#B2B - Che cos’è il Consenso di Nakamoto?

L'innovazione di Satoshi ha permesso il consenso globale senza un'autorità centralizzata, creando così il primo sistema monetario veramente privo di fiducia.

Questo articolo fa parte di una serie intitolala #Back-2-Basic che si prefigge di ripercorrere alcuni tra i concetti alla base dell’economia, con particolare riferimento al protocollo Bitcoin.

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Tradotto dall’originale di Bitcoin Magazine - pubblicato il 7 nov 2021

Il video di cui sopra proviene da un articolo che ho pubblicato in precedenza e riassume bene tutti i concetti espressi a parole nell’articolo sottostante.

Una delle caratteristiche più singolari di Bitcoin è il suo algoritmo di consenso, che ha creato il precedente di un sistema di valuta peer-to-peer a tolleranza di errore bizantina (BFT). La definizione più comune dell'algoritmo di consenso di Bitcoin, in particolare quella a cui fa riferimento la maggior parte delle fonti online, è proof-of-work (PoW), il meccanismo di consenso che si basa sulla risoluzione di puzzle crittografici da parte dei partecipanti per convalidare nuove informazioni.

Sebbene il PoW sia una parte significativa del modello di consenso generale di Bitcoin, non comprende la totalità delle modalità di aggiunta di nuovi blocchi alla blockchain. Piuttosto, PoW fa parte di un algoritmo di consenso più ampio che è comunemente noto come "Nakamoto Consensus", dal nome dello pseudonimo creatore di Bitcoin stesso.

Il consenso di Nakamoto è ciò che ha reso Bitcoin diverso dalle innumerevoli implementazioni di valuta digitale che l'hanno preceduto, come DigiCash o b-money. L'esclusivo modello di consenso di Bitcoin le ha permesso di essere il primo sistema BFT (Byzantine fault tolerant) in grado di scalare in modo organico, creando così il precedente per le criptovalute successive che continuano a utilizzare una variante del Nakamoto Consensus per alimentare i loro protocolli.

Una parte significativa del consenso di Nakamoto, almeno in Bitcoin, è il PoW. PoW si riferisce al meccanismo crittografico che si basa sulla capacità dei partecipanti di risolvere problemi computazionali difficili per avere una partecipazione maggiore nella rete.

Nel caso di Bitcoin, PoW è essenzialmente un modo distribuito per i partecipanti alla catena di determinare il blocco più valido. Ogni partecipante (o miner) P cerca di trovare una soluzione valida per il blocco di transazioni successivo. Ciò comporta la ricerca di un valore h tale che, quando h viene sottoposto a hashing con l'algoritmo SHA-256, viene trovato il valore richiesto. Si tratta spesso di un processo iterativo; i nonces (numeri utilizzati una sola volta) vengono aggiunti alla fine della stringa sottoposta a hashing a ogni tornata successiva, finché non viene fornito il valore richiesto.

Una volta che P riesce a trovare una soluzione alla PoW, trasmette il suo blocco al resto della rete, dove viene approvato se nessuna delle transazioni al suo interno è già stata spesa in base al timestamp. P riceve quindi una ricompensa in bitcoin come compenso per la quantità di potenza di calcolo spesa per convalidare il blocco successivo di transazioni.

Il mining in Bitcoin è in realtà l'impegno di una certa quantità di risorse informatiche al solo scopo di risolvere problemi computazionalmente difficili e convalidare nuovi blocchi. Maggiore è la potenza di calcolo di un singolo nodo, maggiore è la probabilità di trovare un valore corretto per l'hash SHA-256 e quindi di risolvere l'hash crittografico associato al PoW di quel particolare blocco.

Il PoW consente a Bitcoin di essere completamente decentralizzato e sicuro. Chiunque può partecipare al processo di mining, senza che sia necessario possedere un certo numero di bitcoin per poterlo fare. In effetti, non è assolutamente noto chi sarà il vincitore della prossima ricompensa di mining in un dato momento, e la potenza di calcolo aggiuntiva serve solo ad aumentare la probabilità che un singolo nodo abbia successo.

Inoltre, il processo di mining incentiva i nodi ad agire onestamente grazie alle ricompense associate alla trasmissione del blocco corretto. Ciò significa che per prendere il controllo della rete, un malintenzionato deve controllare oltre il 51% della potenza di calcolo/hashing della rete e impedire la convalida dei blocchi legittimi. Questo è comunemente noto come "attacco al 51%".

Date le dimensioni attuali della rete Bitcoin, il costo economico di accumulare oltre il 51% della potenza di hashing attualmente presente nella rete è elevato e quindi estremamente difficile.

La seconda parte del Nakamoto Consensus è quella che ha permesso a Bitcoin di essere la prima piattaforma di valuta BFT scalabile. Il Nakamoto Consensus pone grande enfasi sulla catena più lunga, sostenendo che la catena più lunga che è anche valida in base ai timestamp (nessuno dei blocchi è invalido a causa di transazioni doppiamente spese, per esempio) è la più legittima, in quanto ha avuto la più grande quantità di risorse computazionali dedicate ad essa.

Questo introduce la fiducia in un sistema altrimenti privo di fiducia, consentendo alla rete Bitcoin di funzionare senza un'autorità centralizzata. Ad esempio, se un partecipante è stato inattivo o si è appena iscritto, può semplicemente accettare l'attuale catena più lunga come prova di ciò che è accaduto in precedenza all'interno della rete.

Non ha bisogno di affidarsi a una terza parte o a una sorta di istituzione; piuttosto, inizia semplicemente a costruire sulla base della catena più lunga valida, ottenendo così la possibilità di ricevere ricompense proponendo un blocco computazionalmente valido. In effetti, la "regola della catena più lunga", come è stata soprannominata dalla comunità delle criptovalute, ha permesso a Bitcoin di avere successo dove le precedenti valute digitali PoW avevano fallito.

Ha permesso ai partecipanti di avere fiducia nella rete e ha anche stabilito uno standard attraverso il quale i minatori hanno potuto iniziare a entrare e uscire a piacimento senza dover dipendere da un'autorità. La regola della catena più lunga è stata adottata da numerosi sistemi di asset digitali e blockchain successivi al Bitcoin.

Il consenso di Nakamoto ha rivoluzionato la moneta digitale e la crittografia moderna introducendo una soluzione BFT scalabile, che ha permesso a Bitcoin di affermarsi come sistema di transazioni peer-to-peer senza fiducia. In particolare, Nakamoto Consensus è riuscito a creare uno standard di misura per la validità della blockchain: la quantità di risorse computazionali spese su di essa.

Sebbene il modello di consenso di Nakamoto abbia ricevuto una buona dose di critiche, soprattutto a causa della sua tendenza a consentire la biforcazione della catena, rimane uno dei meccanismi di consenso più efficienti e di successo tra le reti decentralizzate.

Associando una risorsa scarsa (la potenza di calcolo) alla blockchain, il Nakamoto Consensus conferisce a Bitcoin valore, sicurezza e fiducia impliciti rispetto ad altri sistemi valutari.