Aspectos clave
La blockchain es un libro mayor o "ledger" digital que registra de manera segura los datos de transacciones en toda una red distribuida de computadoras.
La blockchain garantiza la integridad de los datos a través de su naturaleza inmutable mediante la criptografía y los mecanismos de consenso, lo que significa que una vez que se registró la información, no se puede alterar retroactivamente.
La blockchain es la columna vertebral de redes de criptomonedas como Bitcoin y Ethereum, y es fundamental para promover la transparencia, seguridad y confianza en varios sectores más allá de las finanzas.
Introducción
La tecnología blockchain ha transformado los sectores, especialmente el financiero, al introducir una forma descentralizada, transparente y segura de gestionar los datos y las transacciones. Si bien comenzó como la base de las criptomonedas como el Bitcoin, sus aplicaciones han crecido hasta incluir la gestión de la cadena de suministro, la atención médica, los sistemas de votación y mucho más.
¿Qué es una blockchain?
Una blockchain es un tipo especial de base de datos. Es un libro de contabilidad digital descentralizado mantenido por una red distribuida de computadoras. Los datos de la blockchain se organizan en bloques ordenados cronológicamente y protegidos por criptografía.
Esta estructura garantiza que los datos sean transparentes, seguros e inmutables. Es prácticamente imposible cambiar los datos almacenados en un bloque después de confirmarlo y agregarlo a la cadena. La estructura descentralizada también elimina la necesidad de una autoridad central. Las transacciones en la blockchain pueden tener lugar entre usuarios sin necesidad de intermediarios.
Existen diferentes tipos de blockchains con diversos grados de descentralización. Aun así, el término "blockchain" suele hacer referencia a un libro de contabilidad digital descentralizado que se utiliza para registrar transacciones de criptomonedas.
Breve historia de la blockchain
El modelo más antiguo de una blockchain se creó a principios de la década de 1990, cuando el científico informático Stuart Haber y el físico W. Scott Stornetta emplearon técnicas criptográficas en una cadena de bloques como una manera de proteger documentos digitales contra la manipulación de datos.
Haber y Stornetta inspiraron el trabajo de muchos otros informáticos y entusiastas de la criptografía, lo que finalmente condujo a la creación de Bitcoin como la primera criptomoneda impulsada por la tecnología blockchain. Desde entonces, la adopción de la blockchain ha crecido significativamente y las criptomonedas son ahora un fenómeno mundial.
Aunque la tecnología blockchain suele utilizarse para registrar transacciones de criptomoneda, es adecuada para registrar muchos otros tipos de datos digitales y puede aplicarse a una amplia variedad de usos.
Principales características y ventajas de la blockchain
Descentralización: la información se almacena en una red de computadoras (nodos) en lugar de en un único servidor central. Las grandes redes descentralizadas como Bitcoin son muy resistentes a los ataques.
Transparencia: la mayoría de las blockchains son públicas, lo que significa que todos los participantes tienen acceso a la misma base de datos. Las transacciones son visibles para todos los participantes.
Inmutabilidad: una vez que los datos se agregan a la cadena de bloques, no pueden modificarse sin el consenso de la red.
Seguridad de los datos: la criptografía y los mecanismos de consenso garantizan una protección sólida contra la manipulación de datos.
Eficiencia: la blockchain puede permitir transacciones más rápidas y baratas al eliminar la necesidad de intermediarios. Las transacciones se procesan casi en tiempo real.
¿Qué es descentralización en blockchain?
La descentralización en blockchain se refiere a la idea de que el poder de control y la toma de decisiones de una red se distribuye entre sus usuarios en lugar de que esté concentrado en una única entidad, como un gobierno o una corporación.
En una red blockchain descentralizada, no hay una autoridad central o un intermediario que controle el flujo de datos o transacciones. En cambio, las transacciones son verificadas y registradas por una red distribuida de computadoras que trabajan juntas para mantener la integridad de la red.
¿Cómo funciona la blockchain?
En esencia, una blockchain es un libro de contabilidad digital que registra de forma segura las transacciones entre dos partes a prueba de manipulaciones. Estos datos de transacciones son registrados por una red distribuida de computadoras a nivel mundial (nodos).
Cuando Alice le envía bitcoin a Bob, la transacción se transmite a la red. Cada nodo autentica la transacción verificando las firmas digitales y otros datos de la transacción. Una vez que se verifica la transacción, se agrega a un bloque junto con otras transacciones. Podemos pensar en cada bloque como una página del libro de contabilidad digital.
Los bloques se encadenan juntos mediante métodos criptográficos y, de esta manera, forman la blockchain (cadena de bloques). El proceso de verificación de las transacciones y de agregarlas a la blockchain se realiza a través de un mecanismo de consenso, una serie de reglas que rigen la manera en que los nodos de la red llegan a un acuerdo sobre el estado de la blockchain y la validez de las transacciones.
La blockchain en pocas palabras
1. Registro de transacciones
Cuando se inicia una transacción (p. ej., la transferencia de criptomonedas), se transmite a una red de nodos. Cada nodo valida la transacción utilizando reglas predefinidas.
2. Formación de bloques
Las transacciones validadas se agrupan en un bloque. Cada bloque contiene:
Datos (p. ej., detalles de la transacción)
Una marca de tiempo
Un hash criptográfico: un identificador único creado al ejecutar los datos del bloque a través de un algoritmo de hashing.
El hash del bloque anterior: esto es lo que une los bloques, formando la cadena.
3. Mecanismo de consenso
Para agregar un bloque a la cadena, los participantes de la red deben ponerse de acuerdo sobre su validez. Esto se logra utilizando un algoritmo de consenso, como Proof-of-Work (PoW) o Proof of Stake (PoS). Pronto hablaremos de ambos con más detalle, pero a continuación te ofrecemos un breve resumen:
Proof-of-Work (PoW): utilizado por Bitcoin, PoW requiere validadores de bloque para utilizar el poder computacional y resolver problemas complejos.
Proof of Stake (PoS): utilizado por las blockchains más nuevas como Ethereum, donde los validadores de bloques se eligen en función de su stake en la red.
4. Vinculación de la cadena
Una vez validado, el bloque se agrega a la blockchain. Cada bloque posterior hace referencia al anterior, lo que garantiza una estructura a prueba de manipulaciones. En otras palabras, para que un bloque nuevo se valide, debe utilizar el identificador de bloque anterior.
5. Transparencia
Otra característica de la blockchain es su transparencia. Por lo general, cualquier persona puede consultar los datos de una blockchain, incluidos todos los datos de transacciones y datos de bloques, en sitios web públicos conocidos como exploradores de blockchain.
Por ejemplo, podrás ver todas las transacciones que se hayan registrado en la red de Bitcoin, incluida la dirección de la billetera del remitente y del destinatario, el importe de la transferencia y mucho más. También puedes rastrear todos los bloques de Bitcoin hasta el primer bloque, conocido como bloque génesis.
Criptografía de la blockchain
La criptografía es clave para que la blockchain mantenga un registro de transacciones seguro, transparente y resistente a las manipulaciones. Por ejemplo, el hashing es un método criptográfico crucial utilizado en las blockchains. Es un proceso criptográfico que convierte un input de cualquier tamaño en una secuencia de caracteres de un tamaño fijo.
Las funciones hash utilizadas en las blockchains suelen ser resistentes a las colisiones, lo que significa que las probabilidades de encontrar dos datos que produzcan el mismo resultado son astronómicamente pequeñas. Otra característica se denomina efecto avalancha, que se refiere al fenómeno por el que cualquier ligero cambio en los datos de entrada produciría una salida drásticamente diferente.
Veamos un ejemplo con SHA256, una función usada en Bitcoin. Como puedes ver, cambiar las mayúsculas de las letras hizo que el output fuera radicalmente diferente. Las funciones hash también son funciones unidireccionales porque es computacionalmente inviable llegar a los datos de entrada mediante ingeniería inversa de la salida hash.
Cada bloque dentro de la blockchain contiene de manera segura el hash del bloque precedente, lo que establece una cadena de bloques sólida. Cualquiera que quiera alterar un bloque debería modificar todos los bloques sucesivos, una tarea que no solo es técnicamente difícil, sino que también tendría un alto costo.
Otro método criptográfico muy utilizado en la blockchain es la criptografía de clave pública. También llamada criptografía asimétrica, ayuda a realizar transacciones seguras y verificables entre los usuarios.
Así es como funciona: cada participante tiene un par único de claves, una clave privada que mantiene en secreto, y una clave pública que se comparte abiertamente. Cuando un usuario inicia una transacción, la firma con su clave privada, lo que crea una firma digital.
A partir de ahí, otros usuarios de la red pueden verificar la autenticidad de la transacción aplicando la clave pública del remitente a la firma digital. Este enfoque garantiza transacciones seguras porque solo el propietario legítimo de la clave privada puede autorizar una transacción, y todo el mundo puede verificar las firmas utilizando la clave pública.
¿Qué es un mecanismo de consenso?
Un algoritmo de consenso es un mecanismo que permite a los usuarios o máquinas coordinarse en un entorno distribuido. Debe garantizar que todos los agentes que participan en el sistema acepten una única fuente de verdad, incluso si algunos agentes fallan.
Los mecanismos de consenso garantizan que todos los nodos de la red tengan la misma copia del libro de contabilidad, que contiene un registro de todas las transacciones.
Cuando decenas de miles de nodos guardan una copia de los datos de la blockchain, pueden surgir algunas dificultades rápidamente, como la congruencia de los datos y los nodos malintencionados. Para garantizar la integridad de la blockchain, existen varios mecanismos de consenso que rigen la manera en que los nodos de red logran un acuerdo. Echemos un vistazo más de cerca a los principales mecanismos de consenso.
Tipos de mecanismos de consenso
¿Qué es Proof of Work (PoW)?
Proof-of-Work (PoW) es un mecanismo de consenso que se utiliza en muchas redes de blockchain para verificar las transacciones y mantener la integridad de la blockchain. Es el mecanismo de consenso original usado por Bitcoin.
En PoW, los mineros compiten para resolver un problema matemático complejo con el fin de agregar el siguiente bloque a la blockchain. En un proceso conocido como minería, el primer minero que resuelva el problema será recompensado con criptomonedas.
Los mineros deben usar potentes computadoras para resolver los problemas matemáticos y así poder minar nuevas monedas y proteger la red. Por ello, el proceso de minería requiere una cantidad significativa de recursos (potencia informática y energía).
¿Qué es Proof of Stake?
Proof of Stake (PoS) es un mecanismo de consenso diseñado para abordar algunos de los inconvenientes de Proof of Work (PoW). En un sistema PoS, en lugar de que los mineros compitan para resolver problemas matemáticos complejos para validar las transacciones y agregar nuevos bloques a la blockchain, los validadores se eligen en función de la cantidad de criptomonedas que tengan en "stake" en la red.
El stake representa la cantidad de criptomonedas que tienen los validadores como garantía. Por lo general, los validadores de PoS se seleccionan al azar para crear nuevos bloques y validar transacciones en función del tamaño de su participación o "stake". Se les recompensa con comisiones de transacción por crear nuevos bloques y como incentivo para actuar en el mejor interés de la red. Si actúan de forma malintencionada, corren el riesgo de perder sus criptomonedas en stake.
Otros mecanismos de consenso populares
Proof of Work y Proof of Stake son los algoritmos de consenso más comunes, pero también hay otros. Algunos son híbridos que combinan elementos de ambos sistemas, mientras que otros son métodos completamente diferentes.
Por ejemplo, el Delegated Proof of Stake (DPoS) es similar a PoS, pero en lugar de que todos los validadores sean elegibles para crear nuevos bloques, los holders de token eligen un conjunto más reducido de delegados para hacerlo en su nombre.
Por otro lado, en Proof of Authority (PoA), los validadores se identifican por su reputación o identidad, en lugar de depender de la cantidad de criptomonedas que tengan. Los validadores se seleccionan en función de su confiabilidad y pueden ser eliminados de la red si actúan con malas intenciones.
¿Cuáles son los diferentes tipos de redes blockchain?
Blockchain pública
Una blockchain pública es una red descentralizada que está abierta a cualquiera que quiera participar. Estas redes suelen ser de código abierto, transparentes y no requieren permisos, lo que significa que cualquiera puede acceder a ellas y utilizarlas. Bitcoin y Ethereum son ejemplos de blockchains públicas.
Blockchain privada
Una blockchain privada, como lo sugiere el nombre, es una red de blockchain que no está abierta al público. Las blockchains privadas suelen estar gestionadas por una única entidad, como una empresa, y se usan para fines y casos de uso internos.
Las blockchains privadas son entornos con permiso y reglas establecidas que dictan quién puede ver y escribir en la cadena. No son sistemas descentralizados porque hay una clara jerarquía de control. Sin embargo, pueden ser distribuidas por el hecho de que muchos nodos mantienen una copia de la cadena en sus máquinas.
Blockchain de consorcio
Una blockchain de consorcio es un híbrido de los tipos de blockchain públicas y privadas. En una blockchain de consorcio, muchas organizaciones se unen para crear una red compartida que es gestionada y gobernada de manera conjunta. Estas redes pueden ser abiertas o cerradas, dependiendo de las necesidades de los miembros del consorcio.
En lugar de ser un sistema abierto en el que cualquiera puede validar bloques, o un sistema cerrado en el que solo una única entidad designa a los productores de bloques, en una cadena de consorcio un grupo de partes actúa como validadores y todos tienen el mismo poder.
Las reglas del sistema son flexibles: la visibilidad de la cadena puede estar limitada a los validadores, ser visible a individuos autorizados o ser visible para todos. Si los validadores pueden lograr el consenso, se pueden implementar cambios fácilmente. En lo que se refiere a la manera de funcionar de la blockchain, si un determinado umbral de estas partes se comporta con honestidad, el sistema no tendrá problemas.
¿Para qué se utiliza la blockchain?
Si bien la tecnología blockchain sigue en sus primeras etapas, ya cuenta con casos de uso en muchos sectores diferentes. Algunas de las aplicaciones actuales más comunes de la tecnología blockchain incluyen:
1. Criptomonedas
La tecnología blockchain se desarrolló para apoyar la creación de criptomonedas, que usan la blockchain como un ledger seguro y descentralizado para registrar transacciones.
Mientras que las transacciones transfronterizas tradicionales implican intermediarios y comisiones elevadas, la blockchain permite realizar transferencias internacionales más rápidas, baratas y transparentes. Aparte de su cualidad de reserva de valor, muchos utilizan Bitcoin y otras criptomonedas para fines de remesas internacionales.
2. Contratos inteligentes
Los contratos inteligentes son contratos autoejecutables que se pueden programar para ejecutarse automáticamente cuando se cumplan determinadas condiciones. La tecnología blockchain permite la creación y ejecución de contratos inteligentes de manera segura y descentralizada.
Una de las aplicaciones más populares de los contratos inteligentes son las aplicaciones descentralizadas (dApps) y las organizaciones (DAO), que son una gran parte de las plataformas de finanzas descentralizadas (DeFi). Las plataformas DeFi aprovechan la blockchain para proporcionar servicios financieros como prestar fondos, tomar préstamos y hacer trading sin las instituciones tradicionales. De esta forma, se democratiza el acceso a las herramientas financieras.
3. Tokenización
Activos del mundo real (RWA), como bienes inmuebles, acciones u obras de arte, pueden tokenizarse (convertirse en tokens digitales en una blockchain). Esto puede mejorar la liquidez y ampliar el acceso a las oportunidades de inversión.
4. Identidad digital
La blockchain se puede usar para crear identidades digitales seguras y a prueba de manipulaciones que, a su vez, se pueden usar para verificar la información personal y otros datos sensibles. Esto podría volverse cada vez más importante a medida que más de nuestra información personal y activos se mueven en línea.
5. Votación
Al proporcionar un ledger descentralizado y a prueba de manipulaciones de todos los votos emitidos, la tecnología blockchain puede utilizarse para crear un sistema de votación seguro y transparente que elimina la posibilidad de fraude electoral y garantiza la integridad del proceso de votación.
6. Gestión de la cadena de suministro
La tecnología blockchain se puede utilizar para crear un libro de contabilidad de todas las transacciones dentro de una cadena de suministro. Cada transacción (o grupo de transacciones) puede registrarse como un bloque en la blockchain, creando un registro inmutable y transparente de todo el proceso de la cadena de suministro.
Conclusiones
La tecnología blockchain ofrece una manera segura y transparente de registrar transacciones y almacenar datos. Se trata de una tecnología que está revolucionando los sectores al aportar un nuevo nivel de confianza y seguridad al mundo digital.
Ya sea permitiendo las transacciones peer-to-peer, creando nuevas formas de activos digitales o facilitando las aplicaciones descentralizadas, la tecnología blockchain abre un mundo de posibilidades. A medida que esta tecnología continúa evolucionando y ganando una mayor adopción, podemos esperar que surjan más casos de uso innovadores y transformadores en los próximos años.
Lecturas adicionales
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