Tecnologia a registro distribuito: il fondamento della blockchain

La Distributed Ledger Technology, o DLT, è un'architettura dati che consente a più partecipanti di una rete di archiviare, verificare e sincronizzare i record. La blockchain è una delle sue implementazioni più comuni. La differenza chiave tra DLT e un database centralizzato tradizionale non è semplicemente che i dati sono archiviati su più nodi, ma anche chi ha l'autorità di aggiornare i record, come i nodi verificano le transazioni e come la rete concorda su uno stato valido. Comprendere i registri distribuiti, i database decentralizzati e il consenso è una base importante per apprendere la blockchain, Bitcoin, Ethereum e Web3.

Cos'è la Distributed Ledger Technology e in cosa è diversa dalla blockchain?

La Distributed Ledger Technology, o DLT, è un'architettura tecnica che consente ai computer in luoghi diversi di partecipare alla registrazione, validazione e sincronizzazione dei dati. La BIS descrive la DLT come un insieme di protocolli e infrastrutture di supporto che consente ai computer in luoghi diversi di proporre e validare transazioni e aggiornare i record della rete in modo sincronizzato.

La blockchain è una forma comune di distributed ledger technology, ma i due termini non sono intercambiabili. In una blockchain, le transazioni o altri dati sono tipicamente organizzati in blocchi secondo le regole del protocollo, e tali blocchi sono collegati crittograficamente al registro storico. NIST descrive la blockchain come un registro digitale distribuito con caratteristiche di resistenza e rilevabilità alle manomissioni.

La DLT può quindi essere intesa come la categoria più ampia, mentre la blockchain è una specifica architettura al suo interno. Non ogni registro distribuito deve utilizzare una struttura "blocco + catena", e non ogni rete DLT è completamente aperta. Alcune sono reti permissionless che consentono un'ampia partecipazione, mentre altre sono reti permissioned in cui specifiche organizzazioni controllano la partecipazione dei nodi o i diritti di accesso.

Come funziona un database decentralizzato?

Un registro distribuito non è semplicemente un database in cui ogni computer memorizza una copia completa identica.

I nodi possono svolgere ruoli diversi a seconda della rete. Alcuni full node validano blocchi e transazioni, mentre i nodi leggeri possono elaborare o archiviare solo le informazioni necessarie per la propria verifica. Ethereum, ad esempio, distingue tra Full Nodes e Light Clients. I light client non archiviano l'intera blockchain e utilizzano invece le intestazioni dei blocchi e altre prove per verificare le informazioni di cui hanno bisogno.

La caratteristica chiave di un registro distribuito è che più partecipanti possono verificare i dati in modo indipendente secondo regole di protocollo condivise, invece di fare affidamento interamente su un amministratore centrale del database.

Nei database distribuiti tradizionali, gli amministratori possono comunque coordinare la coerenza tra le repliche o mantenere un database primario. La DLT può invece utilizzare crittografia, validazione dei nodi e meccanismi di consenso per consentire ai partecipanti di determinare collettivamente quali transazioni e aggiornamenti di stato sono validi.

Questa è l'idea centrale alla base di un database decentralizzato: non significa che non ci siano regole o governance. Piuttosto, l'autorità di validare i dati e aggiornare lo stato della rete non deve essere concentrata in un'unica entità.

Come mantengono la coerenza dei dati i registri distribuiti?

Quando più nodi mantengono lo stesso registro, sorge una domanda importante: se nodi diversi ricevono transazioni o blocchi diversi, quale record dovrebbe accettare definitivamente la rete?

È qui che diventano importanti i meccanismi di coerenza e consenso.

La coerenza non significa che ogni nodo abbia esattamente gli stessi dati in ogni millisecondo. Poiché i dati impiegano tempo a propagarsi su Internet, i nodi possono temporaneamente vedere transazioni, blocchi o stati di rete diversi. Ciò che conta è che i nodi possano validare i dati secondo regole condivise e convergere gradualmente su uno stato riconosciuto come valido dalla rete.

Ethereum descrive un meccanismo di consenso come un sistema più ampio di protocolli, incentivi e regole che consente ai nodi distribuiti di concordare sullo stato della blockchain, piuttosto che semplicemente PoW o PoS da soli.

In Ethereum, il client di esecuzione elabora le transazioni e mantiene lo stato della rete, mentre il client di consenso gestisce la scelta del fork, la sincronizzazione dei blocchi e la logica relativa al consenso. Insieme, questi componenti aiutano i nodi a determinare quale catena la rete riconosce attualmente.

Bitcoin, al contrario, utilizza Proof of Work, la validazione dei nodi e regole di selezione della catena basate sul lavoro accumulato per mantenere la cronologia delle transazioni. Blockchain diverse possono utilizzare design di coerenza e consenso diversi, quindi non si deve presumere che i registri distribuiti sincronizzino i dati esattamente allo stesso modo.

Registro distribuito vs. database tradizionale

Uno dei principali vantaggi della tecnologia dei registri distribuiti è che può ridurre la dipendenza da un singolo amministratore dei dati.

Nelle reti blockchain aperte, nodi indipendenti possono verificare se le transazioni e i blocchi seguono le regole del protocollo. Ciò può migliorare la verificabilità, la tolleranza ai guasti e la trasparenza, riducendo alcuni rischi associati a un singolo guasto del database o a una modifica unilaterale.

Tuttavia, un registro distribuito non significa che i dati non possano mai essere modificati, né che DLT sia sempre migliore di un database tradizionale. Quando più nodi devono validare, sincronizzare e raggiungere il consenso, il sistema comporta costi aggiuntivi di calcolo, archiviazione, larghezza di banda e coordinamento. Se un'applicazione ha già un amministratore chiaramente fidato e dà priorità a bassa latenza, alto throughput e facile modifica dei dati, un database centralizzato tradizionale potrebbe essere più adatto.

Il vero valore di DLT, quindi, non è semplicemente copiare un database su più server. Si tratta di riprogettare chi può scrivere i dati, chi è responsabile della validazione e come la rete determina lo stato valido quando si verificano disaccordi. Blockchain si basa su questo modello combinando crittografia, meccanismi di consenso e incentivi economici, consentendo a più partecipanti indipendenti di mantenere una storia digitale condivisa e verificabile.

FAQ

• Che cos'è la tecnologia dei registri distribuiti, o DLT?
  DLT è un'architettura tecnica che consente a più nodi di rete di registrare, validare o sincronizzare dati, riducendo la dipendenza da un singolo amministratore centrale del database.

• I registri distribuiti e la blockchain sono la stessa cosa?
  No. DLT è una categoria tecnologica più ampia, mentre blockchain è una comune implementazione. Le blockchain in genere organizzano i record in blocchi sequenziali collegati tramite relazioni crittografiche.

• Ogni nodo blockchain memorizza l'intero registro?
  Non necessariamente. Tipi diversi di nodi svolgono funzioni diverse. Un Light Client, ad esempio, di solito non memorizza l'intera cronologia della blockchain e recupera e verifica invece solo le informazioni richieste per il suo ruolo.

• Cosa significa coerenza in un registro distribuito?
  Coerenza significa che più nodi seguono regole di protocollo condivise e convergono gradualmente sullo stesso stato di rete valido, invece di richiedere che ogni nodo possieda esattamente gli stessi dati in ogni momento.

• Un registro distribuito è sempre più sicuro di un database centralizzato?
  Non necessariamente. La sicurezza dipende dal design del consenso, dalla distribuzione dei nodi, dalla crittografia, dai modelli di autorizzazione, dall'implementazione del software e dall'ambiente operativo. Le due architetture sono anche adatte a casi d'uso diversi.

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