Tutorial Blockchain: impara la tecnologia Blockchain (esempi)

Il blockchain viene utilizzato per il trasferimento sicuro di elementi come denaro, proprietà, contratti, ecc., senza la necessità di un intermediario terzo come una banca o un governo. Una volta che i dati vengono registrati all’interno di una blockchain, è molto difficile modificarli.

La blockchain è un protocollo software (come SMTP lo è per la posta elettronica). Tuttavia, la Blockchain non potrebbe funzionare senza Internet. Viene anche chiamata meta-tecnologia perché influenza altre tecnologie. È composto da diversi elementi: un database, un'applicazione software, alcuni computer collegati, ecc.

A volte il termine è usato per Bitcoin Blockchain o The Ethereum Blockchain e, talvolta, altre valute virtuali o token digitali. Tuttavia, la maggior parte di loro parla di registri distribuiti.

In questo tutorial sulla Blockchain per principianti, imparerai le basi della Blockchain come:

• Che cosa è Blockchain?
• Cosa NON è la Blockchain!
• Blockchain Architectura
• Come funziona la tecnologia blockchain?
• Perché abbiamo bisogno della Blockchain?
• Versioni blockchain
• Varianti della blockchain
• Casi d'uso della blockchain
• Importanti casi d'uso della Blockchain nella vita reale
• Bitcoin criptovaluta: l'applicazione più popolare della Blockchain
• Blockchain e database condiviso
• Miti sulla Blockchain
• Applicazioni della tecnologia Blockchain
• Limitazioni della tecnologia Blockchain

Cosa NON è la Blockchain!

• La blockchain no Bitcoin, ma è la tecnologia dietro Bitcoin
• Bitcoin è il token digitale e la blockchain è il registro per tenere traccia di chi possiede i token digitali
• Non puoi avere Bitcoin senza blockchain, ma puoi avere una blockchain senza Bitcoin.

Blockchain Architectura

Ora in questo tutorial sulla tecnologia Blockchain, studiamo l'architettura Blockchain comprendendo i suoi vari componenti:

Cos'è un blocco?

Una Blockchain è una catena di blocchi che contengono informazioni. I dati archiviati all'interno di un blocco dipendono dal tipo di blockchain.

Ad esempio, A Bitcoin Il blocco contiene informazioni sul mittente, sul destinatario e sul numero di bitcoin da trasferire.

Bitcoin Bloccare

Il primo blocco della catena si chiama Blocco Genesis. Ogni nuovo blocco della catena è collegato al blocco precedente.

Comprendere SHA256 – Hash

Un blocco ha anche un hash. A può essere intesa come un'impronta digitale unica per ciascun blocco. Identifica un blocco e tutto il suo contenuto ed è sempre unico, proprio come un'impronta digitale. Pertanto, una volta creato un blocco, qualsiasi modifica all'interno del blocco causerà la modifica dell'hash.

Cos'è l'hash SHA256

Pertanto, l'Hash è molto utile quando si desidera rilevare le modifiche agli incroci. Se l'impronta digitale di un blocco cambia, non rimane lo stesso blocco.

Ogni blocco ha

1. Dati
2. Hash
3. Hash del blocco precedente

Considera il seguente esempio, in cui abbiamo una catena di 3 blocchi. L'1^st il blocco non ha predecessori. Quindi, non contiene il blocco precedente. Il blocco 2 contiene l'hash del blocco 1. Mentre il blocco 3 contiene l'hash del blocco 2.

Pertanto, tutti i blocchi contengono hash dei blocchi precedenti. Questa è la tecnica che rende una blockchain così sicura. Vediamo come funziona -

Supponiamo che un utente malintenzionato possa modificare i dati presenti nel Blocco 2. Di conseguenza, cambia anche l'hash del Blocco. Ma il Blocco 3 contiene ancora il vecchio Hash del Blocco 2. Ciò rende il Blocco 3 e tutti i blocchi successivi non validi poiché non hanno l'Hash corretto del blocco precedente.

Pertanto, la modifica di un singolo blocco può rendere rapidamente non validi tutti i blocchi successivi.

Prova di lavoro

Gli hash sono un meccanismo eccellente per prevenire il rinvenimento, ma al giorno d'oggi i computer sono ad alta velocità e possono calcolare centinaia di migliaia di hash al secondo. Nel giro di pochi minuti, un utente malintenzionato può manomettere un blocco e quindi ricalcolare tutti gli hash degli altri blocchi per rendere nuovamente valida la blockchain.

Per evitare il problema, le blockchain utilizzano il concetto di Proof-of-Work. È un meccanismo che rallenta la creazione dei nuovi blocchi.

Una prova di lavoro è un problema computazionale che richiede un certo sforzo per essere risolto. Ma il tempo richiesto per verificare i risultati del problema computazionale è molto inferiore rispetto allo sforzo necessario per risolvere il problema computazionale stesso.

Nel caso di Bitcoin, sono necessari quasi 10 minuti per calcolare la prova di lavoro richiesta per aggiungere un nuovo blocco alla catena. Considerando il nostro esempio, se un hacker volesse modificare i dati nel Blocco 2, dovrebbe eseguire una prova di lavoro (che richiederebbe 10 minuti) e solo successivamente apportare modifiche nel Blocco 3 e in tutti i blocchi successivi.

Questo tipo di meccanismo rende piuttosto difficile manomettere i blocchi, quindi anche se manometti anche un solo blocco, dovrai ricalcolare la prova di lavoro per tutti i blocchi successivi. Pertanto, i meccanismi di hashing e proof-of-work rendono sicura una blockchain.

Rete P2P distribuita

Tuttavia, esiste un altro metodo utilizzato dalle blockchain per proteggersi, ovvero la distribuzione. Invece di utilizzare un’entità centrale per gestire la catena, la Blockchain utilizza una rete peer-peer distribuita e tutti possono partecipare. Quando qualcuno entra in questa rete, otterrà la copia completa della blockchain. Ogni computer è chiamato a nodo.

Vediamo cosa succede quando un utente crea un nuovo blocco. Questo nuovo blocco viene inviato a tutti gli utenti della rete. Ogni nodo deve verificare il blocco per assicurarsi che non sia stato modificato. Dopo il controllo completo, ciascun nodo aggiunge questo blocco alla propria blockchain.

Tutti questi nodi in questa rete creano a consenso. Sono d'accordo su quali blocchi siano validi e quali no. I nodi della rete rifiuteranno i blocchi manomessi.

Quindi, per manomettere con successo una blockchain

1. Dovrai manomettere tutti i blocchi sulla catena
2. Rifare la prova di lavoro per ogni blocco
3. Prendi il controllo di oltre il 50% della rete peer-to-peer.

Dopo aver fatto tutto ciò, il tuo blocco manomesso verrà accettato da tutti gli altri. Questo è quasi un compito impossibile. Quindi, le Blockchain sono così sicure. Successivamente, in questo tutorial sullo sviluppo di Blockchain per principianti, impareremo come funziona una transazione Blockchain?

Come funziona la tecnologia blockchain?

Processo di transazione Blockchain

Passo 1) Qualcuno richiede una transazione. La transazione potrebbe riguardare criptovaluta, contratti, documenti o altre informazioni.

Passo 2) La transazione richiesta viene trasmessa su una rete P2P con l'aiuto di nodi.

Passo 3) La rete di nodi convalida la transazione e lo stato dell'utente con l'aiuto di algoritmi noti.

Passo 4) Una volta completata la transazione, il nuovo blocco viene quindi aggiunto alla blockchain esistente. In modo tale che sia permanente e inalterabile.

Perché abbiamo bisogno della Blockchain?

Ecco alcuni motivi per cui la tecnologia Blockchain è diventata così popolare.

resilienza: La blockchain è spesso un’architettura replicata. La catena continua ad essere gestita dalla maggior parte dei nodi in caso di attacco massiccio contro il sistema.

Riduzione del tempo: Nel settore finanziario, la blockchain può svolgere un ruolo vitale consentendo un regolamento più rapido delle operazioni in quanto non necessita di un lungo processo di verifica, regolamento e liquidazione perché un'unica versione dei dati concordati del registro condiviso è disponibile tra tutti porta pile.

Affidabilità: Blockchain certifica e verifica le identità delle parti interessate. Ciò rimuove i doppi record, riduce le tariffe e accelera le transazioni.

Transazioni non modificabili: Registrando le transazioni in ordine cronologico, Blockchain certifica l'inalterabilità di tutte le operazioni, il che significa che quando un nuovo blocco viene aggiunto alla catena dei registri, non può essere rimosso o modificato.

Prevenzione frodi: I concetti di informazione condivisa e consenso prevengono possibili perdite dovute a frode o appropriazione indebita. Nelle industrie basate sulla logistica, la blockchain come meccanismo di monitoraggio agisce per ridurre i costi.

Sicurezza: Attaccare un database tradizionale significa abbattere un obiettivo specifico. Con l'aiuto di Distribuito Ledger Grazie alla tecnologia, ogni parte detiene una copia della catena originale, quindi il sistema rimane operativo anche se un gran numero di altri nodi cade.

Trasparenza: Le modifiche alle blockchain pubbliche sono visibili pubblicamente a tutti. Ciò offre una maggiore trasparenza e tutte le transazioni sono immutabili.

Collaborazione – Consente alle parti di effettuare transazioni direttamente tra loro senza la necessità di mediare terze parti.

Decentrato: Esistono regole standard su come ogni nodo scambia le informazioni sulla blockchain. Questo metodo garantisce che tutte le transazioni vengano convalidate e che tutte le transazioni valide vengano aggiunte una per una.

Versioni blockchain

Ora in questo tutorial sullo sviluppo di Blockchain, impariamo a conoscere le versioni Blockchain.

Versioni Blockchain

Blockchain 1.0: Valuta

L’implementazione della DLT (distributed ledger technology) ha portato alla sua prima e ovvia applicazione: le criptovalute. Ciò consente transazioni finanziarie basate sulla tecnologia blockchain. Viene utilizzato nella valuta e nei pagamenti. Bitcoin è l'esempio più importante in questo segmento.

Blockchain 2.0: contratti intelligenti

I nuovi concetti chiave sono gli Smart Contracts, piccoli programmi informatici che “vivono” nella blockchain. Sono programmi per computer gratuiti che vengono eseguiti automaticamente e controllano le condizioni definite in precedenza come facilitazione, verifica o applicazione. Viene utilizzato in sostituzione dei contratti tradizionali.

Blockchain 3.0: DApp:

DApps è l'abbreviazione di applicazione decentralizzata. Il suo codice backend è in esecuzione su una rete peer-to-peer decentralizzata. Una DApp può avere codice di esempio Blockchain frontend e interfacce utente scritte in qualsiasi linguaggio in grado di effettuare una chiamata al suo backend, come un'app tradizionale.

Varianti della blockchain

Pubblico:

In questo tipo di blockchain, i registri sono visibili a tutti su Internet. Consente a chiunque di verificare e aggiungere un blocco di transazioni alla blockchain. Le reti pubbliche hanno incentivi per l'adesione e sono gratuite. Chiunque può utilizzare una rete blockchain pubblica.

Privato:

La blockchain privata è all’interno di un’unica organizzazione. Consente solo a persone specifiche dell'organizzazione di verificare e aggiungere blocchi di transazioni. Tuttavia, tutti su Internet sono generalmente autorizzati a visualizzarlo.

Consorzio:

In questa variante Blockchain, solo un gruppo di organizzazioni può verificare e aggiungere transazioni. Qui, il registro può essere aperto o limitato a gruppi selezionati. La blockchain del consorzio viene utilizzata tra organizzazioni diverse. È controllato solo da nodi pre-autorizzati.

Casi d'uso della blockchain

La tecnologia Blockchain è ampiamente utilizzata nei diversi settori, come riportato nella tabella seguente.

Settore	Impiego
Mercati	Billing, monitoraggio e trasferimento dati Gestione delle quote nella rete di filiera
Settore Governativo	Servizi di governance personalizzata transnazionale Votazioni, proposte P2P bond, Digitizzazione di documenti/contratti e prova di proprietà per i trasferimenti Registra e identifica Servizio di teleprocurazione Registrazione e scambio IP Ricevute fiscali Servizio notarile e registro documenti
IOT	Reti di sensori agricoli e droni Reti domestiche intelligenti Città intelligente integrata. Sensori per la casa intelligente Auto a guida autonoma Robot personalizzati, componente robotica Droni personalizzati DigiTal Assistenti
Salute	Gestione dati Banche dati sanitarie EMR universali QS dati comuni Analiti del flusso di grandi dati sanitari Digiportafoglio sanitario tal Proprietà intelligente Gettone di salute Contratti di sviluppo personale
Scienza e arte	Supercomputing Analisi della folla Risorse P2P Digiservizi di benessere mentale
Finanza e contabilità	Digipagamento in valuta tal Pagamenti e rimesse Mercati di capitale decartelizzati utilizzando una rete di computer sulla Blockchain Contabilità interdivisionale Compensazione, negoziazione e derivati Contabilità

Importanti casi d'uso della Blockchain nella vita reale

1.Dubai: la città intelligente

Nell'anno 2016, l'ufficio intelligente di Dubai ha introdotto la strategia Blockchain. Utilizzando questa tecnologia, imprenditori e sviluppatori saranno in grado di connettersi con investitori e aziende leader. L'obiettivo è implementare un sistema basato su blockchain che favorisca lo sviluppo di vari tipi di industrie per rendere Dubai "la città più felice del mondo". Se sei interessato a diventare uno sviluppatore blockchain, puoi saperne di più su come diventare uno sviluppatore blockchain e contribuire allo sviluppo di sistemi all’avanguardia basati su blockchain.

2. Incentivo alla fidelizzazione dei clienti

Incent è un CRaaS (Consumer Retention as a Service) basato sulla tecnologia Blockchain. È un programma fedeltà che si basa sulla generazione di token per le aziende affiliate alla sua rete correlata. In questo sistema, la blockchain viene scambiata istantaneamente e può essere archiviata nei portafogli digitali dei telefoni degli utenti o accedendo tramite il browser.

3. Blockchain per gli aiuti umanitari

Nel gennaio 2017, il programma alimentare mondiale delle Nazioni Unite ha avviato un progetto chiamato aiuto umanitario. Il progetto è stato sviluppato nelle aree rurali della regione del Sindh in Pakistan. Utilizzando la tecnologia Blockchain, i beneficiari ricevono denaro, cibo e tutti i tipi di transazioni vengono registrati su una blockchain per garantire la sicurezza e la trasparenza di questo processo.

Bitcoin criptovaluta: l'applicazione più popolare della Blockchain

Cos'è la criptovaluta?

Una criptovaluta è un mezzo di scambio come le valute tradizionali come il dollaro statunitense, ma è progettata per scambiare informazioni digitali attraverso un processo reso possibile da alcuni principi di crittografia. Una criptovaluta è una valuta digitale ed è classificata come un sottoinsieme di valute alternative e valute virtuali.

La criptovaluta è uno strumento al portatore basato sulla crittografia digitale. In questo tipo di criptovaluta, il detentore ha la proprietà della valuta. Nessun altro documento è stato conservato riguardo all'identità del proprietario. Nel 1998, Wei Dai pubblicò “B-Money”, un sistema di cassa elettronico anonimo e distribuito.

Che cos'è la Bitcoin?

Bitcoin è stato lanciato nel 2009 da una persona sconosciuta chiamata Satoshi Nakamoto. Bitcoin è una tecnologia Peer-to-Peer che non è governata da alcuna autorità centrale o banca. Attualmente, emissione Bitcoinse la gestione delle transazioni viene effettuata collettivamente nella rete. Attualmente è la criptovaluta dominante nel mondo. È open source e progettato per il grande pubblico, quindi nessuno ne possiede il controllo Bitcoin. In realtà sono solo 21 milioni Bitcoins rilasciato. Attualmente, Bitcoin ha una capitalizzazione di mercato di 12 miliardi di dollari.

Chiunque può usare bitcoin senza pagare alcuna commissione di processo. Se stai gestendo Bitcoin, il mittente e il destinatario effettuano transazioni direttamente senza ricorrere a terzi.

Blockchain e Bitcoin:

La blockchain è la tecnologia dietro Bitcoin. Bitcoin è il token digitale e la blockchain è il registro che tiene traccia di chi possiede i token digitali. Non puoi avere Bitcoin senza blockchain, ma puoi avere blockchain senza Bitcoin.

Altre importanti criptovalute

• Ethereum
• Bitcoin Cash
• Ripple
• Litecoin

Blockchain e database condiviso

Blockchain vs database condiviso

parametri	Blockchain	Database condiviso
Operazioni	inserire	Crea/Leggi/Aggiorna ed Elimina
replicazione	Replica completa su ogni peer	Padrone-schiavo Multimaster
Consenso	La maggior parte dei colleghi concorda sull'esito delle transazioni.	Transazioni distribuite che si sono svolte in due fasi commit e Paxos.
Convalida	Le regole globali vengono applicate all’intero sistema blockchain.	Offre solo vincoli di integrità locale
disintermediazione	È consentito con blockchain.	Non autorizzato.
riservatezza	Completamente confidenziale	Non del tutto confidenziale
Robustezza	Tecnologia completamente robusta.	Non del tutto robusto.

Miti sulla Blockchain

Mito	Realtà
Risolve ogni problema	No, è solo un database
Tecnologia senza fiducia	Può spostare la fiducia e anche diffonderla
Assicurate	Si concentra sull’integrità e non sulla riservatezza
I contratti intelligenti sono sempre legali	Esegue solo parti di alcuni contratti legali
Immutabile	Offre solo immutabilità probabilistica
È necessario sprecare elettricità	Le blockchain emergenti sono efficienti
È intrinsecamente invendibile	Le blockchain emergenti sono scalabili

Applicazioni della tecnologia Blockchain

Ecco alcune applicazioni comuni della Blockchain:

• Viene utilizzato per creare un registro digitale sicuro e trasparente di tutte le transazioni.
• Ti consente di creare un registro a prova di manomissione dei risultati accademici accessibile a tutti gli studenti e insegnanti.
• Viene utilizzato per creare un sistema più efficiente per la negoziazione di titoli.
• Gli istituti di credito utilizzano la blockchain per eseguire prestiti collateralizzati tramite contratti intelligenti
• L’utilizzo della tecnologia blockchain per registrare le transazioni immobiliari può fornire un mezzo più sicuro e accessibile per verificare e trasferire la proprietà.
• Utilizzare per conservare dati come numero di previdenza sociale, data di nascita e altre informazioni identificative su un registro pubblico.
• La tecnologia Blockchain viene utilizzata anche nel settore della logistica poiché aiuta a tenere traccia degli articoli mentre si muovono attraverso una rete logistica o di catena di fornitura.

Limitazioni della tecnologia Blockchain

Ora in questo tutorial Blockchain per principianti, impareremo i limiti della tecnologia Blockchain:

Maggiori costi: I nodi cercano ricompense più elevate per il completamento delle transazioni in un'azienda che funziona secondo il principio della domanda e dell'offerta

Transazioni più lente: I nodi danno priorità alle transazioni con ricompense più elevate, accumulando arretrati di transazioni
Registro più piccolo: Non è possibile ottenere una copia completa della Blockchain, il che potrebbe influire sull'immutabilità, sul consenso, ecc.

Costi di transazione, velocità della rete: Il costo delle transazioni di Bitcoin è piuttosto alto dopo essere stato pubblicizzato come "quasi libero" per i primi anni.

Rischio di errore: Il rischio di errore c’è sempre, purché sia ​​coinvolto il fattore umano. Nel caso in cui una blockchain funga da database, tutti i dati in entrata devono essere di alta qualità. Tuttavia, il coinvolgimento umano può risolvere rapidamente l’errore.

Spreco: Ogni nodo che gestisce la blockchain deve mantenere il consenso attraverso la blockchain. Ciò offre tempi di inattività molto bassi e rende i dati archiviati sulla blockchain per sempre immutabili. Tuttavia, tutto ciò è uno spreco perché ogni nodo ripete un compito per raggiungere un consenso.

Consiglio Blockchain

Consiglio Blockchain fornisce la certificazione per blockchain, appositamente progettata per le persone che vogliono fare carriera nel dominio blockchain. Questa certificazione richiede una conoscenza approfondita del concetto chiave della blockchain. Si concentra su applicazioni Corda, Smart Contracts, Hyperledger, Quorum

La certificazione Blockchain Council può essere utile per lavorare in settori come il marketing digitale, l'assistenza sanitaria, la catena di fornitura, ecc. La formazione e la certificazione fornite da questa organizzazione sono utili per varie imprese, aziende e sviluppatori. Il risultato è l’utilizzo della tecnologia Blockchain nel business del sistema di lavoro centralizzato e tradizionale.

Di seguito sono riportati i certificati forniti dal Blockchain Council:

• Un esperto Blockchain certificato
• Esperto Corda certificato
• Corda certificata Archiproteggere
• Sviluppatore Blockchain Certificato
• Professionista certificato della sicurezza BlockChain
• Sviluppatore certificato Smart Contract
• Certificato Bitcoin Perizie
• Certificato Ethereum Perizie

Se vuoi imparare a creare la tua criptovaluta, ecco un tutorial gratuito a cui ti consigliamo di dare un'occhiata: Come creare la tua criptovaluta?

Sommario

• Una Blockchain è una catena di blocchi che contengono informazioni
• La blockchain no Bitcoin, ma è la tecnologia dietro Bitcoin
• Ogni blocco contiene hash.
• Ogni blocco ha un hash del blocco precedente
• La blockchain richiede la prova di lavoro prima che venga aggiunto un nuovo blocco
• Il database blockchain è distribuito tra più peer e non è centralizzato.
• La tecnologia della catena a blocchi è resilienza, decentralizzazione, riduzione dei tempi, affidabilità e offre transizioni inalterabili
• Tre versioni di Blockchain sono Blockchain 1.0: Valuta, Blockchain 2.0: Smart Contracts e Blockchain 3.0: DApps
• La blockchain è disponibile in tre diverse varianti 1) Pubblica 2) Privata 3) Consortile
• Costi più elevati, transazioni più lente, registro ridotto e rischio di errore sono alcuni svantaggi dell’utilizzo di questa tecnologia
• Dubai- La Smart City, la fidelizzazione dei clienti e la Blockchain per gli aiuti umanitari sono i casi d'uso reali della Blockchain
• Bitcoin utilizza la tecnologia blockchain che non è governata da alcuna autorità centrale o banca