Quando si parla di mining di bitcoin, spesso nella conversazione emerge il termine “blocchi”. Nell'articolo di oggi ci prenderemo il tempo per spiegare cos'è in realtà un blocco bitcoin.
Cos'è un blocco?
Un blocco è il luogo in cui i file dei dati delle transazioni vengono archiviati in modo permanente. I blocchi sono strutturati in una struttura lineare nel tempo, che diventa nota come blockchain.
Nuove transazioni vengono continuamente integrate in nuovi blocchi, che vengono posizionati alla fine della catena. Più blocchi vengono aggiunti alla blockchain, più difficile sarà modificare o rimuovere quelli più vecchi, rendendo la transazione bitcoin irreversibile e immutabile. Un blocco bitcoin di solito conta in media più di 500 transazioni. Ad esempio, Bitcoin Cash (un hard fork di bitcoin) ha una dimensione di blocco fino a 8 MB, che consente di elaborare più transazioni al secondo.
Ogni blocco è costituito da una registrazione delle transazioni recenti, da una menzione del blocco precedente e dalla soluzione di un algoritmo complesso unico per ciascun blocco. Non è possibile aggiungere nuovi blocchi alla rete senza la soluzione corretta. L’atto di “estrazione” implica trovare la risposta che risolverà il blocco attuale.
I puzzle matematici hanno un alto grado di difficoltà, ma una volta individuata la soluzione corretta, il resto della rete può facilmente confermare la validità della soluzione. Esistono più soluzioni che possono essere considerate valide per ciascun blocco, ma è necessario trovarne solo una prima che il blocco possa essere aggiunto alla catena.
Poiché una volta risolto ciascun blocco viene assegnata una ricompensa in bitcoin appena emessi, ogni blocco registra quali indirizzi o script Bitcoin dovrebbero ricevere i premi. Questo record è chiamato transazione generatrice o transazione basata sulla valuta; sarà sempre la prima transazione ad apparire nel blocco. Inizialmente i bitcoin venivano generati 50 per ogni blocco completato e il numero continua ad essere ogni 210.000 blocchi (circa quattro anni). Ciò significa che al blocco 210.000, il tasso di creazione del blocco è stato ridotto a 25 BTC e 12,5 BTC verranno prodotti al blocco 420.000, portando a 0 satoshi con il completamento del blocco 6.930.000.
Le transazioni Bitcoin vengono inviate alla rete e tutti i peer del mittente che desiderano risolvere i blocchi raccolgono i record delle transazioni e li aggiungono al blocco che stanno cercando di risolvere. I minatori sono motivati a effettuare transazioni sui propri blocchi a causa delle diverse commissioni di transazione.
La difficoltà dei blocchi viene regolata automaticamente dalla rete in modo che, in media, venga risolto un obiettivo di 6 blocchi ogni ora. Per ogni blocco nel 2016 (risolto in circa 2 settimane), tutti i clienti Bitcoin confrontano il numero generato per adeguare l'obiettivo in base alla percentuale di variazione. Viene raggiunto un consenso dalla rete e il blocco rigido viene automaticamente alzato o abbassato.
Se vengono trovate contemporaneamente due diverse soluzioni valide per lo stesso blocco, la rete accetterà come valida la blockchain “più lunga”. La 'lunghezza' rappresenta la catena con il maggior numero di difficoltà combinate, non quella con il maggior numero di blocchi. Questo viene fatto per evitare di biforcare la catena e generare più blocchi a bassa difficoltà.
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Struttura a blocchi
Un blocco è costituito da un'intestazione e da una lunga serie di transazioni.
Intestazione del blocco
L'intestazione è costituita dai metadati del blocco. In un'intestazione sono presenti tre tipi di metadati:
IL hash del blocco precedente. In una blockchain, ogni blocco eredita dal blocco precedente perché è necessario l'hash del blocco precedente per generare l'hash del nuovo blocco. Pertanto, ogni blocco N riceve l'hash del blocco N-1.
Concorso minerario . Affinché un blocco possa essere aggiunto a una blockchain, è necessario fornirgli un hash valido. Questo è composto da un timestamp e da una difficoltà.
UN radice dell'albero merkle. Questa struttura dati riassume tutte le transazioni in un unico blocco.
Identificatori di blocco
Per identificare il blocco è necessario disporre di un hash, considerato una firma digitale. Questo viene generato eseguendo due volte l'hashing dell'intestazione del blocco utilizzando l'implementazione di un algoritmo SHA256.
Come accennato in precedenza, ogni blocco utilizza l'hash del blocco precedente per creare il proprio hash. L'hash del blocco rappresenta un identificatore univoco. Ciò significa che non esistono due blocchi con lo stesso hash.
Un altro modo per identificare un blocco specifico è l'altezza del blocco. Questo rappresenta la posizione dei blocchi nella blockchain. A differenza di un hash, l’altezza di un blocco non è unica. Più blocchi possono competere per la stessa posizione se è presente un fork nella blockchain.
Merkle alberi
Un merkle tree o hash tree binario è una struttura in cui vengono registrate tutte le transazioni in un blocco.
Un merkle tree è costituito da una funzione che esegue ricorsivamente l'hash di coppie di nodi (nel nostro caso, transazioni), finché rimane un solo hash, chiamato root o merkle root. Nel mondo Bitcoin, l'algoritmo di hash crittografico utilizzato per l'hashing è SHA256 e viene applicato due volte ogni volta.
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Conclusione
Ci auguriamo che il nostro articolo abbia risposto ad alcune delle tue domande sui blocchi Bitcoin. Ovviamente c’è ancora molto da spiegare su questo sistema, ma ora hai un’idea più ampia di cosa sta accadendo nel processo di mining e del blocco che effettivamente rappresenta nella struttura blockchain.