Che cos’è il Peer-to-Peer (P2P) e come funziona una rete P2P?

Che cos’è il Peer-to-Peer (P2P)?

Una rete peer-to-peer, detta anche rete P2P, è una rete digitale in cui i partecipanti (i peer) comunicano direttamente tra loro senza l’intervento di una parte centrale, come un server o un’azienda. Questi peer possono scambiarsi dati all’interno della rete P2P senza che sia necessaria un’autorità centralizzata.

Ciò è possibile perché ogni computer (chiamato node) all’interno della rete svolge una parte delle attività, come l’archiviazione dei dati, la validazione delle informazioni e l’inoltro dei messaggi. Le responsabilità sono quindi distribuite su tutta la rete.

Il concetto di P2P viene utilizzato soprattutto nei sistemi di distributed ledger, come le blockchain. L’esempio più noto è la blockchain di Bitcoin e la criptovaluta BTC. La tecnologia P2P costituisce inoltre la base di altre soluzioni blockchain, come le applicazioni DeFi, le piattaforme Web3 e diverse reti decentralizzate.

Esempio:
Puoi paragonare una rete P2P a un gruppo di amici. Immagina che tu e i tuoi amici vogliate inviarvi messaggi, ma senza usare un’app di gruppo o un server centrale. Invece, ognuno invia il proprio messaggio direttamente al telefono dell’altro.

Non c’è WhatsApp, non c’è un’azienda intermediaria e non esiste un luogo centrale in cui i messaggi vengono archiviati. Ognuno invia, riceve e conserva i messaggi autonomamente.

È esattamente così che funziona una rete peer-to-peer:

• Tutti sono uguali (ogni amico può inviare e ricevere messaggi).
• Non esiste un’autorità centrale che controlla la rete.
• Tutto avviene direttamente da persona a persona.

In breve

• Una rete peer-to-peer (P2P) è una rete in cui i partecipanti comunicano direttamente tra loro senza una parte centrale, e in cui ogni partecipante (peer o node) svolge un ruolo attivo.
• In una rete P2P, tutti i partecipanti sono sullo stesso piano e responsabili di attività come l’archiviazione, la trasmissione e la validazione dei dati, senza gerarchie o controllo centrale.
• La tecnologia P2P costituisce la base di blockchain come Bitcoin ed è ampiamente utilizzata nel settore crypto, nella DeFi, nel Web3 e nelle applicazioni decentralizzate, ma anche al di fuori di questi ambiti, ad esempio nei torrent e nelle reti di calcolo distribuito.
• La rete funziona grazie al controllo e alla validazione di transazioni e dati da parte di più peer, dopo di che viene raggiunto un consenso e le informazioni vengono archiviate e condivise.
• Le reti P2P offrono vantaggi come decentralizzazione, sicurezza e resistenza alla censura, ma presentano anche svantaggi come la complessità tecnica, i problemi di scalabilità e una maggiore responsabilità per gli utenti.

Che cosa significa Peer-to-Peer?

Peer-to-peer indica una rete in cui i partecipanti (peer) sono sullo stesso livello. Tutti i partecipanti hanno gli stessi diritti e le stesse competenze e sono responsabili delle stesse attività. Possono:

• archiviare dati
• inviare dati
• ricevere dati
• eseguire calcoli
• elaborare e validare dati

Non esiste quindi una gerarchia come nelle reti tradizionali, dove un server esercita il controllo. I partecipanti sono direttamente responsabili della gestione e dell’elaborazione sicura dei dati. Questo rende una rete peer-to-peer equa e affidabile.

Dove e per cosa vengono utilizzate le reti P2P?

Il peer-to-peer è attualmente utilizzato sia all’interno che all’esterno del mercato crypto.

P2P nel settore crypto:

• Per l’invio e la ricezione di fondi (come BTC) senza l’intervento di una banca o di altri intermediari.
• Le transazioni sulla blockchain vengono validate ed eseguite dai node (computer che archiviano dati e verificano le transazioni).
• Le soluzioni DeFi, come i DEX, utilizzano il P2P per consentire agli utenti di operare direttamente tra loro senza la necessità di un intermediario.
• L’archiviazione di file su migliaia di computer contemporaneamente invece che su un unico server centrale, come Google Drive o Dropbox. Le dApps sfruttano questo sistema (ad esempio tramite IPFS) affinché i file rimangano disponibili anche se uno o più computer smettono di funzionare.

P2P al di fuori del settore crypto:

• Nello scambio di file tramite torrent, come BitTorrent, scarichi file da molti utenti contemporaneamente invece che da un singolo server. Chiunque possieda una parte del file la condivide automaticamente con gli altri.
• Le reti di comunicazione, come le vecchie versioni di Skype, trasmettevano audio e video direttamente tra gli utenti senza un server centrale, rendendo il sistema più veloce ed efficiente.
• Nei sistemi di calcolo distribuito, come SETI@Home, migliaia di computer collaborano per eseguire grandi calcoli. In questo modo nasce un’unica grande rete di calcolo condivisa senza un supercomputer centrale.

Questi sono solo alcuni esempi di come e dove il P2P viene utilizzato all’interno e al di fuori della tecnologia blockchain.

Come funziona una rete Peer-to-Peer?

Una rete peer-to-peer (P2P) funziona collegando tutti i partecipanti all’interno della rete. Quando un peer esegue un’azione, questa informazione viene inoltrata agli altri peer. Questi peer sono responsabili del controllo delle informazioni, dell’archiviazione dei dati e della validazione delle informazioni. Una volta completato questo processo, la transazione viene eseguita e i dati (la prova di esecuzione) vengono archiviati all’interno della rete.

Nel caso delle blockchain, questo processo funziona nel seguente modo:

• Un utente invia una transazione, ad esempio l’invio di bitcoin dall’indirizzo A all’indirizzo B.
• La transazione viene inviata a più node responsabili della verifica della transazione.
• I node verificano la transazione e raggiungono un consenso sulla sua validità.
• Le transazioni valide vengono poi incluse in un blocco che viene aggiunto alla blockchain.
• Il nuovo blocco viene distribuito a tutti i peer della rete per mantenere la rete aggiornata.

Questo meccanismo rende le blockchain robuste, sicure e difficili da censurare.

Caratteristiche principali di una rete P2P

Una rete P2P si riconosce dalle seguenti caratteristiche:

• Decentralizzazione: Non esiste un’autorità centrale, come un server che gestisce la rete. Le attività sono invece distribuite tra una rete di partecipanti, chiamati node o peer.
• Distribuzione equa delle attività: Ogni peer svolge in linea di principio le stesse funzioni.
• Elevata tolleranza ai guasti: La rete non ha un singolo punto di fallimento. Ciò significa che la rete continua a funzionare anche in caso di errore. Se un node si guasta o commette un errore, la rete può continuare a operare e correggersi autonomamente.
• Scalabilità: Più peer partecipano alla rete, maggiore diventa la capacità e più dati la rete può elaborare in un determinato periodo di tempo. Inoltre, un numero maggiore di partecipanti contribuisce a un livello più elevato di decentralizzazione.
• Trasparenza: Le reti peer-to-peer all’interno della tecnologia blockchain sono trasparenti. Tutto ciò che avviene sulla blockchain viene registrato pubblicamente nel distributed ledger e può essere consultato tramite un block explorer. Questo rende il sistema verificabile e contribuisce alla sua affidabilità, poiché i comportamenti fraudolenti diventano visibili.

Vantaggi del Peer-to-Peer

Le reti peer-to-peer offrono diversi vantaggi per sviluppatori e utenti:

• Assenza di intermediari: Gli utenti possono operare o comunicare direttamente tra loro, il che può essere più rapido ed economico rispetto all’uso di piattaforme centralizzate. Inoltre, gli utenti si assumono la piena responsabilità e non esiste un’entità centrale che possa bloccare o vietare le transazioni.
• Maggiore sicurezza grazie alla decentralizzazione: Poiché i dati sono distribuiti tra molti peer, è più difficile per gli attaccanti compromettere l’intera rete.
• Nessun controllo centrale o censura: Nessuno può spegnere unilateralmente la rete o bloccare gli utenti.
• Robustezza e affidabilità: La rete continua a funzionare anche se più computer vanno offline.
• Efficienza: Le attività sono distribuite tra i peer, eliminando la necessità di una grande infrastruttura centrale. I peer sono collettivamente responsabili dell’archiviazione, dell’elaborazione e del controllo dei dati.

Svantaggi del Peer-to-Peer

Oltre ai vantaggi, l’uso delle reti peer-to-peer presenta anche degli svantaggi:

• Facilità d’uso: La configurazione e la gestione di un peer o di un node sono spesso complesse e richiedono competenze tecniche.
• Problemi di prestazioni in caso di alta congestione: Blockchain come Bitcoin ed Ethereum possono elaborare solo un numero limitato di transazioni per unità di tempo, anche a causa della block size e del block time. Durante periodi di forte congestione della rete, questo può portare a elaborazioni più lente e a costi di transazione più elevati.
• Maggiore responsabilità per gli utenti: In assenza di un’entità centrale, gli utenti devono occuparsi autonomamente della sicurezza, dei backup e della corretta esecuzione delle operazioni. In caso di errori, come l’invio di crypto a un indirizzo errato, il recupero è generalmente impossibile a causa dell’immutabilità della blockchain.
• Sfide legali e normative: Le reti decentralizzate sono difficili da regolamentare, il che può portare a incertezza giuridica.
• Hardware costoso: In alcuni casi è necessario hardware specializzato e costoso per gestire un node. Nel caso di blockchain che utilizzano il Proof of Work come meccanismo di consenso, come Bitcoin, il mining è ad alta intensità energetica e richiede una notevole potenza di calcolo oltre a dispositivi specializzati.

In conclusione

Le reti peer-to-peer costituiscono la spina dorsale delle tecnologie decentralizzate, poiché consentono agli utenti di comunicare ed eseguire transazioni direttamente tra loro senza intermediari. Il ruolo paritario di tutti i partecipanti dà origine a un sistema robusto, trasparente e difficile da censurare, che offre grandi vantaggi soprattutto nell’ambito della tecnologia blockchain. Allo stesso tempo, questa forma di decentralizzazione richiede maggiori competenze tecniche e una maggiore responsabilità da parte degli utenti, e le prestazioni possono risentirne in periodi di elevato carico della rete. Nel complesso, il P2P rappresenta un’alternativa potente alle reti centralizzate, a condizione che gli utenti siano consapevoli sia dei vantaggi sia delle limitazioni.