Cos’è il Nonce in Bitcoin

Copertina articolo Nonce nel protocollo Bitcoin - Un miner di fianco ad un orologio con scritto sopra "nonce"

In questo articolo vediamo che cos’è il nonce, quale ruolo svolge e a cosa serve nel protocollo Bitcoin.

Cos’è il nonce

Nel campo della crittografia il termine nonce indica un numero, generalmente casuale, che può essere utilizzato una sola volta.

Nonce deriva dall’espressione inglese “number only used once”, che significa proprio “numero usato una volta sola”.

Il nonce viene utilizzato in diversi rami dell’informatica come ad esempio nei sistemi di comunicazione crittati o nei protocolli di autenticazione (1). Nella maggior parte dei casi, un nonce viene utilizzato per modificare il risultato di una funzione crittografica.

Vediamo invece a cosa serve il nonce in Bitcoin.

A cosa serve il nonce in Bitcoin

Il nonce è principalmente coinvolto nel processo di mining di Bitcoin, ovvero il modo in cui si creano nuovi bitcoin.

Nel mining, il compito dei miners è quello di produrre un hash che sia inferiore ad uno specifico target fissato dal protocollo in quel dato momento.

Per trovare l’hash desiderato non c’è altro metodo se non effettuare continui tentativi casuali; il cosiddetto brute-forcing.

Il nonce ricercato dai miner è un numero casuale a 32 bit che, se combinato ad altri dati del blocco ipotetico (come ad esempio le transazioni o il timestamp), risulterà in un hash più piccolo di uno specifico target matematico stabilito dal protocollo.

Da questo target deriva la difficoltà statistica nel trovare un hash valido per la creazione di un blocco e, conseguentemente, la produzione di nuovi BTC.

Tale target inizia con molti zeri ed è noto come difficoltà. Più zeri sono richiesti, più difficile sarà trovare un hash valido per i nostri amati miner.

Ma le cose non finiscono qui.

Tramite il sistema noto come difficulty adjustment, la rete Bitcoin ogni 2016 blocchi aggiorna il parametro della difficoltà.

L’obiettivo è garantire che il tempo medio per trovare un nuovo blocco rimanga circa dieci minuti, come stabilito dal protocollo.

L’aggiustamento dipenderà dalla potenza di calcolo complessiva utilizzata dai miner nell’intero network di Bitcoin.

Ciò significa che maggiore è l’hashrate della rete, più difficile sarà generare nuovi bitcoin.

Il Nonce è il pezzo del puzzle che manca ai miners

Il nonce cercato dai miner è il pezzo del puzzle indispensabile per assemblare un blocco valido e reclamare la loro ricompensa in bitcoin.

Il nonce che permette di generare un hash valido hash più piccolo viene chiamato golden nonce; termine derivante dal concetto del biglietto vincente della lotteria, noto anche come golden ticket.

Una volta trovato il nonce corretto, sarà quindi possibile per il miner sottomettere il blocco al network, andando così a dimostrare di aver svolto il lavoro necessario alla creazione di un blocco valido, la celeberrima Proof of Work.

Ed è così che tutto ricomincerà con un nuovo blocco. Ed un altro ancora. Ed un altro ancora. E così la blockchain si assembla e Bitcoin continua a crescere inarrestabile.

 

 

Riferimenti:

Protocolli di autenticazione basati su password: dai primi esempi a quelli a conoscenza zero – https://amslaurea.unibo.it/18783/1/leda_vecchi_tesi.pdf – Dr.ssa Leda Vecchi

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