2 CONFERENZA NAZIONALE ibimi - Roma 9 Aprile 2019

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1 2 CONFERENZA NAZIONALE ibimi - Roma 9 Aprile

2 2 CONFERENZA NAZIONALE ibimi - Roma 9 Aprile 2019 Michele Marchesi Università degli Studi di Cagliari 2

3 Michele Marchesi Laureato a Genova in Ingegneria Elettronica nel 1975, ed in Matematica nel 1989, Michele Marchesi è Professore Ordinario presso il Dipartimento di Matematica e Informatica dell Università di Cagliari dove insegna Ingegneria del Software e tecnologie Blockchain. Ha collaborazioni scientifiche e tecniche con importanti gruppi di ricerca a livello internazionale, e con numerose primarie industrie nazionali. È autore di oltre 300 pubblicazioni in sede internazionale, tra cui oltre 80 su rivista. È autore e curatore di vari libri sulle Metodologie Agili per la produzione del software pubblicati da Prentice-Hall, Addison-Wesley e Springer. 3

4 Ecosistema BIM e formati aperti use of shared digital representation of a built object (including buildings, bridges, roads, process plants, etc.) to facilitate design, construction and operation processes to form a reliable basis for decisions La metodologia di lavoro sui cui si basa il BIM non può prescindere dall utilizzo di strumenti software capaci di dialogare con tutti i partecipanti al processo. Nel mondo del software la capacità di dialogare si collega ai concetti di interoperabilità e di formati aperti. Solo l adozione e la diffusione di formati aperti (IFC) possono incentivare ed estendere la portata rivoluzionaria di questa metodologia permettendo una completa gestione dell intero ciclo di vita dell oggetto costruito. 4

5 I processi documentali Se un documento è la rappresentazione di atti, fatti o dati giuridicamente rilevanti allora i processi documentali sono alla base di qualunque attività e processo. Il complesso di attività che sottendono al BIM non può prescindere da una sempre più corretta ed estesa gestione documentale per perseguire i suoi obiettivi. I processi documentali sono ormai ampiamente codificati sia dalla normativa che dalle best practices di natura gestionale e tramite processi interoperabili possono essere resi disponibili al BIM e di conseguenza a tutti gli attori coinvolti. L introduzione sempre più pervasiva di tali processi rappresenta una delle principali opportunità di sviluppo del modello BIM per perseguire efficacia ed efficienza. 5

6 Principi di gestione documentale Ma quali sono gli elementi chiave di una corretta gestione documentale? produzione ciclo approvativo sottoscrizione versioning protocollazione classificazione e fascicolazione ricerca divulgazione e comunicazione sicurezza archiviazione conservazione Solo garantendo queste caratteristiche è possibile governare in maniera efficace ed efficiente tutti i documenti prodotti durante l intero ciclo di vita di un edificio. L obiettivo deve essere quello di creare un Fascicolo Unico dell edificio che segua la sua rappresentazione BIM. 6

7 Blockchain: le basi matematiche e informatiche A fine anni 2000, un gruppo di hacker e crittografi si interrogarono su come creare una moneta digitale senza un'autorità centrale: basata su Internet pubblica: chiunque può parteciparvi, non occorre nessun invito decentralizzata, deve funzionare anche in presenza di tentativi di frode: non richiede di dare fiducia ai partecipanti anonima (o pseudo-anonima) sicura: garanzia del possesso e impossibilità di duplicarla equa (distribuita gradualmente e senza preferenze) Le basi matematiche (crittografiche) sono: la crittografia asimmetrica le proprietà delle funzioni hash Le basi informatiche sono: la rete Internet l'architettura peer-to-peer il software open source 7

8 Quanto è facile violare la crittografia? Le varie blockchain usano tipicamente chiavi e impronte a 256 bit (circa 77 cifre decimali) L'unico modo noto per violarle è provare tutte le combinazioni possibili sino a trovare quella giusta In linea di principio, la crittografia assimmetrica potrebbe forse essere violata da computer quantistici. Tuttavia: Se fosse violata, cadrebbero tutte le applicazioni Internet in sicurezza (password, e-banking, firma digitale, ecc.) Esistono nuovi algoritmi quantum-resistant Violare la crittografia per tentativi: Poniamo di avere un sistema con 1000 CPU in ogni metro quadrato delle terre emerse (150 milioni di Km2), capaci ciascuna di fare mille miliardi di tentativi al secondo. Il numero di computazioni pari all'età della terra (circa 10 miliardi di anni) richieste per provare tutti i numeri di 77 cifre è di circa 10 seguito da 30 zeri! Se avessimo un tale sistema di calcolo per ogni stella di tutte le galassie conosciute (mille miliardi di galassie, ciascuna con mille milardi di stelle), la probabilità di trovare la chiave in 10 miliardi di anni sarebbe ancora di circa uno su un milione! 8

9 L idea La moneta è una registrazione in un registro pubblico (Blockchain), condiviso su Internet da migliaia di nodi e gestito in modo peer to peer Chiunque può collegarsi alla rete con un nuovo nodo Il software per farlo è open source I trasferimenti di moneta (transazioni) sono comunicati alla rete P2P Ogni trasferimento di moneta ha un indirizzo pubblico (derivato da una chiave crittografica pubblica): tutti sanno quanta moneta è stata trasferita a un dato indirizzo Il proprietario, anonimo, possiede la chiave privata associata Solo usando tale chiave privata si può trasferire (una sola volta!) la moneta verso un altro indirizzo pubblico, in modo irrevocabile Le transazioni sono validate, aggregate in blocchi e registrate nella Blockchain La Blockchain è struttura append only, composta da una sequenza di blocchi, in cui ogni blocco contiene l impronta hash del blocco precedente In tal modo, la modifica a un blocco provocherebbe la modifica a catena di tutti i blocchi successivi Ogni minuto, centinaia di transazioni sono create e inviate alla rete, per essere validate e inserite nella blockchain 9

10 Il problema del consenso e la Proof of Work (PoW) Ogni nodo può creare e trasmettere transazioni verso la rete dei nodi Occorre che qualcuno verifichi le transazioni, crei i nuovi blocchi e li inserisca nella blockchain I miner fanno questo lavoro di verifica e creazione di blocchi Chiunque può fare il miner Se il sistema permette a chiunque di collegarsi anonimamente, un attaccante potrebbe eseguire un Sybil Attack (dal libro Sybil, sul disturbo dell identità dissociativo): Genera molte identità differenti (anche migliaia o milioni) Le collega tutte alla rete e ne prende il controllo L attacco Sybil si evita rendendo computazionalmente costoso (PoW) il lavoro di validazione dei blocchi tramite la risoluzione di un problema crittografico che richiede molti calcoli In tal modo, mentre i miner onesti spendono qualcosa ma hanno la prospettiva di guadagnare di più, un attacco massiccio costerebbe troppo Sinora il sistema ha dimostrato di funzionare! 10

11 I miner I miner gareggiano tra loro a risolvere un problema crittografico: L hash dei blocchi deve essere un numero minore di una data soglia un hash valido si trova solo per tentativi Miliardi di miliardi di tentativi costano in hardware e in energia elettrica! Il primo miner che riesce a validare il blocco corrente, lo inserisce nella Blockchain e guadagna una quantità fissata di criptovaluta, che si dimezza ogni quattro anni Tutti i nodi accettano il blocco validato, smettono di computare su di esso, e passano al blocco successivo In tal modo, si risolvono tre problemi: L attacco Sybil La remunerazione del mining La messa graduale in circolazione di nuova valuta Il numero di nodi contenenti la blockchain e il lavoro necessario per produrre blocchi validi rendono assolutamente garantito che ogni registrazione sulla blockchain non possa essere successivamente alterata! 11

12 La tecnologia Blockchain, o DLT Come visto, la blockchain è un registro pubblico di tutte le transazioni, reso immutabile usando le funzioni hash Non è soggetta a un'autorità centrale E' replicata su tutti i nodi di una rete P2P Riceve in continuazione nuove transazioni, validate tramite crittografia asimmetrica Gli utenti sono identificati da un address, a sua volta ricavato da una chiave pubblica, la cui chiave privata è posseduta solo dall utente ed è sicura La blockchain richiede un meccanismo di consenso per decidere quali transazioni e quali blocchi (insiemi di transazioni) sono accettati Le transazioni sono irrevocabili E' in sostanza un meccanismo per ingenerare fiducia, senza dover dare fiducia a tutti i nodi, o a un gestore centralizzato! E chiamata anche Registro Distribuito (DL, o Distributed Ledger) 12

13 Usi della Blockchain Uso principale attuale: gestione di criptovalute: la Blockchain assegna proprietà certa all informazione, impedendo la copia Registrazione di informazioni immutabili e con data certa: tale informazione è limitata, ma può essere l'hash di un documento di dimensioni qualsiasi...chiunque potrà poi accedere a questa informazione "ancoraggio" periodico di "sidechain" e di altri database Esecuzione di Smart Contracts, cioè programmi che girano sulla Blockchain e che possono automatizzare interazioni contrattuali tra le parti: Gestione di token, che rappresentano valuta, titoli o oggetti fisici Interazioni finanziarie (derivati, trasferimenti internazionali, sconto fatture, fideiussioni, ecc.) Gestione di supply chain e tracciamento di beni di valore Catasto elettronico, e-voting, gestione di pratiche fiscali, ecc. 13

14 Blockchain La situazione normativa Il Parlamento europeo nella Risoluzione del 3/10/2018 sulle tecnologie di registro distribuito e blockchain ha invitato la Commissione a valutare l argomento, nell ottica di creare fiducia attraverso la disintermediazione Il recente Decreto Semplificazioni DL 135/2018, art. 8 ter, pubblicato in G.U. il 12/2/2019 dà esplicitamente valore legale alle registrazioni su registri distribuiti e agli Smart Contract (SC): 1. Si definiscono "tecnologie basate su registri distribuiti" le tecnologie e i protocolli informatici che usano un registro condiviso, distribuito, replicabile, accessibile simultaneamente, architetturalmente decentralizzato su basi crittografiche, tali da consentire la registrazione, la convalida, l'aggiornamento e l'archiviazione di dati sia in chiaro che ulteriormente protetti da crittografia verificabili da ciascun partecipante, non alterabili e non modificabili. 2. Si definisce "smart contract" un programma per elaboratore che opera su tecnologie basate su registri distribuiti e la cui esecuzione vincola automaticamente due o piu' parti sulla base di effetti predefiniti dalle stesse. Gli smart contract soddisfano il requisito della forma scritta previa identificazione informatica delle parti interessate, attraverso un processo avente i requisiti fissati dall'agenzia per l'italia digitale con linee guida da adottare entro 90 giorni dalla data di entrata in vigore della legge di conversione del presente decreto. 3. La memorizzazione di un documento informatico attraverso l'uso di tecnologie basate su registri distribuiti produce gli effetti giuridici della validazione temporale elettronica di cui all'articolo 41 del regolamento (UE) n. 910/2014 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 23 luglio

15 La Blockchain come notaio In quasi tutte le Blockchain, è possibile registrare informazioni generiche (sequenze di bit) Una volta accettata in un blocco, l informazione resta nella Blockchain, per sempre Strumento di immutabilità e trasparenza di documenti Consente l interfacciamento con i diversi tipi di applicativi, per sviluppare progetti associati a preservazione a lungo termine di documenti Su detta piattaforma è possibile far interagire ecosistemi non omogenei, in modo tale da consentire loro di attestare e dare data certa ad atti, fatti e documenti L adozione di pratiche DLT può realizzare l effetto filiera anche tra settori merceologici diversi Un esempio: integrazione tra ciclo attivo di un fornitore e ciclo passivo di un cliente 15

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17 Ancora notarizzazione Anche limitandoci solo alla notarizzazione, che se eseguita tramite DLT ha ormai valore di legge, vi sono molteplici campi applicativi L assegnazione di data e integrità certa a quantità anche massive di documenti e a costi molto ridotti si può applicare a: Documenti contrattuali e di gestione di una filiera Documenti su cui si voglia rivendicare il diritto d autore Documenti relativi a prove e certificazioni di materiali, componenti e prodotti Certificazioni di formazione e valutazione di esami e test del personale Documenti relativi alla sicurezza sul lavoro Log informatici di accesso ai sistemi, e impronte digitali di applicativi software e firmware... La vera rivoluzione è comunque quella relativa agli Smart Contract 17

18 La Blockchain come avvocato (gli Smart Contract) Uno Smart Contract è un programma, che gira su un supporto sicuro (trusted) ed è a sua volta trasparente e sicuro I contraenti si obbligano ad accettare il risultato delle sue elaborazioni Su una blockchain, uno Smart Contract prende input da fonti sicure, identificate dalle firme digitali dei partecipanti In output: può trasferire token che rappresentano beni o servizi reali può attivare altri contratti può registrare informazioni o collegarsi (indirettamente) a sistemi esterni Poiché l esecuzione di un programma software è deterministica e immutabile (a parità di input e di stato), il codice può essere considerato un contratto Una volta che le clausole contrattuali sono correttamente inserite nel codice di uno Smart Contract, e questo è accettato dai contraenti, gli effetti non sono più legati alla loro volontà o all'azione di intermediari La Blockchain fornisce tutte le garanzie suddette, senza la necessità di un'autorità centrale! 18

19 Possibili applicazioni al ciclo attivo-passivo Nel ciclo attivo-passivo, gli Smart Contract possono velocizzare le operazioni e attivare automaticamente verifiche e pagamenti. Ad esempio: Il sub-appaltatore dichiara usando uno SC di aver completato un lavoro L appaltatore verifica il lavoro e ne dichiara il completamento sullo SC Il Direttore dell Esecuzione certifica la corretta esecuzione Lo SC, a partire da tali input, la cui origine è certa perché autenticati dalle chiavi private degli attori in gioco, attiva l OK all emissione della fattura Il sub-appaltatore emette fattura e la notifica allo SC Lo SC attiva l OK al pagamento da parte della banca La banca, verificato l OK, fa il bonifico e ne notifica gli estremi allo SC Tutte le parti autorizzate possono verificare il completamento del processo, che resta nella blockchain per sempre 19

20 Tante altre applicazioni, fate galoppare la fantasia... Protezione della proprietà intellettuale, non solo certezza di data e proprietà, ma anche: Gestione del processo di brevettazione Gestione delle concessioni del brevetto, a pagamento e no Gestione dell uso, e pagamento per ogni utilizzo Gestione integrata e certificata di documenti e workflow, anche tra più organizzazioni Gestione dei dispositivi Internet of Things (IoT) e della loro sicurezza, a tutti i livelli (comunicazioni e aggiornamento sw) Gestione collaborativa di risorse: macchinari di grande costo, veicoli e veicoli speciali. Pagamento per l uso e gestione di tutte le pratiche collegate: assicurazioni, premessi per le lavorazioni, pagamento manovratori, ecc. Gestione dei lavoratori, inclusi quelli a contratto temporaneo: assegnazione compiti, pratiche previdenziali e assicurative, sicurezza sul lavoro, verifica lavoro eseguito e ore lavorate, pagamento corrispettivi e trattenute. Gestione delle supply chain: ogni unità di lavorazione prende in carico i materiali e i semilavorati, e poi li passa all unità successiva. Garanzia di autenticità e non manomissione dei componenti. Certificazioni della catena da parte di professionisti preposti, gestione integrata anche delle verifiche e dei pagamenti

21 Grazie dell attenzione! Domande? Michele Marchesi 21