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III parte: Blockchain in Java. PoW e Bitcoin ancora una cosa Matteo Baccan Introduzione Nella puntata precedente della nostra serie, abbiamo cominciato a vedere come realizzare una Blockchain in Java: in quella occasione, mi sono soffermato sui processi di creazione dei blocchi e sulla gestione della lista dei nodi collegati.

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Ho volutamente tralasciato una serie di controlli che ci avrebbero permesso di garantire la qualità dei dati, per affrontali in modo più dettagliato nelle puntate successive. Ora inizieremo ad analizzare questi punti, per capire quali sono gli errori commessi, sia dal punto di vista logico, che dal punto di vista implementativo.

Commettere degli errori in un programma, soprattutto se in fase di sviluppo, è normale. I requisiti minimi di un PoW sono costo di elaborazione e velocità di verifica, in modo che il richiedente debba perdere un congruo intervallo di tempo nel creare la richiesta e la relativa verifica possa essere fatta in tempo reale.

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Non rischio di degradarne le prestazioni? La risposta è altrettanto semplice: per evitare che un servizio sia riempito di richieste, obblighiamo il richiedente a perdere del tempo per elaborarne una. Non è un mistero che i primi sistemi che hanno utilizzato un meccanismo di PoW sono stati quelli di gestione della posta elettronica: lo scopo era quello di limitare lo spam.

Java bitcoin miner partiva dal concetto che chiedere del tempo di elaborazione per una singola email non incidesse negativamente sulla normale gestione della posta elettronica. Diversamente, se il numero di email fosse stato molto elevato, il costo di elaborazione avrebbe scoraggiato la creazione massiva di messaggi indesiderati.

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Challenge Response: il client chiede un servizio, il server invia una sfida con il PoW da risolvere, il client risolve la sfida e invia la soluzione, il server verifica la soluzione e concede il servizio.

Solution Verification: il client è già a conoscenza della sfida, la risolve e invia la soluzione al server che la verifica e concede il servizio.

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Mining Nella puntata precedente abbiamo visto quanto sia semplice aggiungere un blocco a una blockchain. Rispetto a quanto sviluppato nella prima versione, per migliorare la leggibilità del codice, ho introdotto una nuova classe chiamata Block, il cui compito java bitcoin miner la gestione del Chaindata in modo da renderlo un semplice POJO delle informazioni che andremo ad aggiungere a Blockchain.

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Per questo motivo, creeremo un algoritmo che si limiterà ad aumentare il suo java bitcoin miner, fino al punto in cui lo hash derivato non avrà le caratteristiche desiderate. Dato come obiettivo difficulty che rappresenta il numero di zeri col quale il nostro hash dovrà iniziare, inizieremo ad azzerare nonce: cd.

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È interessante notare come le criptovalute tendano a gestire il PoW in modo da mantenere costante il tempo di generazione di un blocco [9].

Figura 1 — Il valore di difficoltà del BitCoin punta a mantenere il tempo di generazione di un blocco costante a secondi. Quelle che al momento hanno riscosso maggior successo sono PoC e PoS. Nel caso delle criptovalute si parla di numero di token posseduti.

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Si parte dal concetto che, chi ha una forte esposizione verso un servizio, probabilmente si comporterà in modo corretto. Per questo motivo, non si ragiona col concetto: dedichi delle risorse al sistema, ma mi fido in quanto soggetto noto.

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Non possiamo quindi usare un server di riferimento per avere il timestamp corrente: come possiamo fare a capire se il timestamp che generiamo o che riceviamo è valido? In base alla grandezza della rete di nodi, il dato sarà più o meno accurato. In base al valore trovato, il timestamp di un nuovo blocco è considerato valido se è compreso fra la prima mediana e la seconda più uno scostamento di 2 ore.

La classe per calcolare la mediana Alla luce di questo, ci serve sicuramente una classe per il calcolo della mediana fra date.

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Per questa implementazione possiamo prendere spunto dal core di Bitcoin [2], rifacendo lo stesso tipo di calcolo in ambiente Java.