[come fa a funzionare senza non essere notata a livello di occupazione di spazio su disco nel pc infetto]

Buongiorno a tutti.

Mi sono imbattuto in un articolo che parla del malware "Glupteba" che crea una botnet di pc infetti. La particolarità è che il pc infetto, se gli indirizzi dei server dei comandi non corrispondono più ad un server online (magari sequestrato) può recuperare gli indirizzi dei nuovi server malevoli da cui ricevere istruzioni leggendoli da transazioni (credo dal campo OP_RETURN) effettuate da indirizzi bitcoin in mano ai pirati informatici. Sembrerebbe quindi "incensurabile/inarrestabile" perchè essendo la blockchain di bitcoin incensurabile riuscirà sempre a risalire ai nuovi server master.

Ho trovato solo informazioni tipo questa su siti generalisti senza ulteriori approfondimenti e da buon bitcoiner curioso mi sono chiesto: ma come fa a funzionare?

Mi spiego meglio, come fa a funzionare senza non essere notata a livello di occupazione di spazio su disco nel pc infetto?

In teoria potrebbe funzionare così: si sincronizza con la blockchain bitcoin, quindi scarica DIVERSI GIGA di dati (anche solo in pruning sarebbero giga), e legge le transazioni effettuate dagli indirizzi che il malware sa essere dei pirati che lo controllano.

Mi sfugge qualcosa?

Se in alternativa non scaricasse la blockchain come un qualsiasi full node, vorrebbe dire che si collega a qualche server che espone la blockchain? A questo punto non perderebbe la sua particolarità di essere "inarrestabile" ? Il single point of failure sarebbe semplicemente quello specifico full node remoto a cui chiede info sulla blockchain..

Ieri è stata respinta una proposta che prevedeva di limitare le crypto basate su consenso "energivoro". Di fatto avrebbe portato ad un ban nell'unione europea delle cryptovalute basate su POW e quindi di Bitcoin.

Immagino che in questo forum l'abbiate già saputo tutti, in ogni caso allego due articoli a caso presi da google news, uno in eng e uno ita:
https://www.euronews.com/next/2022/03/14/europe-to-vote-on-limiting-pow-crypto-mining-used-by-bitcoin-and-ethereum
https://www.dday.it/redazione/42133/proposta-criptovalute-proof-of-work-bitcoin

Può essere utile capire chi avrebbe voluto bandire il pow:

13/ Here is the detailed breakdown of who voted how on the POW-ban amendment.

Some single members voted outside of the party line, but generally S&D, Greens, & GUE voted for, ECR, PPE, Renew & ID voted against.

Small correction: 23 for & 30 against overall. 6 abstained.

Fonte: https://twitter.com/paddi_hansen/status/1503401992215044097

Riassumendo gli euro gruppi che vieterebbero volentieri Bitcoin per via del mining POW sono: S&D, Greens, & GUE.

Tenetene conto andando a votare, il partito che votate fa parte di uno di questi gruppi?

[CHAPTER 1. What really is bitcoin]

I created this post to try to explain what bitcoin is using a different approach. All explanations introduce bitcoin as a digital currency, a (crypto) currency based on a distributed blockchain database (ledger). I would like to change the initial point of view and describe bitcoin as a distributed database of the blockchain type, where its use as a cryptocurrency is only one of its use cases.

The purpose of this post is purely informative, feel free to copy, reuse or translate my ideas even without citing this post.

Some technical concepts are explained in a deliberately simplified or imprecise way. These are approximations necessary not to open too many technical brackets. The goal is to give a first general explanation to those who still don’t know anything about bitcoin.


CHAPTER 1. What really is bitcoin

Bitcoin is a decentralized database whose transactions are irreversible and written data considered immutable. This database is freely accessible to all through an open protocol with known specifications  and open source code. Anyone can read the data of this database or contribute to making it secure by validating transactions.

Every 10 minutes the network validates a data block of new transactions, this block is appended to the chain of previous blocks with cryptographic validity rules. This chain contains the data of all transactions from the start of the bitcoin network (which took place in 2009) to date. This data structure is the blockchain.

What makes a blockchain immutable and incensurable is the fact that this data structure is decentralized, i.e. distributed / replicated on a large number of computers around the globe. Data integrity is guaranteed by the consensus reached by thousands of eyes that observe the validity of the blockchain.

Each of these blocks has a limited maximum size, this in order not to increase the size of the whole blockchain excessively over time. The consequence is that the number of transactions managed by the bitcoin network is extremely low: 7 per second.

If there were not this limit in the protocol, the size of the entire blockchain would grow dramatically and only a few large data servers could afford to install a Bitcoin node. The network would be managed by a few actors who could agree to modify the transactions considering these modifications valid.

Therefore to have data immutability through decentralization, such data must be a precious and limited resource.

This data, the blockchain, which is also called the distributed ledger, must remain limited in terms of disk space occupation (must not grow by TB and TB). Otherwise it would become a ledger less and less distributed because few could afford to download and save on their hard disk the entire blockchain.

Who has the right to make one of the few transactions that the network can validate every 10 minutes?

The network provides tokens, limited in the maximum number (21 million), called bitcoin or BTC. To make a transaction you need to send BTC tokens from one address to another. By sending BTC you must also indicate how many you want to leave as a “tip” for the computers that validate transactions (miners). These tips are the ‘fees’ that reward miners for their work in securing the network by providing computing power to validate the required transactions.

In the first years of the network’s life, for each validated block, in addition to the fees, new bitcoin are assigned to the miner who first validated the block. This mechanism serves to assign the new bitcoin generated to someone for the first time, to provide a startup to the system. In 2009 when the network was started, no one owned any BTC. When all 21 million total btc have been assigned, the miners will receive, as a reward for their work, only the fees attached to the transactions to be validated.

Being able to insert data into the blockchain has a value since you write immutable and therefore precious data. Being able to enter data into the blockchain is also a privilege since every 10 minutes (each generated block) a limited number of ‘slots’ will be made available to carry out transactions. Those who attach more fees to their transactions will be preferentially chosen by the miners to be included in the next block.

So if a data written in the blockchain has a certain value, the token (BTC) necessary to be able to write in the blockchain also has a value itself. Bitcoin are a precious trading commodity. This makes bitcoin tokens with a non-zero intrinsic value.

If the bitcoin blockchain is the most “indelible” blackboard in the world, bitcoins are the special chalks to write something on.


CHAPTER 2. What is the intrinsic value of bitcoin ?

Many believe that bitcoin has no intrinsic value. Several people think that bitcoin are digital tokens for their own sake, with no real underlying.

Bitcoin are limited in their maximum number and there will be no more than 21 million, from this point of view they are similar to gold or other rare metals. However, some point out that gold in addition to having a value because it is rare also has real applications (eg. Jewelery and industrial applications) while with a bitcoin you cannot do anything practical, simply mine it or buy it, own it, and possibly resell it or send it to someone else.

Told in this way, it would actually seem that bitcoin is a simple digital precious object for its own sake to which value is attributed only as rare.

But from the perspective of looking at Bitcoin as an immutable database, rather than as a digital currency, it becomes immediately clear what the intrinsic value of bitcoin is:

Through bitcoin you can write access to the most secure blockchain in the world.

What do we mean by “safe”? A blockchain is all the more secure the stronger and stronger and guaranteed the immutability of its data.

From being able to write data on the Bitcoin blockchain we can imagine the most immediate use cases of the network itself that can come to mind:

1. The blockchain as a notarial tool, example: Proof of existence of a digital document or other proofs based on timestamps.
2. Creation of a scarce digital token and therefore of value (bitcoin as a digital substitute for gold), a sort of “store of value”.
3. Use of the bitcoin token as a digital currency capable of functioning in the absence of intermediaries.

Points 2 and 3 are potentially questionable by detractors:

Bitcoin has value as long as there are people who give it value, we do not have a guarantee in the strict sense deriving from its mere being scarce.
Bitcoin as a currency is limited by the limit of 7 transactions per second and by the high cost of fees. (note: this limit may be exceeded in the future by the Lightning network)
Point 1 remains which is indisputably a real use of bitcoin. In this case of use it is possible to carry out proofs of the existence of documents: the blockchain as a notarial tool. Let’s see broadly how a proof of existence of a digital document using bitcoin can work.

It is not necessary to save an entire computer document (eg. a pdf) in the blockchain but it is sufficient to calculate a unique fingerprint (hash function) and attach this footprint in a bitcoin transaction. In computer science, there are functions that, given a certain digital content (eg a file), calculate a unique footprint. The same footprint can only have been generated from a single, precise file. Unlike the file which can be of any size, the footprint generated will always be a relatively small sequence of characters. Small enough to attach to a bitcoin transaction.

A typical Bitcoin transaction provides that bitcoin are sent from address A to address B, paying the miners’ network an F fee. This is the most trivial use case in which we have a simple transfer of value between two addresses. Two different people exchange bitcoin.

However, it is possible to “attach” a short text message to a transaction and the typical way to do this is by using the op_return field.

The situation in this case is that bitcoin are sent from address A to address B, paying the miners’ network a fee F, associating a small text message M to the transaction. In this case, addresses A and B probably belong to the same person. The transaction is aimed at writing the M message into the blockchain.

Message M will indicate the unique computer fingerprint of the file for which you want to prove existence.

The conservation of the document remains your responsibility, but you can prove that this document certainly existed at least from the date of the block (each block has a timestamp) in which the transaction with its imprint was included. Taking an example, this document could contain the description of your idea and the image of your logo “I, John Smith, invented this product with this logo …”. Using bitcoin, you could prove that you had already created that idea and that logo starting from the block date in which you included the file imprint!

You don’t have to send bitcoin to anyone to achieve this, you can make a transaction where you send an insignificant amount between two of your addresses and you only have to pay the correct fee to be included in a block.

The fee obviously must be substantial. Since the space on the blockchain is limited, it is disputed and a not small fee must be paid to be awarded the inclusion in one of the next blocks (if you enter a too small fee, after a while the transaction is rejected and you can try again).

 
The intrinsic value of bitcoin is that it is a token that allows write access to the most secure data blockchain in the world.

There are already services of this type, I recommend looking for “Proof of existence with bitcoin” with google. A website that already implements all this and performs this service in a user-friendly way is https://opentimestamps.org/

Of course, to date the success of bitcoin and the vast majority of its transactions are due to its purely speculative use (trading in exchanges by thousands of retail investors), and the notarial use of bitcoin represents a minority percentage of transactions, but this proportion does not mean that there is no real underlying!

The bitcoin do not have an underlying raw material, they are the raw material to write on the blockchain.

 

CHAPTER 3. Probably you don’t need a blockchain. But if you need it then you need bitcoin

We don’t like Bitcoin, we like the blockchain. How many times have you heard this phrase?

Many influential people, interviewed in recent years, have often repeated the mantra: we don’t care about bitcoin, but we have an interest in the underlying technology, the “blockchain”. It is often repeated for one or more of the following reasons:

• Simple ignorance and / or distrust of what is not known well.
• Use of yet another buzzword (the ‘blockchain’) to seem cool. Pure marketing.
• Real bad faith. Given that bitcoin is an open standard (basically it belongs to everyone), one is afraid of not being able to put one’s own software product on the market based on its own proprietary “blokchain”.

Do I need a blockchain for my business? Is the blockchain used to trace supply chains? Let’s try to answer these questions with reasoning.

Blockchains can be public or private.

If a blockchain or a certain “enterprise solution” it is private or federated it is not really decentralized. Blockchains of this type are designed precisely with the intention of not completely losing the possibility of having central control.

It means that the control remains centralized, the automatic consensus between the nodes on the distributed data is never really definitive and an admin (or a limited number of admins) must be able to potentially change them. So it is better to use a classic distributed db. A blockchain-based system is extremely inefficient compared to a classic database. When decentralization is not needed, this inefficiency is an absurd price to pay. Such inefficiency is acceptable when decentralization and immutability are sought: in this case it is a fair price to pay.

Are you a manager fascinated by the word ‘blockchain’ and are you about to buy an expensive proprietary solution? You probably don’t need a blockchain-based system. But you can ask your IT engineers to design classic software based on one or more distributed databases. Develop a data access software layer with your own custom management logic to reach a consensus and resolve conflict when the data does not coincide between the different nodes on which you distribute the data. You can develop it with normal existing software technologies, you don’t need a blockchain. Private blockchains are to be avoided.

Let’s move on to the public ones (including Bitcoin).

If a blockchain is public but does not have expensive fees, either it is little used (therefore insecure) or it has a block that is too large (and therefore tends to no longer be decentralized, see chapter 1). Public blockchains with these characteristics are to be avoided. Bitcoin has expensive fees (so it’s safe because it’s used and contended) and a limited block size (it won’t become centralized over time).

Let’s go back to the example of the proof of existence of a document seen in chapter 2. Imagine you are calculating hash of a document, carrying out a bitcoin transaction while saving this footprint. You can prove (by keeping the document) that that document already existed at the time of the transaction.

Imagine you want to trace the origin of real objects instead of the origin of a computer document. Think you want to track the food chain (for example) of high quality wine on the blockchain. A human operator will enter some data concerning a bottle of champagne and ascertain its origin.

First problem: the human operator could lie and enter false data (or tamper with the automatic data entry mechanism). What is the use of inserting data that could be false originally in an immutable blockchain? Let’s suppose to trust the human operator and move on.

Talking about a digital document, it is possible give it as input to a computer function that calculates a small unique footprint (a small text that can be included in a transaction on a blockchain).

But for real world objects there is still no laser / quantum / photonic scanner / flux capacitor or other science fiction inventions that calculates the unique footprint of a real object (a bottle of wine, an apple, a chair, ..). Furthermore, real objects vary their molecular composition over time (wine ferments and reacts over the years in the bottle), the same object would have different footprints over time.

How will we be able to prove through the blockchain that a certain bottle contains exactly what is written on the label? We must trust the code written on the label and verify that this code has been registered in the blockchain. But the code was written on the label and in the blockchain by humans, that is, it is a potentially corruptible data.

You could also apply the same label with the same code to multiple bottles even those that do not contain champagne.

What is the point of being able to write on an indelible blackboard (public blockchain) things that may be originally false?

What is the point of being able to write on a blackboard that is not even completely indelible (private blockchain) about things that could be originally false?

As for a real world object to be tracked in the blockchain, we cannot insert a unique imprint like we can for a file. Even if by magic we could calculate the unique footprint of a real object, it would only have an instant value because it would change over time.

Also concluding for a product with a supply chain saved in blockchain, we must trust what has been declared, exactly as we already do today without the blockchain. It leads back to having to trust people. We might as well use a normal database.

The blockchain as a system for tracing a production chain of real objects makes no sense, but only makes sense when dealing with completely digital objects. As for our usual example of the proof of existence of computer documents (files) for which it is possible to calculate a small unique footprint and save it in the blockchain.

So when do I need a blockchain? When I have to save evidence of existence (on a certain date, the block timestamp) for important documents or in general when the objects I have to trace are purely digital and not real objects.

Which blockchain should I use? That of bitcoin because it is the one that offers the greatest guarantees of immutability.

How much will a proof of existence of a single document cost me? The cost of a transaction in the bitcoin network, which can be $ 1 as a few tens and may even increase in the future, depends on how much the blockchain is used at the time of the transaction. However, a notary would cost more.

 

CHAPTER 4. How secure and immutable is the bitcoin blockchain?

Bitcoin is the most widespread cryptocurrency. Its blockchain is the one with the greatest number of validator nodes (full nodes, which have the entire validated blockchain in memory) and the one with the greatest computing power in the field in validating transactions (mining). One blockchain is no more secure than another based on different technical characteristics, but it is more secure than another if its decentralized network (full node + miner) is larger than the other’s network. The bitcoin blockchain is therefore the safest blockchain in the world.

The various miners compete with each other to validate transactions and get the fees and new bitcoins generated in this initial phase of the network as a reward. When all 21 million bitcoins that can be generated have been mined, the miners will only work to win the fees attached to each transaction.

The sum of the computing power of all the miners (transaction validators) is measured in terms of hash / s to date we are around 150exahash. In terms of energy, the various miners use an amount of electricity equal to that of an entire nation such as Pakistan or Argentina, in order of magnitude we are around 130 terawatt hours.

An attacker who wanted to ensure control of the blockchain would have to overcome (50% + 1) all the computing power in the field scattered around the world.

A hostile entity would have to set up a gigantic mining farm, it is difficult to say how many computers would be needed, but we imagine that they should consume more electricity than the whole of Argentina.

To fraudulently modify data on a traditional database, just bribe the system admin or administrators with access to the data. To fraudulently modify a piece of data on the bitcoin blockchain, it is necessary to overcome a protective energy barrier of about 130 terawatt hours (plus the technological effort to build / purchase and manage efficient computers specific to the bitcoin mining algorithm).

The bitcoin blockchain is the “most indelible” blackboard in the world.

Suppose we want to change a piece of data written in the blockchain 5 years ago.

 
To change a transaction in the past, the attacker should recalculate all the blocks starting from the affected one of 5 years ago in which the change is made (this change requires a recalculation of all subsequent blocks to make them valid).

He would then have to run his huge mingin farm in silence to recalculate a different but formally valid blockchain and after getting on par with the blocks publish to the rest of the network his new block chain with more work (Proof of work) which would be recognized from within the network as the new valid chain. An enormous energy effort.

The more the total hash rate of the bitcoin network grows, the greater the economic effort required to attack the network and subvert the immutability of data in the bitcoin blockchain.

 

CHAPTER 5. Does Bitcoin consume too much energy for every single transaction?

Does Bitcoin consume too much energy for every single transaction?

Short answer

No, because Bitcoin is the core network (Bitcoin is THE BLOCKCHAIN) of potentially infinite low-power networks that rely on its cryptographic guarantees and its resistance to attacks. A bitcoin transaction can therefore correspond to a very high number of operations on a layer 2.
 
Below is the detailed explanation

When they tell you that the validation of bitcoin transactions consumes as much as “an entire nation”, this is a positive thing: it takes just as much energy (extended in the time necessary to rewrite the old blocks) to subvert the data.

The more bitcoin grows in hasrate and in energy consumption, the greater the immutability of its blockchain data. The bitcoin blockchain is the “most indelible” blackboard in the world.

A bitcoin transaction is estimated to consume as much energy as hundreds of thousands of VISA transactions.

But they are not comparable things. VISA can be compared to MASTERCARD or bank transfers but not Bitcoin transactions.

This misunderstanding is also the fault of early Bitcoin fanatics who peddled Bitcoin (with a capital B, layer one, we’ll see later) as a currency. Bitcoin (level one) cannot be a currency but level two can be a bitcoin-based currency system (with a lowercase b, tokens).

Bitcoin is not a currency because it cannot handle a large number of transactions without losing decentralization (see chapter 1).

With the 7 transaction limit imposed by the maximum size of each new block generated every 10 minutes, it cannot be a currency. It could have been in the early years for a niche of users when it was little used.

However, the monetary use of the bitcoins is not a lost dream, far from it: the Lightning Network is in an advanced stage of development. It is a second level network, considering Bitcoin the first level network.

 
It is based on this principle: a certain amount of bitcoin is ‘stopped’ with a particular Bitcoin transaction. The bitcoins ‘stopped’ at level one will be in use in a level 2 payment system, capable of handling millions of transactions per second. From time to time there are transfers / compensations on level 1 ‘unlocking’ the bitcoins that have in the meantime been used in the level 2 payment network.

The Bitcoin blockchain is the indelible and inviolable ledger on which the Lightning Network will be based.

Opening and closing payment channels on the Lightning Network will require a transaction in the Bitcoin blockchain that will consume as much as hundreds of thousands of VISA transactions, but each Lightning Network channel will handle millions of level two bitcoin transactions. Here’s the trick.

Lightning Network will be the true payment network comparable to VISA and other similar systems.

As mentioned in previous chapters, Bitcoin is the safest blockchain in the world, the “most indelible” slate there is. A transaction in the bitcoin blockchain means writing something with indelible chalk, a chalk that smokes and overheats at the touch of the blackboard, such a thing cannot consume little energy. This blackboard is the sure reference of activities carried out outside the blackboard itself.
 
However, Lightning Network will only be one of Bitcoin’s second tier extensions. Another network under development is Rootstock which extends Bitcoin to manage smart contracts and de-fi stuffs. For each ‘topic’ there will be a second level network without clogging the Bitcoin blockchain, keeping it light and decentralized.

Bitcoin (layer one) is not a currency because it cannot handle a large number of transactions without losing decentralization (see chapter 1), but suitably ‘blocked/stopped’ bitcoins (tokens) can be represented on a payment network (layer two) like the Lightning Network, finally making bitcoins a true currency of millions of transactions per second.

 
Bitcoin (layer one) is not a blockchain with onchain support for smart contract turing complete like Ethereum, but suitably ‘blocked’ bitcoins (tokens) can be represented on a smart contract management network (layer two) like Rootstock, also allowing to use bitcoins for smart contracts and de-fi like Ethereum (but without clogging the blockchain).

Bitcoin is in fact the ‘core’ network of second level networks (sidechains) of various types yet to be imagined and built, so it must be protected with a lot of energy. The foundation of a skyscraper must be solid.

I hope the reader now begins to understand why in the first chapter I wanted to introduce Bitcoin as a particular immutable database and not as a ‘digital currency’. I suggest, to understand it better, to  first see it as an immutable and decentralized database and then imagine various uses including that as (crypto) currency.

UPDATE: In March 2021, Microsoft announced the launch of an open source licensed digital identity system called ION Decentralized Identifier (DID), which is based on the bitcoin blockchain [1]. This is another example of a layer 2 network. The statements on the choice of the bitcoin blockchain are interesting:

“When we started crunching the numbers, we realized that Bitcoin was the only chain that would probably be too costly to attack.”

 
[1] https://bitcoinmagazine.com/business/microsoft-announces-completion-of-ion-v1-and-launch-on-bitcoin-mainnet

 

CHAPTER 6. How much will Bitcoin’s energy consumption still grow?

Many are concerned that if the value of bitcoin continues to rise, the energy consumption of mining operations will continue to rise.

At first glance it is true:

If the price of Bitcoin increases, new miners will be incentivized to join the network to try to win the new bitcoins that are assigned every 10 minutes to the miner who first validates the new block.

Today a single Bitcoin is trading at around 50,000 $. If the price were to rise to 100,000 $, we should also expect a doubling of the miners competing to grab the new bitcoins and therefore a doubling of the energy consumed.

If the price of bitcoin were to reach 1 million dollars we should expect twenty times more energy consumption, the more it will increase in value and the more it will require energy. Said so it seems a monstrous thing.

This reasoning, however, is wrong because it does not consider two factors:

1. Every four years the new bitcoins assigned for each new block are halved. They were 50 in 2009, they became 25 in 2012, falling to 12.5 in 2016 and they became 6.25 in 2020. In 2024 they will drop to 3.125 and so on, halving every 4 years, tending to zero in the long run.
2. The price of bitcoin will not grow forever (too good to be true). In 2009, at launch, the price was zero, with the first exchanges between pioneering users, the first prices were in the order of cents. In these 12 years, the price has reached, between various ups and downs, 50 thousand dollars each. We are still in the price discovery phase, the unit price will sooner or later stop rising and will settle in a range in which we will no longer have large volatilities of several orders of magnitude (no more x10, x100 ..).

Combining these two factors we have that the price of Bitcoin will stabilize (point 2) and halving the number of new bitcoins every four years (point 1) we will have that the economic value of the reward for miners will also halve every four years. If this incentive to mine is halved every 4 years, the energy consumption will follow accordingly. The number of miners will decrease because they will have less convenience to mine.

This is the “speculative” part of the economic incentive of those who buy bitcoin today hoping that the final price they will settle at has not yet been reached.

But if the new bitcoins minted are halved every 4 years, what will the miners earn? Obviously, the fees that network users pay to ask miners to validate their transaction: this is the part of the economic incentive that is directly correlated to a real use of the network.

As the speculative part decreases in importance (assigning new bitcoins to miners who immediately resell them on the market for profit), only the part of real use will remain predominant (payment of the miners through the transaction fees included in each validated block).

At the end of this transitory period, therefore the energy consumption of the network will be a direct function of its real use and not as now driven mainly by a strong speculative component due to this infatile but physiological phase of price discovery.

If, as bitcoin detractors argue, the network will not be of much use, final consumption will be low because few users will want to transact and pay fees to do so.

If, on the other hand, the bitcoin network is actually used for many things, the final consumption may also be high but proportionally justified by real use.

 

CHAPTER 7. Does it make sense to ban bitcoin mining?


If, despite what we have seen, the energy consumption of bitcoin mining was not considered acceptable, would it make sense to completely ban bitcoin mining? No, it would be enough to limit it: bitcoin would still work.

A false myth is that with the increase in the value of bitcoins and with the increase in its use, it is necessary to have an increase in the computing power spent in the proof of work algorithm of bitcoin mining.

It is more correct to say that with the increase in the value of bitcoin, energy consumption tends to increase but it is not mandatory that it increases from the point of view of the functioning of the bitcoin network.

Without external intervention it tends to increase because with the increase in the value of bitcoin, a greater number of new subjects are encouraged to join mining due to the increasing revenues deriving from the sale of bitcoins obtained from it. Obviously, in addition to new potential miners who are added, we also have the same subjects already present that increase the number of their computers involved.

That said, such a trend may simply be limited to pleasure. To do this, it would be sufficient to apply an extra tax to the electricity sold to industries dedicated to mining.

States could set a certain maximum annual quota of salable energy to this sector.

This energy would be sold with an extra tax or still assigned with a public tender to those who are willing to pay more for this energy. The revenues from these taxes and any tenders would enter the coffers of the states that could reinvest them as they see fit in the ecological cause.

This kill two birds with one stone: the bitcoin network would preserved and its energy consumption would be limited in a clear manner and with economic returns for the community.

Now the reader will ask: but why can bitcoin increase in value and diffusion and at the same time continue to function even without increasing the computing power deployed in mining?

That total mining power could also decrease and everything would continue to work the same. The total computing power required is not a function of the value or diffusion of bitcoin but is a function of the difficulty of mining, a parameter that the network automatically adjusts.

The bitcoin protocol requires a new block of transactions to be queued to the blockchain every 10 minutes.

To validate a block of transactions (simplifying) you need to solve a mathematical problem. It is the object of contention in the "competition" between all the miners in the world. The first one who solves this mathematical problem can queue the validated block to the blockchain and assign himself the new bitcoins generated (and those attached as transaction fees included in the block).

The more miners there are, the more computing power is deployed and the mathematical problem tends to be solved in less than 10 minutes.

With a self-regulation system, the network increases the difficulty coefficient of this problem if the blocks tend to be solved in less than 10 minutes in order to bring the average generation time of a new block back to the desired value of exactly 10 minutes. If the blocks, on the other hand, tend to be solved in more than 10 minutes, the network automatically lowers this coefficient of difficulty.

If the number of miners dropped, the difficulty coefficient would also drop, and the network would continue to run smoothly, simply consuming less. This also with an increase in the value of bitcoin.

In summary, what normally happens in the absence of particular taxes on mining:

The value of bitcoin increases -> the number of subjects that mine increases because it becomes more profitable to mine -> a greater number of miners obviously means more electricity required.

What would happen with a mining tax with miners required by law to stipulate only electrical contracts dedicated to this activity with high taxation:

The value of bitcoin increases -> Any new subjects (or the same subjects who would like to deploy more machines) should weigh the choice with respect to a higher price of energy -> there would be an equilibrium, this equilibrium would be adjusted according to the sensitivity of each state by acting on the extent of this specific taxation.

 
CHAPTER 8. Who is the owner of Bitcoin?


While the individual bitcoins (the tokens with which it is possible to access the Bitcoin blockchain in writing) belong to someone in particular, the network itself is a protocol open to all and the source code is open source.

It is therefore a network that belongs to everyone, it is also a bit mine, a bit yours but it is also a bit of the various detractors.

Anyone can join the network from a mining point of view, anyone can put a full node online to increase data redundancy, anyone can use their bitcoins in the network.

If desired, it is also possible to analyze the source code of the main project and rewrite personal software implementations that perform the various functions of mining, a wallet for one's bitcoins or a full node server.

The only thing that can belong to someone in particular are therefore the individual bitcoins, initially born from a new mined block, resold on the free market by those who mined them and from then on bought and resold by anyone.

The Bitcoin network in its entirety belongs to the whole of humanity, attacking it means attacking something that is also a little yours.


CHAPTER 9. What does it mean to ban Bitcoin?
China and a few other totalitarian and undemocratic nations have banned Bitcoin.
They practically banned the use of a database: in China if you want to write data on the Bitcoin blockchain you can't do it.
Seen in these terms it is an absolutely absurd ban, the detractors who would like to ban Bitcoin in practice would like to ban a database, does it seem reasonable to you to ban?

[CAPITOLO 1. Cos’è realmente Bitcoin]

Ho creato questo post per provare a spiegare che cosa è bitcoin usando un approccio diverso. Tutte le spiegazioni introducono bitcoin come una (crypto) “valuta/moneta” basata su un database distribuito di tipo blockchain. Io vorrei cambiare il punto di vista iniziale e raccontare bitcoin come un database distribuito di tipo blockchain, dove l’utilizzo come cryptovaluta è soltanto uno dei suoi casi d’uso.

Lo scopo di questo post è puramente informativo, sentiti libero di copiare, riutilizzare o tradurre le mie idee anche senza citare questo post.

Alcuni concetti tecnici sono spiegati in modo volutamente semplificato o impreciso. Inoltre sono approssimazioni necessarie per non aprire troppe parentesi tecniche. So che in questo forum storcerete il naso, l’obiettivo è dare una prima spiegazione generale a chi ancora non sa nulla di bitcoin.



CAPITOLO 1. Cos’è realmente Bitcoin

Bitcoin è un database decentralizzato le cui transazioni sono irreversibili e i dati scritti considerati immutabili. Tale database è liberamente accessibile a tutti tramite un protocollo aperto con specifiche note ed open source, chiunque può leggere i dati di tale database oppure contribuire a renderlo sicuro validando le transazioni.

Ogni 10 minuti il network convalida un blocco dati di nuove transazioni, tale blocco viene accodato alla catena dei blocchi precedenti secondo delle regole di validità crittografica (regole comuni a tutti i nodi della rete). Tale catena contiene i dati di tutte le transazioni dall’avvio del network bitcoin (avvenuto nel 2009) ad oggi. Questa struttura dati è la blockchain.

Ciò che rende una blockchain immutabile ed incensurabile è il fatto che tale struttura dati è decentralizzata, cioè distribuita/replicata su un numero elevato di elaborati sparsi per il globo. L’integrità dei dati è garantita dal consenso raggiunto da migliaia di occhi che osservano la validità della blockchain secondo regole comuni prestabilite.

Ognuno di questi blocchi ha una dimensione massima limitata, questo per non far crescere nel tempo la dimensione della blockchain in maniera eccessiva. La conseguenza è che il numero di transazioni che gestisce il network bitcoin è estremamente basso: 7 al secondo.

Se non ci fosse questo limite nel protocollo la dimensione dell’intera blockchain crescerebbe a dismisura e soltanto pochi grossi data server potrebbero permettersi di installare un nodo Bitcoin. La rete sarebbe gestita da pochi attori che (proprio per il fatto di essere in pochi) potrebbero accordarsi per modificare a piacere le transazioni considerando valide tali modifiche.

Lo spazio disco che occuperà una blockchain deve essere tenuto basso, va limitato, pena la non decentralizzazione del network.

Dunque per avere immutabilità dei dati tramite decentralizzazione, tali dati devono essere una risorsa preziosa e limitata.

Questi dati, la blockchain, che viene anche chiamato registro distribuito devono restare limitati come occupazione di spazio su disco (non devono crescere di GB e GB) altrimenti sarebbe un registro sempre meno distribuito perché pochi potrebbero permettersi di scaricare e salvare nel proprio hard disk l’intera blockchain.

Chi ha quindi diritto ad effettuare una delle poche transazioni che il network può convalidare ogni 10 minuti e che sarà inserito nel nuovo blocco aggiunto alla blockchain?

Il network prevede dei token, limitati nel numero massimo (21 milioni), chiamati bitcoin o BTC. Per effettuare una transazione occorre inviare dei token BTC da un indirizzo ad un altro. Inviando dei BTC bisogna inoltre indicare quanti se ne vuole lasciare come “mancia” per i computer che convalidano le transazioni (i miner). Queste mance sono le ‘fee’ che ricompensano i minatori del loro lavoro di messa in sicurezza del network fornendo potenza di calcolo per validare le transazioni richieste.

Nei primi anni di vita del network, per ogni blocco convalidato, oltre alle fee vengono assegnati dei nuovi bitcoin al miner che ha convalidato per primo il nuovo blocco. Questo meccanismo serve ad assegnare per la prima volta a qualcuno i nuovi bitcoin generati, per fornire un avvio al sistema (nel 2009 all’avvio del network nessuno possedeva nessun BTC). Quando saranno stati assegnati tutti i 21milioni totali di btc, i minatori riceveranno, come ricompensa per il loro lavoro, solamente le fee allegate alle transazioni da validare.

Poter inserire dati nella blockchain ha un valore dato che si va a scrivere dati immutabili e quindi preziosi.
Poter inserire dati nella blockchain è anche un privilegio dato che ogni 10 minuti (ogni blocco genarato) verranno messi a disposizione un numero massimo limitato di ‘slot’ per effettuare transazioni.
Chi allega fee più alte alle proprie transazioni verrà scelto preferenzialmente dai miner per essere incluso nel prossimo blocco.

Quindi se un dato scritto nella blockchain ha un certo valore, anche il token (BTC) necessario a poter scrivere nella blockchain ha esso stesso un valore.

I bitcoin sono merce di scambio preziosa.
Questo rende i bitcoin dei token con un valore intrinseco diverso da zero.

Se la blockchain di bitcoin è la lavagna più “indelebile” del mondo, i bitcoin sono i gessetti speciali per scriverci sopra qualcosa.

 

CAPITOLO 2. Qual è il valore intrinseco di bitcoin?
Molti credono che bitcoin non abbia valore intrinseco. Diverse persone pensano che i bitcoin siano dei token digitali fini a se stessi, privi di un sottostante reale o che non servano a nulla a parte poter essere scambiati.

I bitcoin sono limitati nel loro numero massimo e non ne esisteranno più di 21 milioni, da questo punto di vista sono simili all’oro o ad altri metalli rari. Tuttavia alcuni fanno notare che l’oro oltre ad avere un valore perché raro ha anche delle applicazioni reali (es. gioielli e applicazioni industriali) mentre con un bitcoin non puoi farci nulla di pratico, puoi semplicemente minarlo o compralo, possederlo, ed eventualmente rivenderlo od inviarlo a qualcun’altro.

Raccontandola in questo modo effettivamente sembrerebbe che bitcoin sia un semplice oggetto prezioso digitale fine a se stesso a cui viene attribuito valore soltanto in quanto raro.

Ma nell’ottica di guardare a Bitcoin come ad un database immutabile, invece che come ad una valuta digitale, diventa invece subito chiaro quale sia il valore intrinseco di bitcoin:

Tramite dei bitcoin puoi accedere in scrittura alla blockchain più sicura al mondo.

Cosa intendiamo per “sicura” ? Una blockchain è tanto più sicura tanto più è forte e garantita l’immutabilità dei suoi dati.

Dal poter scrivere dei dati sulla blockchain di Bitcoin possiamo immaginare i casi d’uso più immediati che possono venirci in mente:

1. La blockchain come strumento notarile, esempio: Prova di esistenza di un documento digitale
2. Creazione di un token digitale scarso e quindi di valore (bitcoin come surrogato digitale dell’oro), una sorta  di “store of value”.
3. Utilizzo del token bitcoin come valuta digitale in grado di funzionare in assenza di intermediari.

I punti 2 e 3 sono potenzialmente opinabili dai detrattori di bitcoin:

Bitcoin ha valore fintanto che c’è gente che gli da un valore, non abbiamo una garanzia in senso stretto derivante dal suo semplice essere scarso.
Bitcoin come valuta è limitata dal limite di 7 transazioni al secondo e dal costo elevato delle fee. (nota: questo limite potrebbe essere superato in futuro dal Lightning network)
Resta il punto 1 che è indiscutibilmente un utilizzo reale di bitcoin. In questo caso d’uso è possibile realizzare prove di esistenza di documenti: la blockchain come strumento notarile. Vediamo a grandi linee come può funzionare una prova di esistenza di un documento digitale tramite bitcoin.

Non serve (e non si deve) salvare un intero documento informatico (es. un pdf) nella blockchain ma è sufficiente calcolarne un’impronta univoca (hash function) e allegare tale impronta in una transazione bitcoin. In informatica esistono delle funzioni che dato un certo contenuto digitale (es. un file) ne calcolano un’impronta univoca: la stessa impronta può essere stata generata solo da un un unico, preciso, file. A differenza del file che può essere di dimensione qualsiasi, l’impronta generata sarà sempre una relativamente piccola sequenza di caratteri. Abbastanza piccola da poter essere allegata ad un transazione bitcoin.

Una transazione Bitcoin tipica prevede che da un indirizzo A vengano inviati dei bitcoin ad un indirizzo B, pagando al network dei minatori una fee F. Questo è il caso d’uso più banale in cui abbiamo un semplice trasferimento di valore tra due indirizzi. Due persone diverse si scambiano dei bitcoin.

Tuttavia è possibile “allegare” ad una transazione un breve messaggio di testo e il modo tipico per farlo è tramite l’utilizzo del campo op_return.

La situazione in questo caso è che da un indirizzo A vengano inviati dei bitcoin ad un indirizzo B, pagando al network dei minatori una fee F, associando alla transazione un piccolo messaggio testuale M. In questo caso gli indirizzi A e B probabilmente appartengono alla stessa persona che effettua una transazione in cui sostanzialmente non scambia valore con nessun’altro. La transazione è finalizzata a scrivere il messaggio M nella blockchain.

Nel messaggio M verrà indicata l’impronta informatica univoca del file per il quale si vuole provare l’esistenza.

La conservazione del documento resta a carico tuo (o di qualcun’altro ma non a carico della blockchain, non puoi salvarlo nella sua interezza in essa) e potrai dimostrare che tale documento esisteva sicuramente almeno a partire dalla data del blocco (ogni blocco riporta un timestamp) in cui la transazione con la sua impronta è stata inclusa. Facendo un esempio tale documento potrebbe riportare la descrizione di una tua idea e l’immagine di un tuo logo “Io Mario Rossi ho inventato questo prodotto con questo logo…”. Tramite bitcoin potresti dimostrare che avevi già ideato quell’idea e quel logo a partire dalla data del blocco in cui hai incluso l’impronta del file!

Non devi inviare bitcoin a nessuno per ottenere ciò, puoi realizzare una transazione in cui invii un importo insignificante tra due tuoi indirizzi e dovrai solo pagare la corretta fee per essere incluso in un blocco.

La fee ovviamente deve essere corposa. Essendo lo spazio sulla blockchain limitato risulta conteso e occorre pagare una fee non piccola per aggiudicarsi l’inclusione in uno dei prossimi blocchi (se inserisci una fee troppo piccola dopo un po’ la transazione viene respinta e puoi riprovare).

Il valore intrinseco di bitcoin è che si tratta di un token che permette l’accesso in scrittura alla più sicura blockchain dati del mondo.

Esistono già dei servizi di questo tipo, consiglio di cercare “Proof of existence with bitcoin”. Un sito che già implementa tutto ciò e svolge tale servizio in maniera user-friendly è https://opentimestamps.org/

Certo, ad oggi il successo di bitcoin e la stragrande maggioranza delle sue transazioni sono da ricondurre al suo utilizzo puramente speculativo (trading negli exchanger da parte migliaia di investitori retails), e l’utilizzo notarile di bitcoin rappresenta una percentuale minoritaria delle transazioni, ma questa proporzione non significa che non esista un sottostante reale!

I bitcoin non hanno una materia prima sottostante, sono essi la materia prima per scrivere sulla blockchain.

CAPITOLO 3. Quasi sicuramente non ti serve una blockchain. Ma se veramente dovesse servirti, allora ti serve quella di bitcoin.
Bitcoin non ci piace, ci piace la blockchain. Quante volte avrete sentito questa frase?

Molte persone influenti, intervistate in questi ultimi anni, hanno spesso ripetuto il mantra: bitcoin non ci interessa, ma nutriamo interesse nella tecnologia sottostante, la “blockchain”. Spesso viene ripetuto per uno o più dei seguenti motivi:

• Semplice ignoranza e/o diffidenza verso ciò che non si conosce bene.
• Uso dell’ennesima buzzword (la ‘blockchain’) per sembrare al passo con i tempi. Puro marketing.
• Vera e propria malafede. Dato che bitcoin è uno standard aperto (sostanzialmente è di tutti) si ha paura di non poter mettere sul mercato un proprio prodotto software basato su una propria “blokchain” proprietaria.

Ho bisogno di una blockchain per il mio business? La blockchain serve veramente a tracciare le filiere? Proviamo a rispondere a queste domande con dei ragionamenti.

Le blockchain si suddividono in pubbliche e private.

Se una blockchain o una certa “soluzione enterprise” è privata/federata non è realmente decentralizzata. Le blockchain di questo tipo sono progettate proprio con l’intento di non perdere del tutto la possibilità di avere un controllo centrale.

Significa che il controllo resta centralizzato, il consenso automatico tra i nodi sui dati distribuiti non è mai veramente definitivo ed un admin (o un numero limitato di admin) deve poterli potenzialmente cambiare. Quindi è meglio utilizzare un classico db distribuito. Un sistema basato su blockchain risulta estremamente inefficiente rispetto ad un database classico. Quando non serve decentralizzazione questa inefficienza è un prezzo assurdo da pagare. Tale inefficienza è accettabile quando si cerca decentralizzazione ed immutabilità: in tal caso è un giusto prezzo da pagare.

Sei un manager affascinato dalla parola ‘blockchain’ è stai per comprare una costosa soluzione proprietaria? Probabilmente non ti serve un sistema basato su blockchain. Ma puoi chiedere ai tuoi ingegneri informatici di progettare un classico software basato su uno o più database distribuiti. Sviluppate uno strato software di accesso ai dati con le vostre logiche personalizzate di gestione del consenso quando i dati non coincidono tra i diversi nodi su cui distribuite i dati. Puoi svilupparlo con normali tecnologie software esistenti, non serve una blockchain. Le blockchain private sono da evitare.

Passiamo a quelle pubbliche (tra cui Bitcoin).

Se una blockchain è pubblica ma non ha delle fee costose, o è poco usata (quindi insicura) oppure ha un blocco troppo grande (e quindi tende a non essere più decentralizzata, vedi capitolo 1). Le blockchain pubbliche con queste caratteristiche sono da evitare. Bitcoin ha fee costose (quindi è sicura perché utilizzata e contesa) e un blocco di dimensioni limitate (non diventerà centralizzata col tempo).

Torniamo sull’esempio della prova di esistenza di un documento vista al capitolo 2. Immagina di fare l’hash di un documento ed effettuare una transazione bitcoin salvando tale impronta. Potrai dimostrare (conservando il documento) che quel documento esisteva già al momento della transazione.

Immagina di voler tracciare invece dell’origine di un documento informatico l’origine di oggetti reali. Pensa di voler tracciare su blockchain la filiera alimentare (ad esempio) del vino di alta qualità. Un operatore umano inserirà qualche dato riguardante una bottiglia di champagne accertandone l’origine.

Primo problema: l’operatore potrebbe mentire e inserire dati falsi (o manomettere il meccanismo automatico di inserimento dati). A cosa serve inserire un dato che potrebbe essere falso in origine in una blockchain immutabile? Fidiamoci dell’addetto e andiamo avanti..

Per quanto riguarda un documento digitale, è possibile darlo in pasto ad una funziona informatica che ne calcola una piccola impronta univoca (un piccolo testo che è possibile includere in una transazione su una blockchain).

Ma per gli oggetti del mondo reale non esiste ancora uno scanner laser/quantistico/fotonico/flusso canalizzatore che ti calcola l’impronta univoca di un oggetto reale (una bottiglia di vino, una mela, una sedia). Inoltre gli oggetti reali variano nel tempo la loro composizione molecolare (il vino fermenta e reagisce negli anni in bottiglia), lo stesso oggetto avrebbe impronte diverse a distanza di tempo.

Come potremo provare tramite la blockchain che una certa bottiglia contiene proprio quello che c’è scritto sull’etichetta? Dobbiamo fidarci del codice scritto sull’etichetta e verificare che tale codice sia stato registrato nella blockchain. Ma il codice è stato scritto sull’etichetta e nella blockchain da degli umani, ovvero è un dato potenzialmente corruttibile.

Si potrebbe anche applicare la stessa etichetta con lo stesso codice a più bottiglie anche quelle che non contengono champagne.

A cosa serve poter scrivere su una lavagna indelebile (blockchain pubblica) delle cose che potrebbero essere false in origine?

A cosa serve poter scrivere su una lavagna che non è nemmeno del tutto indelebile (blockchain privata) delle cose che potrebbero essere false in origine?

Per quanto riguarda un oggetto del mondo reale da tracciare in blockchain non possiamo inserirne un’impronta univoca come possiamo invece fare per un file. Anche se per magia potessimo calcolare l’impronta univoca di un oggetto reale, avrebbe un valore solo istantaneo perché cambierebbe nel tempo.

Concludendo anche per un prodotto con una filiera salvata in blockchain, ci dobbiamo fidare di quanto dichiarato, esattamente come facciamo già oggi senza blockchain. Ci si riconduce a doversi fidare delle persone. Tanto vale usare un normale database

La blockchain come sistema di tracciamento di una filiera produttiva di oggetti reali non ha alcun senso, ma ha senso soltanto quando si trattano oggetti completamente digitali. Come per il nostro solito esempio della prova di esistenza di documenti informatici (file) per i quali è possibile calcolare una piccola impronta univoca e salvarla in blockchain.

Quindi quando mi serve una blockchain? Quando devo salvare delle prove di esistenza (ad un certa data, il timestamp del blocco) per dei documenti importanti o in generale quando gli oggetti che devo trattare sono puramente digitali e non oggetti reali.

Quale blockchain devo usare? Quella di bitcoin perché è quella che offre le maggiori garanzie di immutabilità.

Quanto mi costerà una prova di esistenza di un singolo documento? Il costo di una transazione nelle rete bitcoin, che può essere 1$ come alcune decine e in futuro potrebbe anche aumentare, dipende da quanto è utilizzata la blockchain al momento della transazione. Un notaio comunque costerebbe di più.

CAPITOLO 4. Quanto è sicura ed immutabile la blockchain di Bitcoin?

Bitcoin è la cryptocurrency più diffusa. La sua blockchain è quella con con il maggior numero di nodi validatori (full node, i quali hanno in memoria l’intera blockchain validata) e quella con la maggior potenza di calcolo in campo nella validazione delle transazioni (mining). Una blockchain non è più sicura di un’altra in base a caratteristiche tecniche diverse, ma è più sicura di un’altra se il suo network decentralizzato (full node + miner) è più grande del network dell’altra. La blockchain di bitcoin è quindi la blockchain più sicura al mondo.

I vari miner competono tra loro per convalidare le transazioni e ottenere come ricompensa le fee ed i nuovi bitcoin generati in questa fase iniziale del network. A regime quando tutti i 21 milioni di bitcoin generabili saranno stati minati, i miner lavoreranno solo per aggiudicarsi le fee allegate ad ogni transazione.

La somma della potenza di calcolo di tutti i miner (validatori di transazioni) si misura in termine di hash/s ad oggi siamo intorno ai 150exahash. In termini energetici i vari miner utilizzano una quantità di energia elettrica pari a quella di un’intera nazione come il pakistan o l’argentina, come ordine di grandezza siamo intorno ai 130 terawatt ora.

Un malintenzionato che volesse assicurarsi il controllo della blockchain dovrebbe superare (50% + 1 ) tutta la potenza di calcolo in campo sparsa per il mondo.

Un soggetto ostile dovrebbe allestire una mining farm gigantesca, difficile dire quanti elaboratori servirebbero, ma immaginiamo che dovrebbero consumare più energia elettrica dell’intera Argentina.

Per modificare in maniera fraudolenta un dato su un database tradizionale, basta corrompere l’admin o gli admin di sistema con accesso al dato. Per modificare in maniera fraudolenta un dato sulla blockchain di bitcoin occorre superare una barriera energetica protettiva da circa 130 terawatt ora (più lo sforzo tecnologico per costruire/acquistare e gestire degli efficienti elaboratori specifici per l’algoritmo di mining di bitcoin).

La blockchain di bitcoin è la lavagna “più indelebile” del mondo.

Supponiamo di voler cambiare un dato scritto nella blockchain 5 anni fa.

Per cambiare una transazione nel passato l’attaccante dovrebbe ricalcolare tutti i blocchi a partire da quello interessato di 5 anni fa nel quale viene apportata la modifica (tale modifica rende necessario un ricalcolo di tutti i blocchi successivi per renderli validi).

Dovrebbe quindi fare girare la sua enorme mingin farm in silenzio a ricalcolare una blockchain diversa ma formalmente valida e dopo essersi portato alla pari con i blocchi pubblicare al resto della rete la sua nuova catena di blocchi con più lavoro (Proof of work) la quale verrebbe riconosciuta dall’interno network come la nuova catena valida. Uno sforzo energetico enorme.

Più l’hash rate totale del network bitcoin cresce, maggiore è lo sforzo economico necessario per attaccare il network e sovvertire l’immutabilità dei dati nella blockchain di bitcoin.

CAPITOLO 5. Bitcoin consuma troppa energia per ogni singola transazione?
Risposta breve

No, perché Bitcoin è il core network di potenzialmente infinite reti a basso consumo energetico che si poggiano sulle sue garanzie criptografiche e la sua resistenza agli attacchi. Ad ogni transazione Bitcoin possono potenzialmente corrispondere moltissime operazione su reti di livello 2.

Potrebbe caso mai aver senso dire che il network Bitcoin (nella sua interezza) consuma troppa energia ma andare ad assegnare un significato al consumo di una sua singola transazione non ha senso, di seguito vedremo perché.

Di seguito la spiegazione articolata

Quando vi dicono che la validazione delle transazioni bitcoin consuma quanto “un’intera nazione” si tratta di una cosa positiva dal punto di vista della sicurazza: ci vuole altrettanta energia (protratta nel tempo necessario a riscrivere i vecchi blocchi) per sovvertire i dati.

Più bitcoin cresce di hasrate e di consumo energetico maggiore è l’immutabilità dei dati della sua blockchain. La blockchain di bitcoin è la lavagna “più indelebile” del mondo.

Si stima che una transazione bitcoin consumi tanta energia quanto centinai di migliaia di transazioni VISA.

Ma non sono cose confrontabili. VISA può essere confrontata con MASTERCARD o con i bonifici bancari ma non con le transazioni Bitcoin.

Questo malinteso è anche colpa dei fanatici di Bitcoin della prima ora che spacciavano Bitcoin (con la B maiuscola, layer uno, vedremo dopo) per una valuta. Bitcoin (livello uno) non può essere una valuta ma un livello due può essere un sistema valutario basato sui bitcoin (con b minuscola, i token).

Bitcoin non è una valuta perché non può gestire un numero elevato di transazioni senza perdere decentralizzazione (vedi capitolo 1).

Con il limite delle 7 transazioni imposto dalla dimensione massima di ogni nuovo blocco generato ogni 10 minuti, non può essere una valuta. Poteva esserlo nei primi anni per una nicchia di utilizzatori quando era poco usata.

L’utilizzo monetario dei bitcoin non è tuttavia un sogno perduto, tutt’altro: è in avanzata fase di sviluppo il Lightning Network. Si tratta di una rete di secondo livello, considerando Bitcoin la rete di primo livello.

Si basa su questo principio: viene ‘fermato’ un certo quantitativo di bitcoin con una particolare transazione Bitcoin. I bitcoin ‘fermati’ a livello uno, saranno in uso in un sistema di pagamenti di livello 2, capace di gestire milioni di transazioni al secondo. Di tanto in tanto ci sono degli storni/compensazioni sul livello 1 ‘sbloccando’ i bitcoin che sono stati nel frattempo utilizzati nel network di pagamento di livello 2.

La blockchain di Bitcoin è il libro mastro, indelebile ed inviolabile, rispetto al quale poggerà il Lightning Network.

L’apertura e chiusura di canali di pagamento del Lightning Network richiederà di tanto in tanto una transazione nella blockchain di Bitcoin che consumerà come centinaia di migliaia di transazioni VISA, ma ogni canale Lightning Network gestirà milioni di transazioni bitcoin a livello due. Ecco compensato il tutto.

Lightning Network sarà il vero network di pagamenti confrontabile con VISA e altri sistemi simili.

Come detto nei capitoli precedenti Bitcoin è la blockchain più sicura al mondo, la lavagna “più indelebile” che ci sia. Una transazione nella blockchain di bitcoin significa scrivere qualcosa con un gesso indelebile, un gesso che fuma e si surriscalda al solo contatto della lavagna, una cosa del genere non può consumare poca energia. Questa lavagna è il riferimento sicuro di attività svolte fuori dalla lavagna stessa.

Tuttavia Lightning Network sarà soltanto una delle estensioni di secondo livello di Bitcoin. Un altro network in fase di sviluppo è Rootstock che estende bitcoin per gestire gli smart contract e applicazioni de-fi. Per ogni ‘argomento’ ci sarà un network di secondo livello senza intasare la blockchain di Bitcoin, mantenendola leggere e decentralizzata.

Bitcoin (layer uno) non è una valuta perché non può gestire un numero elevato di transazioni senza perdere decentralizzazione (vedi capitolo 1), ma i bitcoin (i token) opportunamente ‘bloccati’ possono essere rappresentati su un network di pagamento (layer due) come il Lightning Network facendo finalmente diventare i bitcoin una vera valuta da milioni di transazioni al secondo.

Bitcoin (layer uno) non è una blockchain con supporto onchain per smart contract turing completi come Ethereum, ma i bitcoin (i token) opportunamente ‘bloccati’ possono essere rappresentati su un network di gestione degli smart contract (layer due) come Rootstock permettendo anche a Bitcoin di gestire smart contract e de-fi come Ethereum (ma senza intasare la blockchain).

Bitcoin è di fatto la rete ‘core’ di reti di secondo livello (sidechain) di vario tipo ancora da immaginare e realizzare, per questo deve essere protetta con molta energia. Le fondamenta di un grattacielo devono essere solide.

Spero che il lettore ora inizi a capire perché nel primo capitolo ho voluto introdurre Bitcoin come un particolare database immutabile e non come una ‘valuta digitale’. Suggerisco, per capirlo meglio, di vederlo subito come un database immutabile e decentralizzato e poi immaginarne vari usi tra i quali quello come (crypto)valuta.

UPDATE: A marzo 2021 Microsoft ha annunciato il lancio di un sistema di identità digitale chiamato ION Decentralized Identifier (DID), con licenza open source, il quale si poggia sulla blockchain di bitcoin [1]. Questo è un ulteriore esempio di network di layer2. Interessanti le dichiarazioni sulla scelta della blockchain di bitcoin:

“When we started crunching the numbers, we realized that Bitcoin was the only chain that would probably be too costly to attack.”

[1] https://bitcoinmagazine.com/business/microsoft-announces-completion-of-ion-v1-and-launch-on-bitcoin-mainnet

CAPITOLO 6. Quanto crescerà ancora il consumo energetico di Bitcoin?
Molti sono preoccupati dal fatto che se dovesse continuare a salire il valore di bitcoin, continuerà a salire il consumo energetico delle operazioni di mining.

 
Ad una prima analisi è vero:

 
Se il prezzo di Bitcoin aumenta, nuovi miner saranno incentivati ad unirsi al network per provare ad aggiudicarsi i nuovi bitcoin che ogni 10 minuti vengono assegnati al miner che per primo valida il nuovo blocco.

 
Oggi un singolo Bitcoin viene scambiato a circa 50mila $, se il prezzo dovesse passare stabilmente a 100mila $, dovremmo aspettarci un raddoppio anche dei miner che competono per accaparrarsi i nuovi bitcoin e quindi un raddoppio dell’energia consumata.

 
Se il prezzo di bitcoin dovesse raggiungere 1 milione di dollari dovremmo aspettarci un consumo energetico venti volte maggiore, più aumenterà di valore e più richiederà energia. Detta così sembra una cosa mostruosa.

 
Questo ragionamento però è sbagliato perché non tiene conto di due fattori:

1. Ogni quattro anni i nuovi bitcoin “coniabili” per ogni nuovo blocco si dimezzano. Erano 50 nel 2009, sono diventati 25 nel 2012, scendendo a 12.5 nel 2016 e sono diventati 6.25 nel 2020. Nel 2024 scenderanno a 3.125 e via dicendo dimezzandosi ogni quattro anni, tendendo a zero sul lungo periodo.
2. Il prezzo di bitcoin non crescerà per sempre. Nel 2009, al lancio il prezzo era zero, con i primi scambi tra utenti pionieristici ci furuno le prime quotazioni nell’ordine dei centesimi di dollaro. In questi 12 anni la quotazione ha raggiunto, tra vari alti e bassi, i 50mila dollari l’uno. Siamo ancora nella fase di price discovery, il prezzo unitario prima o poi smetterà di salire (sarebbe troppo bello e impossibile che cresca per sempre) e si assesterà in un range in cui non avremo più grandi volatilità di diversi ordini di grandezza (x10, x100..).

Combinando questi due effetti abbiamo che il prezzo di Bitcoin si stabilizzerà (punto 2) e dimezzandosi il numero di nuovi bitcoin ogni quattro anni (punto 1) avremo che anche il valore economico della ricompensa per i miner si dimezzerà ogni quattro anni.

Se tale incentivo a minare si dimezzerà ogni quattro anni il consumo energetico seguirà di conseguenza, caleranno il numero di miner perché avranno minor convenienza a minare.

Questa è la parte di incentivo economico di tipo “speculativo” di chi oggi compra bitcoin sperando che il prezzo finale a cui si assesteranno non sia ancora stato raggiunto.

 
Ma se i nuovi bitcoin coniati si dimezzano ogni 4 anni di cosa vivranno i miner?
Ovviamente delle fee che gli utenti del network pagano per richiedere ai miner di validare una loro transazione: questa è la parte di incentivo economico che è direttamente correleta ad un utilizzo reale del network.

 
Man mano che diminiuirà di importanza la parte speculativa (assegnazione nuovi bitcoin ai miner i quali li rivendono subito sul mercato per profitto a persone che li comprano sperando che varranno di più in futuro) resterà predominante soltanto la parte di reale utilizzo (pagamento dei miner tramite le fee delle transazioni incluse in ogni blocco validato).

 
Finito questo periodo transitorio, quindi il consumo energetico del network sarà funzione diretta del suo utilizzo reale e non come ora guidato prevalentemente da una forte componente speculativa dovuta a questa infatile ma fisiologica fase di price discovery.

 
Se come i detrattori di bitcoin sostengono, il network non servirà a molto, il consumo finale sarà basso perché pochi utenti vorranno transare e pagheranno poche fee per farlo.

 
Se invece il network bitcoin sarà effettivamente usato per molte cose, il consumo finale potrà anche essere alto ma proporzionalmente giustificato da un reale utilizzo.


CAPITOLO 7. Avrebbe senso vietare il mining di bitcoin?

Se proprio non si ritenesse accettabile il consumo energetico del mining di bitcoin avrebbe senso vietare in toto il mining di Bitcoin? No, basterebbe limitarlo: bitcoin funzionerebbe comunque.

Un falso mito è che con l’aumentare del valore dei bitcoin e con l’aumentare del suo utilizzo sia necessario avere un aumento della potenza di calcolo spesa nell’algoritmo proof of work del mining di bitcoin.

E’ più corretto dire che con l’aumento del valore dei bitcoin il consumo energetico tende ad aumentare ma non è obbligatorio che aumenti dal punto di vista del funzionamento del network stesso.

Senza interventi esterni tende ad aumentare perché con l’aumento del valore dei bitcoin, un numero maggiore di nuovi soggetti è  incentivato ad unirsi al mining per i ricavi in aumento derivanti dalla vendita dei bitcoin ottenuti da esso. Ovviamente oltre a nuovi potenziali minatori che si aggiungono abbiamo anche gli stessi soggetti già presenti che aumentano il numero dei loro computer dispiegati.

Detto questo, tale tendenza potrebbe semplicemente essere limitata a piacere. Per farlo sarebbe sufficiente applicare una tassa extra all’energia elettrica venduta ad industrie dedite al mining.

Gli stati potrebbero fissare una certa quota massima annuale di energia vendibile a questo settore.

Tale energia verrebbe venduta con una tassa extra oppure assegnata con un bando pubblico a chi è disposto a pagare di più tale energia. I ricavi di queste tasse entrerebbero nelle casse degli stati che potrebbero reinvestirli come meglio credono nella causa ecologica.

Questo salverebbe capra e cavoli: non si ucciderebbe il network bitcoin e si limiterebbe il suo consumo energetico in maniera netta e con dei ritorni economici per la collettività.

Ora il lettore si chiederà: ma perché bitcoin può aumentare di valore e di diffusione e allo stesso tempo continuare a funzionare anche senza aumentare la potenza di calcolo dispiegata nel mining?

Tale potenza totale di mining potrebbe anche diminuire e tutto continuerebbe a funzionare lo stesso. La potenza di calcolo totale richiesta non è veramente funzione del valore o della diffusione di bitcoin ma è funzione della difficoltà di mining, un parametro che la rete regola automaticamente.

Il protocollo bitcoin prevede che un nuovo blocco di transazioni venga accodato alla blockchain ogni 10 minuti.

Per validare un blocco di transazioni (semplificando) occorre risolvere un problema matematico. Esso è l’oggetto del contendere nella “gara” tra tutti i minatori del mondo. Il primo che risolve tale problema matematico può accodare il blocco validato alla blockchain e assegnarsi i nuovi bitcoin generati (e quelli allegati come fee delle transazioni inserite nel blocco).

Più minatori ci sono più c’è potenza di calcolo dispiegata e il problema matematico tende ad essere risolto in meno di 10 minuti.

Con un sistema di autoregolazione, la rete, aumenta il coefficiente della difficoltà di questo problema se i blocchi tendono ad essere risolti in meno di 10 minuti in modo da riportare il tempo medio di generazione di un nuovo blocco al valore voluto di 10 minuti esatti. Se i blocchi viceversa tendono ad essere risolti in più di 10 minuti la rete automaticamente abbassa questo coefficiente di difficoltà.
 
Se il numero di miner calasse, calerebbe anche il coefficiente di difficoltà, e il network continuerebbe a funzionare senza problemi, consumando semplicemente di meno. Questo anche con un aumento di valore di bitcoin.

 

Ricapitolando, cosa accade normalmente in assenza di tasse particolari sul mining:

Aumenta il valore di bitcoin --> aumenta il numero di soggetti che minano perché diventa più redditizio farlo --> un maggior numero di miner significa ovviamente più energia elettrica richiesta.
 
Cosa accadrebbe con una mining tax con i miner obbligati per legge a stipulare soltanto contratti elettrici dedicati a questa attività con una tassazione elevata:

 
Aumenta il valore di bitcoin --> Eventuali nuovi soggetti (o gli stessi soggetti che vorrebbero dispiegare più macchine) dovrebbero soppesare la scelta rispetto ad un prezzo maggiorato dell’energia --> si avrebbe un equilibrio, tale equilibrio verrebbe regolato secondo la sensibilità di ogni stato agendo sull’entità di tale tassazione specifica.

 

CAPITOLO 8. Ma di chi è Bitcoin?
Mentre i singoli bitcoin (i token con cui è possibile accedere in scrittura alla blockchain Bitcoin) sono di qualcuno in particolare il network in se è un protocollo aperto a tutti e il codice sorgente è open source.

Si tratta quindi di una rete che è di tutti, è anche un po’ mia un po’ tua ma è anche un po’ dei vari detrattori.

Chiunque può unirsi al network dal punto di vista del mining, chiunque può mettere online un full node per aumentare la ridondanza dei dati, chiunque può utilizzare i proprio bitcoin nel network.

Per creare qualcosa sopra alla rete Bitcoin un’azienda non deve chiedere permesso a nessuno: l’accesso è detto permissionless.

Volendo è anche possibile analizzare il codice sorgente del progetto principale e riscriversi personali implementazioni dei software che svolgono le varie funzioni di mining, di portafoglio dei proprio bitcoin o di server full node.

L’unica cosa che può essere di qualcuno in particolare sono quindi i singoli bitcoin, nati inizialmente da un nuovo blocco minato, rivenduti sul libero mercato da chi li ha minati e da li in poi comprati e rivenduti da chiunque.

La rete nella sue interezza è dell’umanità intera, attaccarla vuol dire attaccare qualcosa che è anche un po’ tuo.

CAPITOLO 9. Cosa significa vietare Bitcoin?
La Cina e poche altre nazioni totalitarie e non democratiche hanno vietato Bitcoin.
Praticamente hanno vietato l'utilizzo di un database: in Cina se vuoi scrivere dei dati sulla blockchain di Bitcoin non puoi farlo.
Vista in questi termini si tratta di un divieto assolutamente assurdo, i detrattori che vorrebbero vietare Bitcoin in pratica vorrebbero vietare un database, vi sembra ragionevole?