Estensione di Bitcoin
I blocchi sono aggiunti al Blockchain solo dopo verifica multipla delle transazioni e solo se queste fanno parte del blocco che ottiene il consenso.
Meccanismo di Consenso
Il consenso è basato sul metodo Proof of Work.
Occorre trovare un Nonce che, insieme al resto del blocco, produca uno hash inferiore ad un valore determinato. L'unico metodo possibile è basato su tentativi di indovinare il Nonce (Forza Bruta).
Il campo Difficoltà esprime il valore minimo dello hash target.
La Difficoltà viene cambiata a intervalli regolari, nel tentativo di ottenere un nuovo blocco ogni circa 10 minuti.
Il miner del blocco vincente riceve come compenso alcuni BTC. Il compenso per nuovi blocchi diminuisce col tempo, al momento è di BTC 12.50. Il miner percepisce anche un transaction fee da ogni transazione finalizzata.
Le transazioni proposte risiedono temporaneamente in un Transaction Pool finchè non si vedono inserite nel blocco vincente. Se una transazione offre un fee appetibile può venir considerata da più miners nei loro tentativi di generazione blocchi, quindi ha più probabilità di successo.
Blocchi Speciali
- Stale Blocks
- Quando un blocco vince e viene accettato per l'aggiunta al Blockchain, tutti gli altri miners si trovano ad avere Stale Blocks: li abbandonano e ricominciano nella 'gara' col prossimo blocco.
- Orphan Blocks
- Hanno passato il requisito di difficoltà (hash inferiore al minimo), ma prima di venire accettati viene offerto un altro blocco valido con difficoltà maggiore (hash inferiore).
- Le transazioni nei Blocchi Stale od Orfani non vengono confermate.
- Blocco Genesis
- E' il primo blocco del chain e le sua struttura è fissata nel codice.
Fork
In caso di offerta di due blocchi validi viene scelto quello con difficoltà maggiore.
Se la rete è partizionata al momento della scelta, ciascuna partizione può effettuare una scelta ragionevole ma condotta nell'ignoranza dell'altra partizione.
Come conseguenza otteniamo due Blockchains accettati, una Fork. Blockchain si basa sul principio della Eventual Convergence.
Quando il partizionamento termina e tutta la rete è visibile, il ramo del Fork con difficoltà minore viene rifiutato, e tutti i suoi blocchi divengono Orfani.
Hard Fork
Si raccomanda in Bitcoin di non considerare le transazioni confermate, cioè spendibili, se non sono stati aggiunti un certo numero di blocchi, tipicamente almeno 4.
Se per cause incidentali o dolose, abbiamo un fork e le transazioni di entrambi i rami sono state spese, abbiamo una situazione di Hard Fork, da cui è molto difficile uscire:
- o un branch del fork viene totalmente sacrificato
- oppure bisogna generare un intero nuovo Blockchain indipendente e separato dal precedente.
Il problema è tipico di tutti i sistemi di Controllo Versione basati su DAG (Directed Acyclic Graph) come Git. I Fork (branch in Git) sono facili, i Merge possono essere difficili, e richiedono sacrificio di codice.
In Bitcoin i Merge non sono possibili.
Nei sistemi di consenso basati sul voto, consorzi che controllino il 50%+1 dei voti possono imporre un Fork.
Una Hard Fork può essere pianificata e indolore, p.es.per l’aggiornamento del software dei miner.