Cosa è bitcoin

Cosa è Bitcoin?
dai Tulipani al Consenso Distribuito
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/Emanuele Cisbani 2017

4 discipline
Per capire in modo approfondito come funziona e cosa è Bitcoin bisogna acquisire
conoscenze molto specifiche e di recente scoperta nelle seguenti discipline
● Crittografia
● Reti di calcolatori e trasmissione dei dati
● Teoria dei giochi e consenso distribuito
● Teorie economiche della moneta
Per tre di esse ci affidiamo volentieri a esposizioni divulgative di esperti autorevoli,
ma per il quarto argomento pensiamo di saperne qualcosa perché il denaro ci è
familiare, lo usiamo quotidianamente, per cui tendiamo a rifiutare idee “strane”
Emanuele Cisbani 2017

Bitcoin P2P e-cash paper
"Cryptography" a mailing list devoted to
cryptographic technology and its political impact
From: Satoshi Nakamoto
Date: Fri Oct 31 14:10:00 EDT 2008
Subject: Bitcoin P2P e-cash paper
I've been working on a new electronic cash system
that's fully
peer-to-peer, with no trusted third party.
The paper is available at:
http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf

Pedro Franco
Pedro Franco holds an MSc in Electrical
Engineering from ICAI, a BSc in Economics and an
MBA from INSEAD.
He has been a consultant with McKinsey and
Boston Consulting Group, as well as a researcher
with IIT, prior to gaining more than 10 years of
experience in financial markets, holding Quant and
Trading positions in Credit, Counterparty Risk,
Inflation and Interest Rates.
He has created various mathematical libraries for
financial derivatives, and managed teams of
software developers.

Ferdinando Ametrano
Distributed Ledger Technology payment
solutions for the Global Transaction
Banking of Intesa Sanpaolo.
I teach "Bitcoin and Blockchain
Technologies" at Politecnico di Milano
and Milano-Bicocca University.
Former Head of Blockchain and Virtual
Currencies in Intesa Sanpaolo bank.
https://www.linkedin.com/in/ferdinandoametrano/

La mia esperienza
Crittografia e informatica sono il mio lavoro, ho conoscenze di economia e finanza
Ho qualche nozione di teoria dei giochi e un buon quoziente intellettivo strategico
Nel 2013 scopro l’esistenza di Bitcoin, mi affascina ma diffido che possa funzionare
Mi sembra solo un esperimento curioso, oppure una truffa molto ben congeniata
Nella primavera del 2016, incuriosito, comincio a studiare seriamente il fenomeno
Capisco che Bitcoin potrebbe un giorno non valere più nulla, ma funziona...
Pur partendo avvantaggiato, perché ci ho messo tanti mesi a capire cosa è Bitcoin?

Programma
➢ Spam e Bias
➢ Tulipani e Denaro
➢ Bitcoin
➢ Hash e Proof of Work
➢ Consenso Distribuito
➢ Truffe e ICO

Pensieri lenti e veloci
SINISTRA
sinistra
destra
DESTRA
DESTRA
sinistra
SINISTRA
destra
maiuscolo
minuscolo
MINUSCOLO
maiuscolo
MAIUSCOLO
minuscolo
MINUSCOLO
maiuscolo

Bias (errori sistematici)
Quando i pensieri veloci ci fanno sbagliare:
● bias di conferma (maggior rilevanza alle informazioni a favore della propria idea)
● bias della scelta (razionalizzare le scelte fatte in modo errato o impulsivo)
● bias dell’effetto struzzo (ignorare ciò che ci contraddice o non ci piace affrontare)
● bias del carro della banda musicale (basarsi sull’opinione della maggioranza)
● euristica della disponibilità (sovrastimare le informazioni a nostra disposizione)
● bias dell'ordine di grandezza (sbagliare le stime numeriche anche se in perfetta buona fede)
● bias della negatività (dare sempre maggior peso agli aspetti negativi rispetto a quelli positivi)
● bias dell'effetto dell'informazione errata (data un'informazione errata prima del richiamo di un
evento, questa modificherà nel soggetto il ricordo dell'evento facendolo tendere e/o
coincidere con l'informazione errata)

Spam, statistica, bias
Di fronte alle idee che
suonano strane avere un
comportamento statistico è il
modo più corretto, perché i
pensieri veloci hanno ragione
nella maggioranza dei casi
Il pensiero veloce ci difende
continuamente dal “rumore” e
dalle truffe, tuttavia non è
infallibile!

Cosa è Bitcoin?
Il nostro pensiero veloce ci fa propendere per risposte di questo genere:
Si tratta di una idea strana (criptovaluta non stampata dalle autorità!)
La maggioranza ancora non crede che sia una cosa di cui fidarsi
Viene usato solo dai criminali su internet
Ho sentito dire che le criptovalute sono tutte truffe!
Non conosco nessuno che usa Bitcoin

Source: Roeland Creve @Creveroeland https://twitter.com/Creveroeland/status/922885198810877952

Pochi cercano di capire cosa è Bitcoin
Prima di tutto perché è un argomento nuovo e controintuitivo
● Il nostro modo di credere è irrazionale (bias), per difenderci dal rumore
● Se qualcosa suona strano lo rifiutiamo a priori (e facciamo bene)
● Gli argomenti razionali non bastano a convincerci (se non siamo esperti)
Ma poi perché Bitcoin richiede di comprendere aspetti sottili di 4 diverse discipline
E in particolare per quanto riguarda l’economia:
● l’idea che abbiamo del valore e del denaro è imprecisa
● la bolla del denaro, nessuno si ricorda più come e quando è iniziata

I Tulipani: una bolla che è esplosa
L'interesse della gente per i tulipani arrivò a non
dipendere più dalla loro bellezza, ma dalla
nascente consapevolezza che se ne poteva
trarre profitto.
Un caso di isteria collettiva e di speculazione di
massa
La vicenda di un fiore ci svela gli imponderabili
meccanismi delle passioni umane che tante volte
determinano il nostro destino

Wagon of Fools by Hendrik Gerritsz Pot, 1637

Valore intrinseco
Valore i. di un oggetto, il valore reale, dato dalla materia di cui è fatto (escluso
quindi il pregio che gli aggiunge il lavoro, la sua bellezza, l’antichità, la novità, il
valore affettivo, ecc.);
di una moneta metallica, soprattutto di metallo prezioso, il valore del metallo
stesso, contrapposto al valore nominale;
molto spesso sostantivato: d’i. vale poco, ma è un caro ricordo di famiglia; moneta
d’i. inferiore al valore nominale.
Dizionario Treccani

Tommaso Monacelli
Professore ordinario di Economia all'Università
Bocconi, Ph.D. in Economia presso la New York
University
Associate editor di riviste scientifiche internazionali,
research consultant per Bce, Ocse, IMF, e Riksbank
I suoi interessi di ricerca riguardano la teoria e
politica monetaria e la macroeconoma
internazionale

La moneta è una bolla
Secondo la teoria economica un’attività finanziaria (di qualsiasi tipo: una valuta così
come un’azione di una società o un immobile) è una bolla, quando il valore “di
mercato” a cui viene scambiata si discosta dal suo valore fondamentale.
Qual è il valore fondamentale della moneta? Presa come bene in quanto tale, la
moneta è intrinsecamente inutile. Il valore fondamentale della moneta è,
semplicemente, pari a zero. È quindi vero che la moneta, di per sé, è una bolla.
Più precisamente, la moneta è una bolla quando la moneta stessa viene detenuta
come pura riserva di valore (nonostante abbia un valore fondamentale pari a zero).
È sufficiente avere l’aspettativa che sarà accettata da altri agenti in futuro.
Prof. Tommaso Monacelli, http://www.lavoce.info/archives/48888/bitcoin-gia-bolla/

Valore, rendimento, prezzo
Valore: il paradosso dell'acqua e dei diamanti (utilità e costo marginale)
Quanto vale una banconota, un’azione o un’obbligazione?
Quanto vale un quadro, un francobollo?
Quanto vale un bitcoin?
Valore e rendimento sono frutto di stime e/o di aspettative soggettive
Stime e aspettative aggregate diventano un fenomeno misurabile, oggettivo
In un mercato valore e rendimenti attesi, stime e aspettative, diventano prezzi

Denaro e consenso
Il denaro funziona perché:
● tutti confidiamo (aspettativa soggettiva) nel fatto che
● tutti daranno un certo valore (stima soggettiva)
● a dei pezzi di carta colorati senza alcun valore intrinseco (dato oggettivo)
Una bolla quale il denaro è una forma di consenso collettivo (distribuito) in merito al
valore di scambio di qualcosa, a prescindere dal suo valore intrinseco
Il consenso è qualcosa di molto delicato e difficile da far durare a lungo
La moneta a corso legale non può essere rifiutata come saldo di un debito

Storia
Ecash, David Chaum, 1982 (blind signature)
B-money, Wei Dau, 1988 (database distribuito)
Hashcash, Adam Back, 1997 (Proof-of-Work)
Bit gold, Nick Szabo, 1998 (database distribuito, creazione di moneta)
Anonymous Electronic Cash, Tomas Sander e Amnon Ta-Shma, 1999 (anonimità)
PoW riutilizzabile, Hal Finney, 2004
Bitcoin, Satoshi Nakamoto, 2009
Fonte: lezioni di Ferdinando Ametrano (Bicocca 2017)

Economia e informazione globale
I dati sono trasferiti con costo marginale nullo
Perché pagare una tariffa per trasferire dati che rappresentano del valore?
Perché solo dalle 9 alle 17, da lunedì a venerdì, aspettando due giorni per l’esito?
Quand’è che qualcuno darà all’umanità una rete di pagamenti peer-to-peer gratuita
e istantanea?

Caratteristiche di Bitcoin
● Decentralizzato: non ci sono autorità né intermediari
● Senza permesso: non c’è un regolatore
● Resistente alla censura: non si possono congelare i fondi di nessuno
● Accesso libero: nessuna discriminazione, nessun limite di importi, accessibile
24h al giorno per tutti i giorni dell’anno
● Quasi gratuito: il costo della transazione è trascurabile
● Senza confini: non ci sono limitazioni geografiche
● Transnazionale: non si applicano norme giuridiche specifiche di un paese
● Sicurezza elevata: transazioni non ripudiabili né falsificabili
● Resiliente: dal gennaio 2009 nulla è riuscito a fermarlo o manometterlo

Bitcoin spiegato a un Alieno
moneta fiat
● nessun valore intrinseco (corso
legale, contratto sociale)
● sicurezza dalla contraffazione
basata su carta e inchiostro
● sistema di governance
discrezionale
● tassi di interesse dipendenti da
un approccio improntato a teorie
economiche (Wicksell)
bitcoin
● nessun valore intrinseco (moneta
digitale)
● sicurezza dalla contraffazione
basata su matematica/crittografia
● sistema di governance definito
da un algoritmo (deterministico)
● offerta controllata da un
algoritmo (deterministica)

Cosa rende speciale Bitcoin
Digitale e scritturale: esiste solo come transazione validata
È un asset (un bene), non una liability (un credito)
È uno strumento in possesso al portatore
Presenta una scarsità nel mondo digitale, come nient’altro prima
È trasferibile ma non duplicabile (posso spenderlo una sola volta)
Imita la politica monetaria dell’oro
i bitcoin sono oro digitale
questo è il brillante e innovativo risultato raggiunto da Satoshi Nakamoto

Storia di Bitcoin e dell’Oro
oro
● l’adozione non è stata pianificata
centralmente
● la forma di moneta con maggior
successo fino ad oggi
● ha innescato tutti i sistemi di
moneta che conosciamo
● è stato sorpassato da molte altre
forme di moneta senza diventare
obsoleto
bitcoin
● l’adozione non è stata pianificata
centralmente
● la criptovaluta con maggior
successo fino ad oggi
● ha innescato tutte le altre
criptovalute
● potrà essere sorpassato da altre
criptovalute senza diventare
obsoleto

Confronto tra forme di valuta
Mezzo di scambio Riserva di valore costante Unità di conto
Bestiame vivo ⭐ ⭐ ⭐
Diamanti ⭐ ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
Oro ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
Moneta fiat ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
Bitcoin ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐❓ ⭐⭐
scambiabile, fungibile,
portatile, divisibile,
riconoscibile, resistente alla
contraffazione
facile da conservare,
immagazzinare e recuperare,
mantiene l’utilità nel tempo,
mantiene le proprietà di riserva,
non deperibile o con basso costo
di conservazione
unità di misura di una certa
utilità, valore stabile per una
valida comparazione dei prezzi,
l’offerta deve essere
controllata in qualche modo

Bitcoin e bitcoin
“Bitcoin” è un protocollo, una tecnologia, un insieme di regole
“Bitcoin” è la soluzione al problema del consenso distribuito su reti di computer
I “bitcoin” sono una moneta, una criptovaluta
I “bitcoin” sono un bene digitale creato tramite il protocollo Bitcoin
I “bitcoin” sono la principale applicazione del protocollo Bitcoin
I “bitcoin” si trasferiscono usando “Bitcoin”

Hash, una funzione
Dati Hash
Cosa è Bitcoin? 92ef55af759e138843265e9e66f9ca16e37b7b941d5107d1a9d060dc4f552d52
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http://www.fileformat.info/tool/hash.htm

Funzioni unidirezionale
Le funzioni di hash sono unidirezionali
Ci si aspetta che in pratica non siano
invertibili
Risulta cioè molto difficile ricostruire i
dati iniziali a partire dal valore di hash,
se non spendendo un tempo di calcolo
molto lungo
Dati
Hash
FacileMolto Difficile

La blockchain
Calcolare l’hash di un blocco è molto facile
Ogni blocco contiene un codice univoco (hash)
calcolato sui dati del blocco precedente
Risulta molto facile verificare che i blocchi siano
integri, basta calcolare l’hash di ognuno e verificare
che sia contenuto nel blocco successivo
Non è una innovazione, è un semplice registro con un
utile meccanismo di garanzia dell’integrità, ma si può
fare molto di più con i moderni database
Hash of previous block
Data Block #2
Data Block #1
Genesis Block
Data Block #0

Un hash puzzle (difficile a piacere)
Dati Hash (SHA-256)
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... ...
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Trovare una sequenza di caratteri (dati) che inizia con la frase “Cosa è Bitcoin?” e
continui con una serie di cifre numeriche qualsiasi (il puzzle da indovinare) in modo
tale che calcolandone la funzione SHA-256 si ottenga un hash che inizia con 5 zeri

Utilità degli hash puzzle
Un puzzle crittografico costringe a svolgere un lavoro, introducendo un costo
fittizio in una attività che di per sé altrimenti avrebbe un costo quasi nullo
Questo genere di utilizzo è il motivo per cui si chiama anche Proof-of-Work (PoW)
ovvero “attestazione di lavoro”
Il protocollo Bitcoin richiede una proof-of-work a chi vuole generare nuovi bitcoin
La PoW richiesta è “Hashcash”, un sistema proposto nel 1997 per limitare lo spam
in ingresso sui server di posta elettronica, e in generale gli abusi dei servizi in rete
(attacchi di denial-of-service)

Proof of Work
Risulta quindi abbastanza difficile calcolare i caratteri (il puzzle) da appendere al
blocco in modo che il suo hash abbia un predefinito numero di zeri iniziale
Questa è l’attività dei minatori, un lavoro costoso in termini di calcolo e di energia
l primo minatore che risolve il puzzle, acquisisce il diritto di coniare una prefissata
quantità di nuovi bitcoin (il nuovo blocco conterrà una transazione di accredito)
Tutti gli altri computer che partecipano al gioco (conservando una copia della
catena) possono facilmente verificare se la soluzione data è valida e aggiungere il
blocco alla blockchain

Le regole del gioco
I “miners” possono coniare nuova moneta, beneficiando dei redditi di signoraggio
Ma per fare ciò devono sostenere un costo significativo in termini di energia di
calcolo
Tutti i partecipanti al gioco possono verificare che i miners non barino
Ogni nuovo blocco di dati è come una pagina di un registro contabile: contiene le
transazioni avvenute nell’ultimo periodo temporale, cioè l’elenco dei trasferimenti
di bitcoin tra gli utenti

L’energia in gioco
Se un malintenzionato volesse alterare
un blocco della catena, dovrebbe
modificare anche tutti i successivi
Più è vecchio il blocco da modificare, più
sono i blocchi da rigenerare
L’attuale consumo annuale di energia
elettrica dei minatori di bitcoin è pari a
28.8 TWh (19 nov 2017)
Il costo annualizzato è 1,4 Mld di $ a
fronte di un ricavo di circa 6,9 Mld di $ https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption

La Proof of Work è l’idea geniale
Perché?
● richiede un grosso investimento (1,4 Miliardi di $ l’anno)
● sembra un assurdo spreco di energia
● ma è proprio ciò che rende sicura la blockchain e l’intera architettura
● convince a non barare rendendolo antieconomico!
● il profitto dei miners è il prezzo pagato dalla comunità per la sicurezza
● i bitcoin “valgono” grazie alla sicurezza cristallizzata in forma di PoW

La Blockchain senza i minatori (DLT)

Decentralizzazione
Chi ha l’autorità per decidere quali transazioni sono valide e quali no?
Chi custodisce il registro delle transazioni?
Chi crea nuovi bitcoin?
Chi decide come cambiano le regole di funzionamento (il protocollo Bitcoin)?

Decentralizzazione
La rete è “peer-to-peer” vale a dire non gerarchica, paritetica: tutti i computer che
partecipano al gioco hanno pari dignità e potere
Chiunque può usare il software libero aggiungendo un computer alla rete dei
“nodi” che custodiscono una copia della blockchain, verificando i blocchi
Chiunque in teoria può fare anche il minatore (ma in pratica questa attività
remunerativa ha attirato grossi investimenti in hardware producendo una notevole
concentrazione e una barriera economica all’ingresso)
Chiunque può partecipare allo sviluppo del software, gli sviluppatori sono molto
stimati perché hanno un potere rilevante e competenze tecniche di alto livello

Consenso Distribuito
Il consenso distribuito consiste in un accordo fra tutti i nodi circa le transazioni
Il protocollo deve condurre i nodi al raggiungimento di un unico stato
Lo stato raggiunto dai nodi deve essere proposto da un nodo non malevolo

Difficoltà
I nodi possono fermarsi (crash), scomparire e riapparire
I nodi possono essere malevoli
Ogni nodo può riuscire a comunicare solo con alcuni, non con tutti gli altri
Non c’è garanzia di sincronizzazione senza una nozione di tempo assoluta
Esiste la latenza, un ritardo tecnico nella trasmissione dei messaggi

Il consenso di Bitcoin
Si basa su una strategia di teoria dei giochi: l’incentivo economico dei minatori
L’incentivo economico è reso possibile dall’esistenza di una criptovaluta
Il consenso ha un carattere non deterministico ma probabilistico per cui richiede un
lasso di tempo sufficientemente ampio (almeno un’ora) per dare garanzie
L’identità dei nodi non è in alcun modo rilevante, anzi si vuole garantire un certo
grado di privacy (i codici identificativi sono pseudonimi non associati a persone)

Algoritmo (semplificato)
Le nuove transazioni sono propagate a tutti i nodi
Ogni nodo raccoglie le transazioni in un nuovo blocco
Ad ogni giro il nodo che risolve per primo il puzzle diffonde il proprio blocco
Tutti gli altri nodi verificano che il nuovo blocco sia valido
Il nuovo blocco se è valido viene accodato alla blockchain
L’approvazione del nuovo blocco è resa palese inserendone l’hash nel successivo

Sicurezza
Le transazioni sono verificate nella loro legittimità controllando:
● la firma elettronica di chi trasferisce i bitcoin
● l’effettiva disponibilità contabile
Le transazioni sono rese sicure dalla crittografia e rafforzate dal consenso
La protezione da una “doppia spesa” degli stessi bitcoin in due distinte transazioni
è garantita solo dal consenso
La garanzia che una transazione sia nel ramo su cui il consenso si è stabilizzato è
probabilistica: non si è mai sicuri al 100% (ma aumenta nel tempo)

Le altre criptovalute
“Se una criptovaluta non si può comprare e vendere contro euro o dollari in diverse
borse allora è certamente una truffa
Se soddisfa questo requisito ma non innova significativamente rispetto a bitcoin è
probabilmente una truffa
Bitcoin invece non è una truffa: potrebbe fallire ma è un esperimento molto serio”
Fonte: da una intervista a Ferdinando Ametrano

Initial Coin Offering (ICO)
Il nuovo token (coin) che viene proposto:
● è davvero necessario per far funzionare l’applicazione o il servizio?
● rappresenta una qualche forma di scarsità nell’applicazione?
● perché un nuovo token e non Bitcoin o Ethereum?
Se non c'è una risposta convincente a queste tre domande, una ICO è una truffa
Dovrebbe chiamarsi semplicemente IPO (Initial Public Offering)
I token e le ICO sono per lo più un modo per sfuggire ai controlli normativi

Investire?
“L’errore più grande è comprare più bitcoin di quanti puoi permetterti di perdere”
“Ma sarebbe un errore altrettanto grande non comprarne nessuno”
“Un bitcoin [forse] raggiungerà il valore di 1 milione di dollari nei prossimi 10 anni”
“Metti l’1% del tuo patrimonio in Bitcoin e non pensarci più per 10 anni”
2017 Wences Casares, CEO of bitcoin wallet Xapo and member of PayPal’s board of directors

https://about.me/emanuelecisbaniDomande

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