7. Il Mining e la Proof of Work ⛏️

Nel livello 6 abbiamo visto come viene assemblato un nuovo blocco, ma chi può proporre un blocco valido da aggiungere alla catena ufficiale? Se tutti potessero aggiungere blocchi a piacimento, regnerebbe il caos e ci sarebbero ben presto centinaia di blockchain diverse tra loro. Anche se, temporaneamente, possono in effetti esistere più versioni concorrenti, è assolutamente basilare che la rete converga il più velocemente possibile verso un unico registro (il ledger) condiviso, che verrà poi replicato identico su tutti gli oltre ventimila nodi di cui si compone la rete.

Il meccanismo di base è il seguente: ogni miner, in modo indipendente, inizia ad assemblare il suo blocco scegliendo innanzitutto le transazioni dalla mempool (ne abbiamo parlato nel livello precedente). Sceglierà sostanzialmente le transazioni che pagano più mance, più commissioni. Al momento (2026) ne raccoglie circa 3000 (il numero esatto può variare molto in base alla congestione della rete e alla pesantezza dei blocchi). Poi mette, all'inizio del blocco, l'hash del blocco precedente...poi inizia la parte difficile.

Questo processo, appunto la proof of work (prova di lavoro), richiede tantissimi tentativi, quindi tantissima energia. Spesso interpretato come difetto del protocollo, ciò è, al contrario, la caratteristica fondamentale che rende costosissimo, quindi impraticabile, riscrivere a proprio vantaggio la storia della blockchain. Data l'unidirezionalità (vedi Livello 2) dell'algoritmo di hashing, non esiste alcuna strategia per trovare il NONCE se non quella di provare letteralmente tutti i numeri partendo da 0. Esattamente come in una lotteria per essere assolutamente certi di vincere, occorre comprare tutti i biglietti stampati. Cionondimeno, nonostante l'estrema difficoltà nello scovare questo numero, sarà invece immediato per ogni nodo verificarne poi la correttezza.

Prova a minare un blocco!

Hai dovuto provare tanti numeri diversi per trovarne uno che funzionasse. Ma una volta trovato (es. Nonce: 46), per chiunque altro è facilissimo verificare che funziona: basta fare un solo hash.

Difficile da trovare, facile da verificare. Questa è l'asimmetria che protegge Bitcoin.

📘 Riepilogo e verifica (facoltativo)

🗂 Flashcards

Qual è il problema fondamentale che sorgerebbe se chiunque potesse aggiungere blocchi alla blockchain a piacimento?

Verso cosa deve convergere la rete Bitcoin per funzionare correttamente, nonostante la possibile esistenza temporanea di versioni concorrenti della catena?

Su quanti nodi della rete Bitcoin viene replicato il ledger condiviso?

Secondo il testo, quante transazioni raccoglie circa un blocco Bitcoin nel 2026?

Qual è il meccanismo di selezione in Bitcoin che impedisce a chiunque di aggiungere blocchi arbitrariamente?

Per guadagnarsi il diritto di aggiungere un blocco, il miner deve risolvere un enigma matematico trovando un numero speciale chiamato _____.

Qual è l'obiettivo che un miner deve raggiungere combinando il NONCE con i dati del blocco?

Qual è l'intervallo di tempo target per l'emissione di un nuovo blocco in Bitcoin?

Ogni quanti blocchi la rete Bitcoin ricalcola la difficoltà del mining?

Come agisce il protocollo Bitcoin se i blocchi vengono creati troppo rapidamente?

Cosa succede alla probabilità di trovare un nonce valido quando la difficoltà di mining aumenta?

Perché l'elevato consumo energetico della Proof of Work è considerato una caratteristica fondamentale e non un difetto?

🖼 Infografica

🎧 Video / Audio recap

🧠 Verifica di comprensione

Qual è lo scopo principale del meccanismo di Proof of Work in Bitcoin, secondo il testo?

Accelerare la velocità di conferma delle transazioni per gli utenti. Selezionare chi ha il diritto di aggiungere un nuovo blocco alla catena in modo ordinato. Garantire l'anonimato completo di chi invia e riceve bitcoin. Comprimere i dati delle transazioni per ridurre lo spazio occupato sulla blockchain.

Cosa spinge il protocollo Bitcoin ad AUMENTARE la difficoltà del mining?

Il superamento di un numero predefinito di transazioni nella mempool. Il passare di un periodo fisso di due settimane, indipendentemente dalla velocità dei blocchi. Una diminuzione significativa del numero di minatori attivi sulla rete. La creazione di blocchi a un ritmo medio più veloce di uno ogni 10 minuti.

Nel processo di mining, qual è la funzione principale del NONCE'?

È l'elenco di tutte le transazioni scelte dal miner e incluse nel blocco. È un numero variabile che il miner modifica continuamente per risolvere l'enigma matematico del blocco. È l'hash del blocco precedente, che serve a collegare i blocchi tra loro. È l'indirizzo a cui viene inviata la ricompensa per la creazione del blocco.

L'asimmetria che protegge Bitcoin, descritta come 'Difficile da trovare, facile da verificare', a cosa si riferisce?

Alla complessità di creare un nuovo indirizzo Bitcoin rispetto alla semplicità di inviare fondi. Al fatto che trovare un NONCE valido richiede un enorme lavoro, mentre verificarne la correttezza è quasi istantaneo. Alla difficoltà di decifrare i dati di una transazione rispetto alla facilità di crearla. Al fatto che verificare la correttezza di un blocco è un processo lungo, mentre trovarlo è molto rapido.

Secondo il testo, con quale criterio principale un miner sceglie le transazioni da includere nel suo blocco?

Include prima le transazioni con gli importi in bitcoin più alti. Seleziona le transazioni che offrono le commissioni (mance) più elevate. Dà la priorità alle transazioni più vecchie presenti nella mempool. Ordina le transazioni in base al loro peso in byte, dalle più leggere alle più pesanti.

Con quale frequenza viene ricalibrata la difficoltà del mining di Bitcoin?

Ogni volta che il numero di transazioni nella mempool supera una certa soglia. Esattamente ogni due settimane di calendario. Ogni 10 minuti, dopo la creazione di ogni singolo blocco. Ogni 2016 blocchi.