Come funzionano le transazioni in criptovaluta?

La criptovaluta è una forma di valore puramente digitale, libera dal controllo di qualsiasi persona, azienda o governo.  

A differenza delle valute tradizionali, dove il saldo del tuo account digitale può essere convertito in banconote fisiche, le transazioni in criptovaluta sono semplicemente voci di dati registrate su un ledger distribuito e immutabile, denominato blockchain.

Su blockchain popolari come Bitcoin, Ethereum e Algorand, nessuna criptovaluta viene effettivamente scambiata tra le persone. Invece, i dati relativi alla proprietà associati ai wallet di criptovalute di entrambe le parti vengono aggiornati sulla blockchain ogni volta che viene elaborata una transazione.

Grazie alla tecnologia blockchain, questi tipi di transazioni possono essere proposte, elaborate e registrate da una rete globale di volontari, chiamati "nodi". Questi computer lavorano insieme per garantire all'unanimità che vengano completate solo transazioni valide e che queste siano immutabilmente memorizzate nel ledger.

Prima di analizzare passo passo come viene creata, trasmessa, verificata ed elaborata una transazione crypto, è importante comprendere i singoli elementi coinvolti per rendere possibili questi tipi di transazioni peer-to-peer.

Per completare un pagamento in criptovaluta, sono necessari tre componenti principali:

• Wallet di criptovalute
• Network blockchain
• Criptovaluta per pagare la transazione/gas fee della blockchain

I wallet di criptovalute possono essere classificati in primo luogo come hot wallet o cold wallet, a seconda che siano permanentemente connessi a Internet o meno. 

Gli hot wallet sono software scaricabili su computer desktop, telefoni cellulari o altri dispositivi smart. Questi sono costantemente connessi a Internet e consentono agli utenti di ricevere e trasferire fondi rapidamente. 

I cold wallet sono dispositivi hardware come chiavette USB specializzate che devono essere collegate manualmente a un dispositivo smart per effettuare o ricevere trasferimenti. A differenza degli hot wallet, i cold wallet non mantengono una connessione costante a Internet. Sebbene molti ritengano che siano meno comodi rispetto agli hot wallet, sono considerati significativamente più sicuri.

A differenza di quanto avviene con le banconote cartacee nei wallet di valuta tradizionale, la criptovaluta non è effettivamente conservata in un wallet di criptovalute. 

Le crypto detenute sono registrate sulla blockchain e l'accesso a quei fondi è controllato tramite un wallet. Un wallet di criptovalute memorizza gli indirizzi utilizzati per interagire con i fondi associati sulla blockchain. Se le chiavi vengono perse, viene perso anche l'accesso a qualsiasi fondo associato al wallet.

Ogni wallet di criptovalute ha la propria chiave pubblica e privata. Le chiavi sono una parte essenziale di un wallet di criptovalute e vengono utilizzate per: 

• dimostrare chi possiede i fondi sulla blockchain
• firmare digitalmente e approvare le transazioni in uscita
• creare indirizzi di wallet visibili al pubblico

Utilizzando una formula crittografica unidirezionale, le chiavi pubbliche e private del wallet sono matematicamente collegate. La chiave privata viene utilizzata per creare la chiave pubblica. La crittografia ellittica (ECC, Elliptic Curve cryptography) è uno dei principali metodi di crittografia a chiave pubblica utilizzati per generare chiavi per wallet di criptovalute, inclusi tutti i wallet di Bitcoin. 

Se desideri ulteriori informazioni, puoi leggere l'articolo del Centro di apprendimento di Kraken In che modo le criptovalute usano la crittografia?

Ciò che rende queste chiavi sicure è che solo la persona che detiene la chiave privata può creare la chiave pubblica e dimostrare la proprietà dei fondi associati al wallet. La crittografia rende praticamente impossibile risalire alla chiave privata dalla chiave pubblica.

Ecco un esempio per visualizzare meglio questo concetto. Immagina un numero di un milione di cifre. Devi trovare una coppia di numeri che, sommati, diano quel numero. La quantità di combinazioni possibili rende il calcolo praticamente impossibile senza tentativi ed errori. 

Tuttavia, una volta trovata la soluzione, chiunque può verificare facilmente che sia corretta, semplicemente sommando i due numeri e confrontandoli con il numero di partenza.

Questa difficoltà nel trovare una soluzione e la facilità nel verificarla è alla base delle transazioni crittografiche. Questo uso della crittografia è ciò che consente alle transazioni crittografiche di operare in modo affidabile, sicuro ed economico.

La crittografia ellittica va addirittura oltre e utilizza un sistema complesso di linee che intersecano una curva speciale su un grafico. Ogni volta che attraversa la curva, la linea cambia direzione perpendicolarmente, e così via. La chiave pubblica è rappresentata dai primi e ultimi punti in cui la linea attraversa la curva dopo un numero segreto di passaggi.

La chiave privata, in questo caso, è il numero segreto di passaggi necessario per arrivare dal punto A al punto finale sulla curva.

Oltre alle chiavi pubbliche e private, c'è l'indirizzo del wallet di criptovalute.

Viene generato prendendo la chiave pubblica (che, a sua volta, è stata creata dalla chiave privata) e facendola passare attraverso un algoritmo di hashing crittografico, un altro tipo di algoritmo matematico unidirezionale che prende qualsiasi input e lo trasforma in una stringa alfanumerica casuale di lunghezza fissa chiamata "hash". 

I codici hash sono "unici" e "deterministici": ogni input crea un codice hash totalmente unico che rimane lo stesso ogni volta che passa attraverso l'algoritmo. 

Proprio come le chiavi pubbliche e private, è impossibile risalire all'input partendo dall'hash.

Questo hash, che funge da indirizzo del wallet di criptovalute, è ciò che le persone condividono per ricevere transazioni di criptovaluta in entrata.

Gli hot wallet memorizzano le loro chiavi online all'interno del software del wallet stesso. 

Questo ha il vantaggio di consentire agli utenti di inviare e ricevere transazioni in totale tranquillità, ma li rende anche vulnerabili ad attacchi da parte di criminali informatici.

Le chiavi private e pubbliche di un cold wallet sono memorizzate offline all'interno del dispositivo fisico.

Questo rende quasi impossibili gli attacchi online ai cold wallet. Tuttavia, il compromesso è che ogni volta che un utente desidera effettuare un trasferimento, deve collegare il proprio cold wallet a un computer o a un dispositivo smart.

Per chi detiene crypto a lungo termine e fa trading raramente, non è un grande problema. Tuttavia, per i trader più attivi, che spesso trasferiscono fondi tra indirizzi diversi, questo livello di sicurezza aggiuntivo può risultare scomodo.

Se vuoi saperne di più sui diversi vantaggi e svantaggi dei metodi di conservazione delle criptovalute, consulta l'articolo del Centro di apprendimento di Kraken Come proteggere le tue crypto.

Una blockchain è un tipo di tecnologia di ledger distribuito. In breve, una blockchain è un sistema per registrare dati che è gestito e mantenuto da una comunità aperta piuttosto che da una singola autorità.

Chiunque nel mondo può partecipare alla gestione di un network blockchain pubblico, a condizione di avere accesso a Internet e a un dispositivo smart. La maggior parte dei network blockchain adotta misure per "decentralizzare" le piattaforme, assicurandosi che nessuna persona o autorità centrale possa prendere il controllo del ledger della blockchain.

Chi dedica volontariamente tempo a diventare partecipante attivo a una rete blockchain è chiamato "nodo". I nodi possono svolgere diverse funzioni, dalla conservazione di uno storico completo delle transazioni all'esecuzione della fondamentale validazione dei dati.

Una blockchain può essere vista come una stringa virtuale di caselle (o "blocchi"). Ogni blocco contiene dati. Per i network di criptovalute, i dati in questi blocchi sono per lo più informazioni sulle transazioni: chi ha trasferito cosa, a chi e a che ora. 

Man mano che nuove transazioni vengono diffuse nel network, devono essere creati nuovi blocchi, riempiti con nuovi dati, verificati e aggiunti alla chain. 

Tutti i blocchi aggiunti alla blockchain sono permanenti e immutabili, il che significa che è impossibile tornare indietro e modificare le informazioni memorizzate nel blocco completato. Ecco perché la validazione dei dati è così importante. Qualsiasi dato relativo alla transazione deve essere verificato all'unanimità da tutti i nodi nel network per assicurarsi che vengano elaborate solo transazioni valide. 

Poiché non esiste un'autorità unica che gestisce il network, viene utilizzato un sistema automatizzato per garantire che tutti i nodi siano d'accordo sui nuovi dati che vengono registrati nella blockchain. Questo sistema, noto come mining sui network blockchain come Bitcoin, è progettato per impedire ai malintenzionati di corrompere il network con transazioni non valide.

Questo sistema è quello che viene generalmente chiamato "meccanismo di consenso".

Sebbene diverse blockchain utilizzino diversi tipi di meccanismi di consenso, tutte mirano a raggiungere lo stesso obiettivo: mantenere informazioni accurate riguardo alla proprietà e alle transazioni.

Proof-of-work e proof-of-stake sono i sistemi più comuni utilizzati nelle criptovalute.

Per compensare i nodi per il loro lavoro, tutti gli utenti di criptovalute sono tenuti a pagare una commissione di transazione per far elaborare i loro pagamenti, a volte nota come gas fee.

Questo copre i costi computazionali associati alla gestione di un nodo e li incentiva finanziariamente a continuare a operare sulla rete.

Le commissioni possono variare in base alla blockchain e al livello di congestione del network in quel momento.

In alcuni casi, gli utenti possono aggiungere una mancia alla commissione di transazione per incoraggiare i validator a dare priorità ai loro pagamenti rispetto ad altri in coda.

Ora che è chiaro quali sono i componenti del processo di transazione di crypto, vediamo come funziona un pagamento dall'inizio alla fine.

Il processo sottostante è specifico per il network Bitcoin, alcuni dettagli differiranno leggermente su altri network blockchain, come Ethereum, Ripple o Solana. 

Vale anche la pena notare che quasi tutti i passaggi elencati di seguito vengono eseguiti automaticamente dal codice sottostante del protocollo Bitcoin e dai nodi del network. Tutto ciò che l'utente Bitcoin deve fare è inserire l'importo di crypto che desidera inviare, copiare e incollare l'indirizzo pubblico del wallet del destinatario e premere Invia.

Il processo di invio di una transazione consiste in tre fasi:

1. Transazione
2. Trasmissione
3. Liquidazione

Di seguito è riportato un esempio delle varie fasi che si svolgono sulla blockchain Bitcoin. Questo processo consente a Bitcoin di operare come sistema di moneta elettronica peer-to-peer.

Supponiamo che Ben abbia già completato il processo di acquisto di Bitcoin e ora voglia inviare a Olivia 1 Bitcoin (BTC). Ricorda che Ben può inviare unità più piccole di Bitcoin chiamate satoshi, ma useremo un Bitcoin intero per semplicità.

1. Olivia invia a Ben il suo indirizzo pubblico del wallet.
2. Ben prende l'indirizzo pubblico del wallet di Olivia e crea un messaggio di transazione che contiene informazioni sulla transazione prevista (da dove proviene il Bitcoin di Ben, dove è destinato, quanto resto dovrebbe essere restituito a Ben sotto forma di UTXO e qual è l'importo della commissione aggiunta).
3. Questo messaggio di transazione viene elaborato tramite un algoritmo di hashing crittografico per ridurlo a un codice univoco di lunghezza fissa.
4. Ben crittografa il codice hash risultante con la sua chiave privata per creare una firma digitale per la transazione. In questo modo, Ben dimostra a Olivia e al network blockchain di aver inviato la transazione e che questa non è stata manomessa durante il trasferimento.
5. Ben invia a Olivia il messaggio originale della transazione e la firma digitale.
6. Olivia decripta la firma digitale utilizzando la chiave pubblica di Ben, rivelando l'hash del messaggio della transazione.
7. Olivia esegue quindi lo stesso algoritmo di hashing crittografico sul messaggio di transazione originale per generare un hash e lo confronta con il valore hash ottenuto nel passaggio precedente.
8. I due hash dovrebbero essere identici: questo dimostra che Ben ha effettivamente inviato la transazione e che il messaggio non è stato alterato durante la trasmissione. Qualsiasi modifica ai dettagli della transazione produrrebbe un hash completamente diverso, segnalando alla rete che qualcuno ha tentato di manomettere la transazione.

Ora che Olivia ha potuto verificare che la transazione inviata da Ben è valida, questa deve essere trasmessa alla rete affinché tutti i nodi possano verificare tali informazioni.

1. Il messaggio di transazione e la firma digitale vengono inizialmente inviati a un massimo di otto nodi. Ogni nodo trasmette quindi tali informazioni ad altri sette nodi del network.
2. Questo processo continua fino a quando ogni nodo del network blockchain ha ricevuto e verificato in modo indipendente la transazione.
3. Una volta verificate da tutti i nodi della rete, le transazioni in sospeso/non confermate vengono memorizzate in un cosiddetto mempool, abbreviazione di memory pool.

A seconda del tipo di meccanismo di consenso utilizzato dalla blockchain sottostante, viene selezionato un singolo nodo validatore per proporre un nuovo blocco riempito con le transazioni dal mempool.

Per i validator proof-of-work, una volta selezionato un validator di successo dal processo di mining, altri nodi nel network devono prima attestare che abbia effettivamente vinto la competizione di hashing prima che possa proporre un nuovo blocco. Se vuoi saperne di più su questo processo, puoi consultare l'articolo del Centro di apprendimento di Kraken Mining di Bitcoin: una guida completa

Una volta che il blocco contenente la transazione di Ben verso Olivia è stato aggiunto alla blockchain,la transazione sarà considerata confermata una prima volta. Per ogni blocco che viene aggiunto alla blockchain dopo questo, la transazione di Ben guadagnerà ulteriori conferme. Ulteriori cicli di conferma contribuiscono ad aumentare la certezza dell'accuratezza della transazione sul network.

Mentre alcuni wallet di criptovalute considereranno una transazione riuscita dopo una singola conferma, altri wallet, come i wallet Bitcoin, richiederanno tipicamente fino a sei conferme. Considerando che sul network Bitcoin viene aggiunto in media un blocco ogni dieci minuti, ottenere sei conferme e quindi considerare la transazione definitivamente finalizzata può richiedere circa un'ora.

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