Valute digitali Scuola di Ingegneria e Architettura Bologna

Valute digitali Scuola di Ingegneria e Architettura – Bologna - 26 Gennaio 2016 Giovanni Neri Università degli studi di Bologna Tel +39 -051 -2093040 Fax +39 -051 -2093073 http: //gneri. deis. unibo. it Blog recensioni musicali http: //kurvenal. wordpress. com e-mail giovanni. neri@unibo. it Giovanni Neri 1

Soldi del Monopoli Fiches del casino Gettoni telefonici Assegnini Giovanni Neri 2

Presupposti Ø Tentativo di generare un sistema non collegato ad alcun organo centrale di controllo (e quindipendente dale politiche nazionali e dagli organi di regolazione) Ø Valuta dematerializzata (nel passato unità di conto…) Ø Assoluta segretezza delle transazioni (con tutte le conseguenze anche negative rispetto a tasse, terrorismo etc. ). Equivalente cash. Ø Tentativo di generare un sistema autoregolato indipendente da gestori centrali Ø Rischio fluttuazione Giovanni Neri 3

Ø Che cosa NON è il Bit. Coin (BTC) - come ogni una valuta digitale. • Una carta di credito • Una valuta che corrisponda a biglietti o monete bancarie • Una valuta regolata da enti centrali governativi • Una valuta che si rifa a riserva auree • Una valuta a corso legale con cambi regolati Ø E’ una valuta immateriale basata su Internet il cui valore è determinato dalla sua capacità di acquistare beni o servizi da coloro che la accettano Ø Può essere convertita in valuta corrente da cambiavalute sulla base di un valore fissato quotidianamente dipendente dalla sua circolazione e che può fluttuare significativamente (ad esempio il 7 Gennaio in occasione della crisi finanziaria cinese il Bit. Coin è passato a Shanghai da 2, 897 a 3. 000 yuan ovvero + 3, 5%) Ø I BTC possono essere custoditi in un «wallet» locale sul PC o ci si può avvalere di un intermediario. BTC merchants Giovanni Neri 4

Cosa è il Bit. Coin (BTC)? Satoshi Nakamoto chi era costui? • Nell’ «ecosistema» del BTC esistono gli «operatori – peers » e i «minatori - miners» . Sono operatori i classici Bob e Alice noti al sistema solo per i loro indirizzi che scambiano BTCs per beni e servizi. Un elenco assolutamente incompleto degli operatori che accettano BTCs si trova alla fine della presentazione • Perché BTC? Privacy: non esiste correlazione fra indirizzo e identità fisica (v. ad esempio donazioni a partiti politici). Un utente può anche avere (normalmente ha) n differenti indirizzi (come può avere n differenti firme digitali). • Chiunque può operare in modo trasparente anche coloro che NON hanno un conto corrente etc. Basta avere una connessione Internet. I BTC si comprano dai merchants • Totalmente decentralizzato (P 2 P). Non ci sono regolatori né emettitori di valuta. Il controllo normalmente fatto da una banca o da una istituzione finanziariaè affidato al sistema decentralizzato che gestisce un libro mastro (ledger) distribuito di cui esiste una copia su ogni nodo Bit. Coin • Poiché il valore del singolo BTC è tendenzialmente alto si usano anche gli Satoshi che valgono 1/100. 000 di BTC (oggi – 26 -01 -2016 ore 11: 16 - il BTC vale circa 366, 44 € e quindi lo Satoshi vale circa 0, 0000036644€. Un € vale oggi 0. 0027604 BTC). Il BTC questa mattina era in discesa. Valore definito dal mercato Giovanni Neri 5

Client-server vs. P 2 P Client Server Client-Server P P Client P Peer-to-Peer (ex. Skype - Team. Viewer) Il controllo che è effettuato ad esempio dalle banche per la validazione di una transazione è qui effettuato in modo distribuito da tutti i peers Giovanni Neri 6

Hash crittografico Long message Digest SHA 160 -256 (160 -256 bit) her Has Funzione non invertibile SHA ha alcuni predecessori Message Digest 4, MD 5…. Trasformazione matematica deterministica L’hash crittografico deve essere efficiente dal punto di vista computazionale, resistente alle collisioni, ben distribuito e apparire random Non fornisce alcuna informazione sull’input Giovanni Neri 7

SHA (Secure Hash Algorithm) Funzione non invertibile L’algoritmo (la cui descrizione e codice si trovano all’indirizzo https: //it. wikipedia. org/wiki/Secure_Hash_Algorithm) prevede una «imbottittura» del messaggio iniziale e una serie successiva di rotazioni e somme. Ecco un esempio di un passo dell’algoritmo (SHA 1 per digest 160 bit, SHA 2 per digest 224 -512 bit). F è una funzione non lineare ; <<<n è una rotazione dei bit di sinistra di n posti, Ki è una costante e è la 32 somma modulo 2 http: //hash. online-convert. com/sha 1 -generator Esempio 160 bit «Questa è una conferenza sul Bit. Coin» de 45 ce 6636 cb 2 f 7968 dfd 4 aa 9 d 3 bce 680618 d 8 a 9 Giovanni Neri 8

4 BTC Mandami una pizza ai funghi 10 B TC 1 BTC Sono 5 BTC Eccoli Arriva la pizza! fee Alice Bob Alice to Bob sono numeri nel sistema (sono di fatto le loro chiavi pubbliche) e la transazione è memorizzata nel ledger ovvero il libro mastro del sistema che è distribuito e presente in tutti i nodi dell’ «ecosistema» bitcoin Se supponiamo che Alice abbia 10 BTC nel suo «wallet» (che sono il risultato di transazioni precedenti) ne spedisce 5 a Bob e 4 a sé stessa. 1 BTC va ai «miners» come fee per lo sforzo compiuto(minatori ovvero i gestori della verifica – v. dopo). Alice inserisce nella transazione le informazioni che sono leggibili da tutti in chiaro e firma digitalmente con la sua chiave privata l’hash della transazione (verificabile da chiunque con la chiave pubblica di Alice che Alice rende disponibile). La transazione va all’indirizzo di BOB (che deriva dalla sua chiave pubblica) e solo a lui Bob analizza la transazione e grazie ai «miners» che mantengono il «ledger» (catena di blocchi di transazioni simili a una pagina di un libro mastro» - v. dopo) è sicuro della transazione (bitcoins disponibili e indirizzati a lui). Il sistema poi garantisce che Alice non possa spendere due volte gli stessi BTC Giovanni Neri 9

Aritmetica dei moduli • Funzione non invertibile • Due numeri y=3 e k=7 x 1 2 3 4 5 6 3 X 3 9 27 81 243 729 3 2 6 4 5 1 z = y. X (mod k) • Per numeri grandi invertire (trovare y e k a partire da z conoscendo x) è impossibile. Il problema è (probabilmente) np-completo (non dimostrato però) Giovanni Neri 10

Trasmissione delle chiavi Bob, Alice e Eva Si vuole trasmettere la chiave segreta fra Bob e Alice Due numeri P e Y con P primo e > Y Alice Hello - Usiamo Y = 7 e P = 11 Bob (Telefono, e-mail, comunicazione non sicura) Eva (riesce sapere Y e P) Alice sceglie A segreto (3) Bob sceglie B segreto (6) K = YA (mod P) [K = 73 (mod 11) = 2] H = YB (mod P) [H = 76 (mod 11) = 4] Comunica K (=2) Comunica H (=4) Dati noti a Eva Z = HA (mod P) [Z = 43 (mod 11) = 9] W = KB (mod P) [W = 26 (mod 11) = 9] Z = W = Chiave = 9 !!! Ignota a Eva !!! Giovanni Neri 11

Spiegazione … a colori «Usiamo vernice gialla» (informazione trasmessa in modo non sicuro) Alice Bob Eva (Telefono, e-mail, comunicazione non sicura) Alice aggiunge del verde (segreto) Bob aggiunge del marron (segreto) Lo spedisce Aggiunge del verde Aggiunge del marron I recipienti hanno lo stesso colore (giallo + verde + marron) !!! Eva ha intercettato i colori scambiati (giallo+verde e giallo+marron) ma non quello finale !!!! Giovanni Neri 12

Algoritmo di crittografia RSA Rivest Shamir Adleman • Chi deve firmare un file F sceglie due numeri primi p e q molto grandi (chiave privata) • Li moltiplica ottenendo N • Sceglie un numero k a caso [primo con (p-1)x(q-1)] • Pubblica k e N (chiave pubblica) pubblicati • Il file F viene cifrato generando C = Fk (mod N) • Per permettere la decifrazione è anche fornito dal firmatario un numero d tale che (k x d) [mod((p-1)x(q-1))] = 1 • Il messaggio M è decifrato calcolando M = Cd (mod N) Non si riesce a risalire a p e a q da N ! Non è possibile ricostruire la chiave privata ! Giovanni Neri 13

Esempio - cifratura • p = 17 e q = 11 (chiave privata) • N = pxq = 17 x 11= 187 • K = 7 • M = 88 (K e N chiave pubblica) (K=7 primo con p-1=16 e q-1=10) (messaggio da cifrare) • C = 887 (mod 187) (operazione di cifratura) [Mk (mod N)] • Poiché vale la proprietà che dato un numero Z = Pj xj Z mod(N) = [(Pj xj) mod(N)] = [Pj (xj mod(N))] mod(N) • C = [884 (mod 187) x 882 (mod 187) x 881 (mod 187)] mod (187) • C = 11 (messaggio cifrato) Giovanni Neri 14

Esempio - decifratura dapprima calcolare d tale che (k x d) [mod((p-1)x(q-1))] = 1 • (7 x d) mod (16 x 10) = (7 x d) mod 160 = 1 -> d=23 v. nota • M = 1123 (mod 187) (chiave privata) (chiave pubblicata) • M = [111 (mod 187) x 112 (mod 187) x 114 (mod 187) x 1116 (mod 187) ] mod (187) • M = [11 x 121 x 55 x 154] (mod 187) • M = 88 !!!!!!! nota 7 x 23 : 160 = 161 : 160 = 1 resto 1 Giovanni Neri 15

Firma digitale Certification Authority Elenco delle chiavi pubbliche DECODIFICA HASH (Chiave pubblica) Hash firmato (codificato) aggiunto al documento Card con microchip =? Hash decodificato Si, firma OK HASH VERIFICA FIRMA HASH Software Associata a un individuo Contiene la chiave privata Giovanni Neri Documento 16

Transazione 1) Creazione dell’indirizzo (ogni peer ne può avere un numero a piacere) Numero random ASCII 256 bit chiave privata Chiave privata in ASCII Anche per le firme digitali è possibile NON usare cards a microchip ma solo sis sw (i. e. Verisign, PGP etc. ) Trasformazione ellittica Chiave pubblica 512 bit Hash Chiave pubblica 160 bit Codifica QR Indirizzo 58 bit per ricevere BTC 2) Transazione Trans A IN 3 BTC OUT 1 BTC Trans B IN 5 BTC Giovanni Neri OUT 3 BTC La maggior parte dei wallets BTC e altri software correlati supportano la lettura dell’indirizzo BTC come codice QR (codice a barre bidimensionale) Trans C IN 1 BTC OUT 1 BTC IN 3 BTC OUT 3 BTC Ad ogni transazione vanno aggiunti n BTC come fee per i minatori. Il resto dei BTC va rimandato al mittente Sono possibili transazioni con IN e OUT multipli 17

Verifica Transazione A=>B Transazione B=>C Transazione C=>D TXN content A chiave privata B address B chiave privata Firma C address C chiave privata Firma TXN firmata A A chiave pubblica Verifica Debbono coincidere D address Firma TXN firmata B B chiave pubblica Verifica Debbono coincidere TXN firmata C C chiave pubblica Verifica • Esempio: transazione B=>C. Il contenuto della transazione (in chiaro che include anche la chiave pubblica di B) è «hashed» e firmato con la chiave privata di B. • La chiave pubblica di B (in realtà il suo QR) deve coincidere con l’indirizzo della transazione • La chiave pubblica di B permette di verificare la validità dell’hash della transazione B=>C. La chiave pubblica di B poteva finora non essere stata rivelata (solo il suo QR era noto) Giovanni Neri 18

Minatori (1) • POW Proof of Work : i nodi «minatori» costruiscono i «blocchi» selezionando le transazioni pendenti ancora non inserite in precedenti blocchi (tendenzialmente quelle che forniscono le fees maggiori), ne fanno l’hash e vanno alla ricerca di un valore numerico (nonce) tale che l’hash complessivo ottenuto sia inferiore al target corrente (correlato a un parametro «difficoltà» gestito dall’ecosistema BTC), ovvero un valore che ha come caratteristica quella di avere molti zeri iniziali. Inseriscono anche il loro indirizzo per ricevere il reward se per primi trovano il POW • Il «vincitore» valida il blocco (leggibile in chiaro e che si lega alla catena di blocchi precedenti) e ottiene il «reward» (fees + BTC generati – v. dopo). Le transazioni del blocco sono considerate verificate (Bob può mandare la pizza ad Alice! In realtà dopo almeno 6 blocchi per sicurezza…). Il POW è difficile da trovare ( «brute force» ) ma immediato da verificare • La ricerca del POW è diversa per ogni minatore dal momento che nei dati da minare è inserito l’indirizzo del minatore. • La difficoltà del sistema viene calibrata in modo che mediamente venga generato un nuovo blocco ogni 10 minuti (statistico visto l’alto numero dei minatori). Viene aumentata o diminuita ogni 2016 blocchi a seconda dei tempi impiegati ovvero teoricamente circa ogni due settimane (10 x 6 x 24 x 14 = 2016). Hardware dedicato – ASIC, Miners pools Giovanni Neri 19

10 B TC 5 BTC 4 BTC Trans e C - fe 1 BT Alice M M Tr 1 Bob M M M Tr 2 Teoricamente potrebbe succedere che due miners calcolino allo stesso tempo un POW (il numero di transazioni per blocco è libero e non influisce di fatto sul tempo di mining): maggiore però il numero di transazioni maggiori i fees. In questo caso vale la chain con la difficoltà complessiva maggiore (la somma delle relative difficoltà) Trn-1 Trn Hash Fees+Reward Per ragioni di sicurezza una transazione si considera confermata quando è annegata in sei blocchi. Dipende comunque dai wallets in base al rapporto sicurezza/tempo. Per i BTC generati il numero di blocchi richiesti è 100 Hash Block Hash t=0 Challenge Hash Proof of Work ? < Block 0000…… 000 xxxxx…. target Difficoltà=> target - ricalibrata a tempi fissi in modo che il tempo medio sia 10 mins Giovanni Neri La funzione hash non è invertibile ovvero conoscendo il challenge e fissando l’hash NON è possibile trovare il POW!! 20

Minatori (2) • In caso (rarissimo, ovviamente) di coincidenza temporale l’ecosistema bitcoin accetta la blockchain più lunga ovvero quella la cui somma delle difficoltà ha il maggior valore numerico (ovvero quella che presumibilmente ha richiesto il maggior tempo) • Alcune transazioni possono teoricamente essere rimandate a lungo (ad esempio se non forniscono fee. . . ) • Ogni nuovo blocco è broadcasted così ogni nodo può verificare se la propria transazione è entrata nella chain (e quindi verificata) • Per ogni BTC attraverso le varie transazioni si può risalire fino alla sua creazione come reward. I BTC sono creati solo come reward Giovanni Neri 21

Un dispositivo di mining Data la difficoltà di «minare» i blocchi si sono costituiti pools di minatori Giovanni Neri 22

Difficoltà di mining In ogni blocco il target è rappresentato «packed» Tpacked b 1##b 2 H(exadecimal) ll Tattuale si calcola dalla formula => b 2 x 2 8(b 1 -3) imbottito a sinistra di « 0» Ad esempio se Tpacked = 1 A 0 CD 43 FH => Tattuale=0 CD 43 F x 2 8(1 A-3) Hex da cui i Tattuale= 0000000 CD 43 F 00000000000000000000000 H Il POW «hashed» con il challenge delle transazioni del blocco deve fornire un valore inferiore al Tattuale. Variando Tpacked (indicato in ogni blocco come «bits» ) ogni 2016 blocchi minati aumenta (diminuisce) nel target il numero degli zeri iniziali e quindi diminuisce (aumenta) il numero dei valori in grado di soddisfare la diseguaglianza e aumenta (diminuisce) quindi il tempo medio di ricerca del POW. Così si regola statisticamente il valore medio di un blocco minato ogni 10 minuti calcolando il tempo complessivo richiesto per il 2016 blocchi T 1 è il valore massimo del target (valore minimo della difficoltà) prefissato a 1 D 00 FFFF (1 D-3)H = 1 A H =26 D => 26 x 8=208 => 208 « 0» ovvero 52 valori Hex T 1 = 0000 FFFF 00000000000000000000000000 H Attualmente (21/1/2016) Tpacked (bits) = 403288859 D =1809 B 31 B H => Tattuale =09 B 31 B x 2 8(18 -3) Hex Tattuale=0000000009 B 31 B 000000000000000000000 H La difficoltà D è un parametro riassuntivo calcolato come T 1/Tattuale da cui Dattuale= 113. 354. 299. 801, 47 (Decimale) Giovanni Neri 23

Profitability http: //tpbitcalc. appspot. com/? difficulty=113354299801. 0000&hashrate=1000. 00&exchangerate=395. 60&bitcoin sperblock=25. 00&rigcost=1000. 00&powerconsumption=80. 00&powercost=0. 10&investmentperiod=355 Breakevem => 1. 700. 000 MHash//sec !!!!!! Raggiunto con il pool mining 1018 H/sec ! Giovanni Neri 24

Bob e Alice hanno PC e wallet… Wallets indirizzi …. che hanno files per accessi a indirizzi multipli <<<< Bob crea nuovo indirizzo per Alice NON correlato a una persona fisica Il mining Indirizzi Ogni indirizzo stringhe ha n Bit. Coins alfanum. Pagamento Alice ordina al suo client di trasferire all’indirizzo di Bob l’ammontare dell’acquisto Chiave privata Gary Garth Glenn «minatori» Verifica Chiave pubblica Il client di Alice firma con la chiave privata Ogni PC può verificare con la chiave pubblica che la transazione proviene dal legittimo possessore Col passare del tempo la transazione è sempre più sepolta nella blockchain e quindi non più modificabile Giovanni Neri Raggruppano le transazioni scelte Calcolo del Hash Transazione verificata I Bit. Coins immessi nel wallet di Bobs sono verificati e Bob invia il bene acquistato ad Alice Combinazione POW e nuovo hash per ottenere un valore inferiore al target che ha un numero iniziale con molti zeri ENUMERAZIONE Ogni «miner» include nell’hash il proprio indirizzo e quindi tutti gli hashes sono diversi Al primo che trova il POW sono inviati x Bit. Coins come premio (x diminuisce nel tempo) e il blocco con l’hash e il POW entra nella blockhain 25

«Double spending» 15 B C 12 BTC fee TC - 3 BTC 3 B TC 1 B Eva Bob Pete Block Block Block T=0 Block Poiché la blockchain accettata è la più lunga (maggior difficoltà complessiva) Eva dovrebbe essere in grado di generare blocchi a partire da quello «corrotto» più in fretta di tutti gli altri minatori e con difficoltà complessiva superiore. Dovrebbe avere più del 50% della potenza complessiva di calcolo di tutti i minatori!!! Giovanni Neri 26

Struttura di una transazione Giovanni Neri • Ora dell’invio • Importo in BTC • Indirizzo di provenienza • Indirizzo di destinazione • Dati della transazione precedente (hash) • Hash dei dati 27

Struttura di un blocco dimensione del blocco <1 MB Dimensione 4 bytes Header 80 bytes Numero Transazioni 1 -9 bytes Versione sw, Hash blocco precedente, Timestamp. Difficoltà, POW Transazioni Qui anche inserito l’indirizzo per il reward Giovanni Neri 28

N. transazioni giornaliere del Dicembre 2015 https: //www. quandl. com/data/BCHAIN/NTRAN-Bitcoin-Number-of-Transactions https: //www. quandl. com: questo sito aggiorna quotidianamente i dati su Bit. Coin e valute Tutti i dati riportati nei grafici sono aggiornati all’ 8/1/2016 Giovanni Neri 29

N. transazioni dall’inizio del BTC Giovanni Neri 30

Dimensione media dei blocchi (in MB) https: //www. quandl. com/data/BCHAIN/AVBLS-Bitcoin-Average-Block-Size Numero medio di transazioni per blocco Giovanni Neri https: //www. quandl. com/data/BCHAIN/NTRBL-Bitcoin-Number-of-Transaction-per-Block 31

Andamento della difficoltà Giovanni Neri 32

Esempi di blocchi (http: //blockexplorer. com) Number Hash Time Transactions Total BTC Size (k. B) 358999 6 ecee 94 daa. . . 2015 -06 -01 21: 38 232 4262. 90539567 153. 691 358998 109 b 2 a 06 d 4. . . 2015 -06 -01 21: 30: 01 1284 10131. 18979887 663. 872 358997 13922 bb 84 b. . . 2015 -06 -01 21: 15 1048 10666. 38091663 749. 092 358996 14 afb 22 d 9 a. . . 2015 -06 -01 21: 09: 35 937 8103. 11744471 473. 959 358995 13 df 1 fed 20. . . 2015 -06 -01 21: 01: 40 1700 9212. 96452347 999. 98 358994 440 e 239997. . . 2015 -06 -01 20: 51: 03 1288 8694. 57122792 749. 178 358993 b 1 b 8432059. . . 2015 -06 -01 20: 39: 57 2510 18655. 70162198 749. 114 358992 d 03 b 6 f 48 fc. . . 2015 -06 -01 20: 19: 28 1247 9812. 03749267 647. 794 358991 75 a 7 c 4 b 679. . . 2015 -06 -01 20: 13: 08 872 7585. 56728045 749. 105 Maggiore è il numero di transazioni inserite in un blocco che si riesce a inserire nella block chain maggiore è la fee complessiva (NON il reward)!!! Giovanni Neri 33

La produzione di BTC • I BTC sono generati out of thin air come reward. Il tetto al numero di BTC previsto è di milioni (al valore attuale di 370 €/BTC 21 - 25 Gennaio 10: 25 ) circa 7, 5 miliardi di €) • Il reward per ogni blocco «mined» si dimezza ogni 210. 000 blocchi «mined» (circa 4 anni). Era 50 BTC all’inizio e già oggi è 25 BTC. Considerando un blocco mined ogni 10 mins. e la riduzione programmata del reward (v. dopo) il valore di 21 milioni di BTC sarà raggiunto circa nel 2040. • Il controllo dell’emissione è ottenuto anche calibrando la difficoltà del POW • Quando saranno raggiunti i 21 milioni di BTC il reward sarà solo nelle fees delle transazionni. Ma a quel punto il numero di utenti BTC renderà il mining attraente • Il BTC è convertibile nelle valute correnti. Il suo valore fluttua giorno per giorno e anche ora per ora come una qualsiasi commodity Giovanni Neri 34

Prima generazione di BTC (BTC genesis block) • Come sono stati generati inizialmente i BTC ? Blocco «hardcoded» nel sw con una transazione che genera BTC non spendibili perché non provenienti da precedente transazione. Blocco 0 della blockchain senza input (hash del blocco precedente tutti zeri) con 50 BTC • Input Ø Previous output N/A Ø Amount: 50 + reward Ø From address N/A Ø Type generation Ø Firma 04 ffff…………. • Output Ø Index 0 Ø Redeemed at input Not yet redeemed Ø Amount 50 (questo è il reward spendibile per avere «minato» il blocco) Ø To address 1 A 1 z. P 1 e. P 5 QGefi 2 DMPTf. TL 5 SLmv 7 Divf. Na (Codice QR) Ø Type Pubkey Ø Signature 0467…… • Hash 0000019 d 6689 c 085 ae 165831 e 934 ff 763 ae 46 a 2 a 6 c 172 b 3 f 1 b 60 a 8 ce 26 f. H inferiore al target iniziale 0000 ffff 00000000000000000000000000 H Ovviamente si possono creare altre blockchains …. . (ce ne sono 3 per test) • http: //bitcoin. stackexchange. com/tags/genesis-block/hot Giovanni Neri 35

Valore del reward in Bit. Coin Giovanni Neri 36

Numero totale di Bit. Coins prodotti… 10. 000. 0 00 1. 000 1000 100 Jan ‘ 09 Jul ‘ 09 Jan ‘ 10 Jul ‘ 10 Jan ‘ 11 Jul ‘ 11 Jan ‘ 12 Jul ‘ 12 Jan ‘ 13 Jul ‘ 13 Jan ‘ 14 Jul ‘ 14 Jan ‘ 15 Jul ‘ 15 Jan ‘ 16 … dall’inizio dei tempi Giovanni Neri 37

Numero totale di Bit. Coins prodotti… 15. 080. 000 15. 060. 000 15. 040. 000 15. 020. 000 15. 000 14. 960. 000 14. 940. 000 10 Dec 12 Dec 14 Dec 16 Dec 18 Dec 20 Dec 22 Dec 24 Dec 26 Dec 28 Dec 30 Dec 1 Jan 3 Jan 5 Jan 71 Jan … negli ultimi 30 gg. Giovanni Neri 38

La blockchain in tempo reale https: //blockchain. info/ • Come si propaga una transazione? I wallet rimbalzano la informazione a tutti i nodi cui sono connessi. Questo garantisce che la transazione arrive ai minatori. In generale un nodo è connesso (rimbalza a. . ) a almeno 8 nodi (random) e quindi propagazione (anche se con qualche minimo ritardo). Il protocollo è TCP (IPv 4 e IPv 6). Nessun nodo conosce tutti gli altri nodi • Ogni trasmissione di transazione porta a ricevere uno o più indirizzi peers • Un peer può ricevere più volte la stessa transazione ma non la rimbalza dopo la prima volta. Ovviamente la transazione è rimossa quando “mined” (informazione inviata con lo stesso metodo) • In ogni caso ogni peer manda un messaggio di “esistenza in vita” ogni 24 ore rimbalzato con lo stesso metodo • Ogni trasmissione di transazione porta a ricevere uno o più indirizzi peers (timeout) • All’inizio di una connessione si invia l’hash del blocco minato che si ritiene più recente ai peers. Se non è ritenuto il più recente si riceve un blocco che è fino a 500 blocchi più recente di quello inviato. Il contenuto di tutti i blocchi viene essere richiesto ai peers. A questo punto la procedura si ripete fino a ricevere tutti i blocchi (al momento circa 7 GB). “Gossip system” Giovanni Neri 39

Una lista parziale dei peers attivi viene anche mantenuta – ad esempio –da www. blockchain. info che è il maggior sito disponibile dove si trova anche l’hash dell’ultimo blocco minato • Esempio: Sommario Altezza 394181 (Main chain) Hash 000000000175 b 79556262 c 4700397 fccda 435 bf 7 a 697 e 76652389 e 3 e Blocco Precedente 0000000004 e 9 f 6 ef 12 a 13 a 6 db 1598 fd 43 f 22 b 3 da 66 841977 b 08 acbba Blocchi Successivi (non esistente ovviamente – ultimo blocco minato) Orario 2016 -01 -20 (20 Gennaio 2016) 16: 15: 56 Difficoltà (decimale) 113, 354, 299, 801. 47 Bits (packed target decimale) 403288859 D (=1809 B 31 BH) Numero di Transazioni 745 Totale Output 5. 486, 27138187 BTC Volume Transazioni 1. 285, 27153384 BTC Dimensione 976. 5498046875 KB Giovanni Neri 40

Sommario (il reward attualmente è 25 BTC) • Numero delle Transazioni 745 Totale Output 5. 486, 27138187 BTC (1 BTC 411, 9 USD – 377, 4 €) Volumedella Transazione (totale pagato – il resto tornato indietro) 1. 285, 27153384 BTC Commissioni di Transazione (fees) 0, 27941656 BTC Altezza 394181 (Catena Principale) Timestamp 2016 -01 -20 16: 15: 56 Orario di Ricezione 2016 -01 -20 16: 15: 56 Inoltrato da F 2 Pool Difficoltà (decimale) 113. 354. 299. 801, 47 Bit (packed target - decimale) 403288859 D (=1809 B 31 BH) Dimensione 976. 5498046875 KB Rete di Propagazione https: //blockchain. info/it/inv/000000000175 b 795 56262 c 4700397 fccda 435 bf 7 a 697 e 76652389 e 3 e Giovanni Neri 41

Valore in € del Bit. Coin (dall’inizio - in anni) Giovanni Neri 42

Valore in € del Bit. Coin … negli ultimi sei mesi Giovanni Neri 43

Valore in $ del Bit. Coin … negli ultimi 7 giorni…. Giovanni Neri 44

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Capitalizzazione di mercato BTC vs valore in USD Giovanni Neri 48

Confronti (June 2015) Strumento di pagamento Visa 212. 603. 000 Mastercard 98. 578. 000 AMEX 14. 521. 000 Paypal 7. 700. 000 Western Union 633. 000 Bitcoin 65. 122 Xoom Corp 25. 000 Strumento di pagamento Giovanni Neri Transazioni giornaliere Volumi in $ Visa 16. 518. 000 Mastercard 9. 863. 000 AMEX 2. 434. 000 Paypal 397. 000 Western Union 216. 000 Bitcoin 33. 400. 000 Xoom Corp 15. 000 49

Un po’ di storia • 15/08/2008 Data di deposito di una richiesta di brevetto • 18/10/2008 Registrazione del sito Bitcoin. org • 31/10/2008 Data ufficiale di creazione - Pubblicazione del design paper • 03/01/2009 Prima release del software e creazione genesis block • 02/06/2011 Difficoltà 1. 000 raggiunta con il blocco 133. 056 • 02/04/2013 Il BTC super i 100$ • 11/03/2014 La Bank of China dichiara di non volere bloccare i BTC • 30/07/2014 Wikimedia accetta donazioni in BTC • 23/09/2014 Paypal permette ai commercianti nordamericani l’uso dei BTC http: //historyofbitcoin. org/ Giovanni Neri 50

Altre applicazioni della Blockchain • La tecnologia della blockchain può essere applicabile in moltissimi campi (ad esempio tutte le transazioni commerciali, oppure come DB a prova di intrusione (Grecia e Honduras lo stanno introducendo per il catasto), cataloghi delle opere d’arte, documenti notarili (v. firma digitale), servizi finanziari per eliminare i libri mastri. Il banco Santander ha valutato un risparmio di 22 M€ per anno entro il 2022 • Può anche essere realizzata con metodi meno «computer» intensive» del mining ovvero metodi di garanzia meno complessi (e quindi meno costosi) in funzione del grado di sicurezza richiesto. Bank of England ha indetto un concorso per studenti per nuove applicazioni della Blockchain • 25 banche sono riunite nel R 3 CEV per uno standard comune. Il NASDAC sta iniziando a usarlo per la memorizzazione delle securities delle compagnie private Giovanni Neri 51

Perchè il BTCè avversato • Droga, terrorismo, tasse…. • Banche, carte di credito, altri sistemi di garanzia di pagamento sono ovviamente avversi ma in modo più o meno aperto prendono in considerazione la tecnologia Anche a causa della diminuita fiducia degli utilizzatori nei confronti degli istituti di credito… • Il BTC (dichiarato morto ogni mese, chissà da chi…. ) è comunque un sistema giovane ed è necessario un adeguato periodo di assestamento per verificarne tutti gli effetti e quindi standardizzarlo. • Alla conferenza Pay. Expo del Giugno 2015 è stata presentata una carta di credito in BTC. • First they ignore you, then they laugh at you, then they fight you. Then you win. (attribuita a Gandhi - forse) Giovanni Neri 52

Food for thought… Sito ufficiale BTC http: //www. bitcoin. org Un articolo di comoda lettura https: //www. google. it/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8 &ved=0 ah. UKEwjsq. Wgur. PKAh. WBh. A 8 KHTMk. BJYQFggf. MAA&url=http%3 A%2 F%2 Fnetworkcultures. o rg%2 Fgeert%2 F 2015%2 F 01%2 F 28%2 Fgeert-lovink-and-patrice-riemens-the-bitcoinexperience-part-i%2 F&usg=AFQj. CNHnt. Af. JKHOAff. HPVJxdtd 5 l 2 G 77 w&bvm=bv. 112064104, d. b. GQ Un journal: http: //bitcoinist. net Un report molto «biased» http: //www. wealthdaily. com/reportpdfs/a-beginners-guide-to-bitcoin-1349. pdf Conferenza Bit. Coin http: //insidebitcoins. com/new-york/2016 Assob. it è l'associazione per lo sviluppo e la diffusione delle tecnologie basate sulla blockchain http: //www. assob. it/ Giovanni Neri 53

Interviste e articoli • http: //www. econopoly. ilsole 24 ore. com/2015/11/24/banca-intesa-ametrano/ • http: //www. pymnts. com/in-depth/2015/what-banks-stand-to-lose-by-ignoring-blockchain/ • http: //www. finextra. com/blogs/fullblog. aspx? blogid=11913&utm_medium=rs • http: //www. paymenteye. com/2015/11/23/coinbase-introduces-bitcoin-visa-debit-cards/ Ø http: //qz. com/563967/goldman-sachs-wants-to-create-its-own-version-of-bitcoin/ • Rivista del BTC http: //bitcoinist. net/ • http: //www. zdnet. com/article/bitcoin-group-ceo-eyes-billion-dollar-opportunity-with-upcomingasx-debut/ • http: //www. coindesk. com/bitcoin-notary-startup-develops-tool-for-russian-payments- firm/ • http: //www. coindesk. com/2016 -blockchain-reality-deloitte/ Giovanni Neri 54

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Elenco di alcune società che accettano BTC come pagamento http: //www. bitcoinvalues. net/who-accepts-bitcoins-payment-companies-stores-take-bitcoins. html Bitcoin now accepted by 100, 000 merchants worldwide Companies that now accept bitcoin payments include Microsoft, Dell, Wikipedia, Twitch, Greenpeace, Expedia and Pay. Pal. Giovanni Neri 57

• Word. Press. com – An online company that allows user to create free blogs • Overstock. com – A company that sells big ticket items at lower prices due to overstocking • Amazon – An online company that sells almost anything. • Target – An American retailing company • CVS – A pharmacy shop • Subway – Eat fresh • Victoria’s Secret – A lingerie outlet • Namecheap - Domain name registrar • Bitcoin. Travel – a travel site that provides accommodation, apartments, attractions, bars, and beauty salons around the world • Pembury Tavern – A pub in London, England • Old Fitzroy – A pub in Sydney, Australia • The Pink Cow – A diner in Tokyo, Japan • Virgin Galactic - Richard Branson company that includes Virgin Mobile and Virgin Airline • The Pirate Bay - Bit. Torrent directories • Reddit – You can buy premium features there with bitcoins • Zynga – Mobile gaming • Pay. Pal / Ebay - Credit card / payment processor / Auction • Tesla – The car company • Ok. Cupid – Online dating site Giovanni Neri 58

• 4 Chan. org – For premium services • EZTV – Torrents TV shows provider • Mega. co. nz – The new venture started by the former owner of Mega. Upload Kim Dotcom • Lumfile – Free cloud base file server – pay for premium services • Etsy Vendors – 93 of them • Pizza. For. Coins. com - Domino’s Pizza signed up – pay for their pizza with bitcons • Tigerdirect – Major electronic online retailer • Cheap. Air. com – Travel booking site for airline tickets, car rentals, hotels • Expedia. com – Online travel booking agency • Zappos – Online retailer • Whole Foods – Organic food store (by purchasing gift card from Gyft) • Bitcoincoffee. com – Buy your favorite coffee online • Grass Hill Alpacas – A local farm in Haydenville, MA • Jeffersons Store - A street wear clothing store in Bergenfield, N. J • Helen’s Pizza - Jersey City, N. J. , you can get a slice of pizza for 0. 00339 bitcoin by pointing your phone at a sign next to the cash register • A Class Limousine - Pick you up and drop you off at Newark (N. J. ) Airport • Fiverr. com – Get almost anything done for $5 • Seoclerks. com – Get SEO work done on your site cheap • Namecheap – Cheap domain registration company • Sacramento Kings – Professional Basketball team out in Sacramental California (NBA) Giovanni Neri 59

• Mint. com - Mint pulls all your financial accounts into one place. Set a budget, track your goals and do more with your money, for free! (Source: mint. com) • Tech. Crunch. com – IT blog • Fancy. com - Discover amazing stuff, collect the things you love, buy it all in one place • Bing by Microsoft – 2 nd search engine to Google • Bloomberg. com – Online newspaper • Humblebundle. com – Indie game site • Big. Fish. Games. com – Games for PC, Mac and Smartphones (i. Phone, Android, Windows) • Suntimes. com – Chicago based online newspaper • San Jose Earthquakes – San Jose California Professional Soccer Team (MLS) • Square – Payment processor that help small businesses accept credit cards using i. Phone, Android or i. Pad • Crowdtilt. com - The fastest and easiest way to pool funds with family and friends • Lumfile – Server company that offers free cloud-based servers • Museum of the Coastal Bend - 2200 East Red River Street, Victoria, Texas 77901, USA • Home Depot - Office supplies store • Kmart - Retail products store Giovanni Neri 60

• Sears - Clothing and household products, electronic store • Gap, Game. Stop and JC Penney – have to use e. Gifter. com • Etsy Vendors – Original art and Jewelry creations • Fight for the Future – Leading organization finding for Internet freedom • i-Pmart (ipmart. com. my) – A Malaysian online mobile phone and electronic parts retailer • curryupnow. com - A total of 12 restaurants on the list of restaurants accept bitcoins in San Francisco Bay Area • Dish Network - An American direct-broadcast satellite service provider • Apple’s App Store - Buy music and any app on the Apple App. Store with bitcoins • The Libertarian Party – United States political party • Yacht-base. com – Croatian yacht charter company • Euro Pacific – A major precious metal dealer • CEX – The trade-in chain has a shop in Glasgow, Scotland that accepts bitcoin • Straub Auto Repairs - 477 Warburton Ave, Hastings-on-Hudson, NY 10706 - (914) 478 -1177 • PSP Mollie – Dutch Payment Service • Intuit - an American software company that develops financial and tax preparation software and related services for small businesses, accountants and individuals. Giovanni Neri 61

• Newegg. com – Online electronics retailer now uses bitpay to accept bitcoin as payment • Shop. Joy – An Australian online retailer that sells novelty and unique gifts • Wikipedia - The Free Encyclopedia with 4 570 000+ article • Lv. net - Las Vegas high speed internet services • Express. VPN. com – High speed, ultra secure VPN network • Grooveshark – Online music streaming service based in the United States • Dell - American privately owned multinational computer technology company • Braintree – Well known payments processor • MIT Coop Store - Massachusetts Institute of Technology student bookstore • Simple. Pay - Nigeria’s most popular web and mobile-based wallet service • SFU bookstore - Simon Fraser University in Vancouver, Canada • State Republican Party – First State Republican Party to accept bitcoin donations (http: //www. lagop. com/bitcoin-donate) • mspinc. com – Respiratory medical equipment supplies store • 1 -800 -FLOWERS. COM FREE – United States based online floral and gift retailer and distributor - See more at: http: //www. bitcoinvalues. net/who-accepts-bitcoins-payment-companiesstores-take-bitcoins. html#sthash. e. B 6 b. Valo. dpuf Giovanni Neri 62

• La documentazione del seminario: § File PDF § File PPSM § Registrazione della conferenza (slides e voce) § Software installabile (Windows) per l’uso dei files si trova (da domani) all’indirizzo: http: //www 3. deis. unibo. it/Staff/Full. Prof/GNeri/ftproot/Bitcoin/ Giovanni Neri Università degli studi di Bologna Tel +39 -051 -2093040 Fax +39 -051 -2093073 http: //gneri. deis. unibo. it Blog recensioni musicali http: //kurvenal. wordpress. com e-mail giovanni. neri@unibo. it Giovanni Neri 63