Analisi delle prestazioni di sistemi blockchain mediante modellazione e simulazione software

Negli ultimi anni i sistemi blockchain hanno attratto grande attenzione da parte della comunità scientifica. Blockchain è un particolare tipo di Distributed Ledger Technology potenzialmente rivoluzionario poiché in grado di consentire l’implementazione di sistemi di archiviazione distribuiti totalmente decentralizzati, trasparenti, virtualmente impossibili da manomettere e accessibili e consultabili da tutti gli utenti grazie all'utilizzo di tecniche crittografiche, della tecnologia peer-to-peer e di particolari algoritmi di consenso. L'obiettivo dell’elaborato è quello di fornire un’analisi dei sistemi blockchain basata sulla modellazione dei meccanismi fondamentali al loro funzionamento e sulla progettazione di un simulatore MATLAB con il quale poterne studiare le prestazioni al variare di alcuni fondamentali parametri. Il modello tempo discreto a round ricavato è stato utilizzato per ricavare analiticamente un limite superiore all'efficienza dei sistemi blockchain Proof-of-Work longest chain. Sono state realizzate due diverse versioni del simulatore. La prima implementa direttamente il modello a round ed è stato impiegata per verificare la validità del limite superiore analitico al variare del mining rate del sistema. La seconda versione è stata invece progettata utilizzando una tecnica di simulazione tempo discreta ad eventi al fine di replicare più fedelmente il funzionamento di tali sistemi per poter studiare come throughput, fork rate e mining decentralization siano influenzati dal mining rate, dal ritardo di propagazione e sopratutto dalla topologia di rete.