema quanti utenti lo desiderino (scalabilità).

Allo scopo di sperimentare le varie opzioni in vista di possibili applicazioni operative, all’interno della nostra associazione Stati Generali dell’Innovazione sono stati attivati nodi di blockchain Factom ed Ethereum, e più recentemente Algorand. In riconoscimento dell’impegno applicativo, Assintel ha conferito il premio Associato del Mese (Marzo 2019) ad un socio SGI con il servizio di notarizzazione documentale Lambda Service (Blockchain for the security of digitally signed documents).

Settori applicativi

Possibili applicazioni che utilizzino un libro mastro condiviso, affidabile, sicuro, aperto, trasparente, senza forme di censura o autorità centrali fiduciarie riguardano pertanto: 

▪ Tecnofinanza (Fintech) e Assicurazioni – transazioni finanziarie, RCA, trasporti, … 

▪ Tracciabilità Atti pubblici – Notai, Avvocati, PA, Istituzioni, UE, … 

▪ Tracciamento e Controllo flussi migratori — analisi di dati aggregati 

▪ Certificazione identità, titoli di studio, … 

▪ Sanità Digitale / Registrazione dati sensibili 

▪ Agricoltura Digitale / Tracciamento filiera Agro-alimentare 

▪ Mappatura / Tracciamento interventi di manutenzione – infrastrutture, catasti, … 

Ad esempio, è possibile raccogliere, registrare, analizzare, validare e certificare in modo sicuro (e decentralizzato) i dati, le informazioni e la documentazione in ogni fase della supply chain della filiera agroalimentare.

Si possono pertanto realizzare applicazioni per soddisfare la domanda sempre crescente dei consumatori a garanzia del territorio di origine dei prodotti  tracciamento filiera agri-food, fornitori, denominazione d’origine controllata (“Made in…”).

Un altro interessante settore di applicazione riguarda il monitoraggio e manutenzione predittiva delle strutture sospese, grande problema di tutti i Paesi, oltre all’Italia, attraverso un registro informatizzato delle opere civili basato su tecnologia Blockchain che ne individui età, parametri strutturali, stato di “salute”, storico degli interventi manutentivi, in grado di costituire un ‘catasto’ organizzato per classi di rischi potenziali e relative priorità degli interventi manutentivi da porre in essere. 

Prospettive e sostenibilità

Il tema Blockchain – e la sua sostenibilità – è al centro dell’interesse di tutte le principali Istituzioni, anche per la rilevanza dei ledger distribuiti (sia per cripto-valute che per altre applicazioni specifiche) nella trasformazione in “Smart Nations”  e più in generale per una “Borderless Economy”.

Il Ministero della Sviluppo Economico ha attivato nel 2018 un team di 30 esperti allo scopo di definire le linee guida per l’utilizzo della Blockchain. L’ISO ha attivato (aprile 2017) un Comitato Tecnico di 41 Paesi (tra cui l’Italia) ed 11 osservatori, con l’obiettivo di produrre 11 standard di varia natura. L’Europa è attiva con la European Blockchain Partnership, a cui l’Italia partecipa, e con le organizzazioni di standardizzazione CEN, CENELEC ed ETSI, in cui l’Italia è presente attraverso gli organismi nazionali UNI e CEI.

La International Association for Trusted Blockchain Applications (INATBA) è stata ufficialmente riconosciuta dalla Commissione UE come importante strumento di promozione e adozione di Blockchain. 

Purché si risolvano i citati problemi di scalabilità e sostenibilità, non è pensabile “bruciare il pianeta” per creare blocchi attraverso un mining ad elevatissimo consumo di energia, la tecnologia Blockchain ben si adatta all’Unione Europea per la sua configurazione decentralizzata, e varie interazioni transfrontaliere sono già attive tra organizzazioni private e pubbliche.

Berlino è uno dei principali centri per l’innovazione Blockchain (il che spiega la presenza di molte startup tedesche tra i membri fondatori di INATBA), l’Austria usa la tecnologia  per vendere obbligazioni governative, l’Estonia sta integrando tale tecnologia nel suo sistema di voto elettronico digitale per renderlo più resistente ad attacchi hacker, la Svezia la sta implementando nel mondo dei notai e delle transazioni immobiliari, mentre l’industria agricola francese si sta organizzando per usarla con lo scopo di migliorare le catene di approvvigionamento e garantire l’origine di alimenti di alta qualità.

In tal senso, può rivelarsi un potentissimo strumento a favore della sostenibilità in senso ampio, riducendo sub-ottimalità, intermediari nella catena del valore, truffe e sprechi a tutto vantaggio dell’Economia Circolare, migliorando in tal modo la qualità complessiva dei servizi alla popolazione. Nell’aprile 2018, Marija Gabriel, Commissario per l’Economia e la Società digitale ha dichiarato:

«Blockchain è una grande opportunità per l’Europa e gli Stati membri di ripensare i loro sistemi di informazione, promuovere la fiducia degli utenti e la protezione dei dati personali, contribuire a creare nuove opportunità di business e stabilire nuove aree di leadership, a vantaggio dei cittadini, dei servizi pubblici e delle imprese».

Saperenetwork è...

Fulvio Ananasso

Fulvio Ananasso, ingegnere elettronico, si occupa da oltre 40 anni di telecomunicazioni, dal punto di vista tecnologico, giuridico e socio-economico. Ha ricoperto posizioni manageriali nell'industria (Selenia), è stato direttore Marketing e Studi per Telespazio, Direttore Iridium Program Office, Direttore Genereale e Amministratore Delegato di Iridium Italia. È stato professore associato all'Università di Roma Tor Vergata e Direttore generale Studi e ricerche AGCOM, dal 2007 al 2012.

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