Blockchain represents one of the most significant technological innovations of recent decades, capable of redefining the way trust is built and maintained in digital systems. This article aims to analyze the technological roots of this paradigm, focusing on two fundamental concepts: data immutability and the consensus mechanism. Immutability derives from the cryptographic structure of the blockchain, in which hash functions link each element to the previous one, making it impractical to retroactively modify information without invalidating the entire sequence. Consensus, on the other hand, allows nodes in the distributed network to agree on the validity of transactions without resorting to a central authority, replacing institutional trust with mathematical validation. The main consensus protocols – Proof of Work and Proof of Stake – embody two different security logics, based on computational cost and economic participation, respectively, but share the goal of ensuring the consistency of the distributed ledger. The analysis shows how the reliability of blockchain emerges from the interaction between these components, taking the form of a kind of “technical disintermediation” that generates trust through computation. However, the same characteristics that ensure integrity and transparency raise open questions in terms of scalability, interoperability, governance, and security in the face of quantum computing. Understanding the balance between immutability and consensus therefore means grasping the dynamic nature of a technology that combines mathematics and distributed cooperation to create a new model of reliable infrastructure, capable of dialoguing with the legal and institutional principles of the digital society.

La blockchain rappresenta una delle più rilevanti innovazioni tecnologiche degli ultimi decenni, capace di ridefinire il modo in cui la fiducia viene costruita e mantenuta nei sistemi digitali. Il presente contributo intende analizzare le radici tecnologiche di tale paradigma, concentrandosi su due concetti fondativi: l’immutabilità dei dati e il meccanismo di consenso. L’immutabilità deriva dalla struttura crittografica della catena di blocchi, in cui le funzioni di hash collegano ogni elemento al precedente rendendo impraticabile la modifica retroattiva delle informazioni senza invalidare l’intera sequenza. Il consenso, invece, consente ai nodi della rete distribuita di concordare sulla validità delle transazioni senza ricorrere a un’autorità centrale, sostituendo la fiducia istituzionale con una validazione matematica. I principali protocolli di consenso – Proof of Work e Proof of Stake – incarnano due differenti logiche di sicurezza, rispettivamente basate sul costo computazionale e sulla partecipazione economica, ma condividono l’obiettivo di garantire la coerenza del registro distribuito. L’analisi mostra come l’affidabilità della blockchain emerga dall’interazione tra queste componenti, configurandosi come una forma di «disintermediazione tecnica» che produce fiducia attraverso il calcolo. Tuttavia, le stesse caratteristiche che assicurano integrità e trasparenza pongono questioni aperte in termini di scalabilità, interoperabilità, governance e sicurezza di fronte al calcolo quantistico. Comprendere l’equilibrio tra immutabilità e consenso significa, dunque, cogliere la natura dinamica di una tecnologia che coniuga matematica e cooperazione distribuita per creare un nuovo modello di infrastruttura affidabile, capace di dialogare con i principi giuridici e istituzionali della società digitale.

Immutabilità e consenso: le radici tecnologiche della blockchain

Paolo Sernani
2025-01-01

Abstract

Blockchain represents one of the most significant technological innovations of recent decades, capable of redefining the way trust is built and maintained in digital systems. This article aims to analyze the technological roots of this paradigm, focusing on two fundamental concepts: data immutability and the consensus mechanism. Immutability derives from the cryptographic structure of the blockchain, in which hash functions link each element to the previous one, making it impractical to retroactively modify information without invalidating the entire sequence. Consensus, on the other hand, allows nodes in the distributed network to agree on the validity of transactions without resorting to a central authority, replacing institutional trust with mathematical validation. The main consensus protocols – Proof of Work and Proof of Stake – embody two different security logics, based on computational cost and economic participation, respectively, but share the goal of ensuring the consistency of the distributed ledger. The analysis shows how the reliability of blockchain emerges from the interaction between these components, taking the form of a kind of “technical disintermediation” that generates trust through computation. However, the same characteristics that ensure integrity and transparency raise open questions in terms of scalability, interoperability, governance, and security in the face of quantum computing. Understanding the balance between immutability and consensus therefore means grasping the dynamic nature of a technology that combines mathematics and distributed cooperation to create a new model of reliable infrastructure, capable of dialoguing with the legal and institutional principles of the digital society.
2025
IRPA (Istituto di Ricerche sulla Pubblica Amministrazione)
La blockchain rappresenta una delle più rilevanti innovazioni tecnologiche degli ultimi decenni, capace di ridefinire il modo in cui la fiducia viene costruita e mantenuta nei sistemi digitali. Il presente contributo intende analizzare le radici tecnologiche di tale paradigma, concentrandosi su due concetti fondativi: l’immutabilità dei dati e il meccanismo di consenso. L’immutabilità deriva dalla struttura crittografica della catena di blocchi, in cui le funzioni di hash collegano ogni elemento al precedente rendendo impraticabile la modifica retroattiva delle informazioni senza invalidare l’intera sequenza. Il consenso, invece, consente ai nodi della rete distribuita di concordare sulla validità delle transazioni senza ricorrere a un’autorità centrale, sostituendo la fiducia istituzionale con una validazione matematica. I principali protocolli di consenso – Proof of Work e Proof of Stake – incarnano due differenti logiche di sicurezza, rispettivamente basate sul costo computazionale e sulla partecipazione economica, ma condividono l’obiettivo di garantire la coerenza del registro distribuito. L’analisi mostra come l’affidabilità della blockchain emerga dall’interazione tra queste componenti, configurandosi come una forma di «disintermediazione tecnica» che produce fiducia attraverso il calcolo. Tuttavia, le stesse caratteristiche che assicurano integrità e trasparenza pongono questioni aperte in termini di scalabilità, interoperabilità, governance e sicurezza di fronte al calcolo quantistico. Comprendere l’equilibrio tra immutabilità e consenso significa, dunque, cogliere la natura dinamica di una tecnologia che coniuga matematica e cooperazione distribuita per creare un nuovo modello di infrastruttura affidabile, capace di dialogare con i principi giuridici e istituzionali della società digitale.
Nazionale
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