Resumen
La blockchain es un libro mayor o "ledger" digital descentralizado que registra de manera segura los datos de transacciones en muchas computadoras especializadas de la red.
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 criptomonedas como bitcoin y ether, y es fundamental para promover la transparencia, seguridad y confianza en varios sectores que van más allá de las finanzas.
¿Qué es una blockchain?
Una blockchain es un tipo especial de base de datos, también llamada ledger digital descentralizado, que es mantenido por varias computadoras distribuidas en todo el mundo. Los datos de la blockchain se organizan en bloques ordenados cronológicamente y protegidos por criptografía.
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 científicos informáticos y entusiastas de la criptografía, lo que con el tiempo llevó a la creación de la primera criptomoneda impulsada por la tecnología blockchain, bitcoin. Desde entonces, la adopción de la tecnología blockchain se ha ampliado gradualmente, y un número creciente de personas de todo el mundo usan las criptomonedas.
La tecnología blockchain se suele utilizar para el registro de transacciones de criptomonedas, pero es apta para muchos otros tipos de datos digitales y puede aplicarse a una amplia gama de casos de uso.
¿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. Esto puede ser útil en situaciones en las que las personas deben coordinarse con extraños o cuando quieren garantizar la seguridad e integridad de sus datos.
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.
Cuando las personas hablan sobre la tecnología blockchain, a menudo no solo hablan de la base de datos. La tecnología de blockchain alimenta a las aplicaciones, como criptomonedas y tokens no fungibles (NFT), lo que permite que las personas colaboren y realicen transacciones entre sí sin depender de una autoridad central.
¿Cómo funciona la blockchain?
En esencia, una blockchain es un ledger digital que registra las transacciones entre dos partes de manera segura y a prueba de manipulaciones. Estos datos de transacciones se registran en una red distribuida globalmente de computadoras especiales llamadas nodos.
Cuando un usuario inicia una transacción, como enviar una determinada cantidad de criptomonedas a otro usuario, la transacción se transmite a la red. Cada nodo autentica la transacción mediante la verificación de firmas digitales y otros datos de la transacción.
Una vez que la transacción se haya verificado, se agrega a un bloque junto con otras transacciones que ya se hayan verificado. 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 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 fundamental usado 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 de hash usadas en las blockchains generalmente son resistentes a las colisiones, lo que significa que la probabilidad de encontrar dos trozos de datos que produzcan el mismo output es en extremo pequeña. Otra característica se llama efecto avalancha, y se refiere al fenómeno de que cualquier pequeño cambio en los datos de entrada (input) producirían una resultado (output) radicalmente 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 de hash también son funciones unidireccionales porque es inviable, desde el punto de vista informático, llegar a los datos de entrada al aplicar ingeniería inversa al resultado de 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 ampliamente usado en 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 dueño legítimo de la clave privada puede autorizar una transacción, pero cualquiera puede verificar las firmas con la clave pública.
Otra característica de la blockchain es su transparencia. Por lo general, cualquiera puede verificar los datos de la blockchain, incluidos todos los datos de transacciones y de bloques, en sitios públicos de blockchain. Por ejemplo, en sitios de exploradores de blockchain, puedes ver cada transacción que se haya registrado desde el inicio en la red Bitcoin, incluidos el identificador del remitente y el destinatario, el monto de la transferencia y una lista de dueños de bitcoin. También puedes rastrear los bloques desde hoy (el bloque 788,995 a las 18:52:21 GMT del 29 de mayo de 2023) hasta el primer bloque, conocido como bloque génesis.
¿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. Garantiza que todos los nodos de la red tengan la misma copia del ledger, que contiene un registro de todas las transacciones. Los mecanismos de consenso son necesarios para las blockchains porque no hay una autoridad central que verifique las transacciones y mantenga la integridad de la red.
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. A continuación, veamos los principales.
Tipos de mecanismos de consenso
¿Qué es Proof of Work (PoW)?
Proof of Work (PoW) es un mecanismo de consenso usado en muchas redes blockchain para verificar 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 el proceso, conocido como minería, el primer minero en resolver el problema gana una recompensa en criptomonedas.
Los mineros deben usar potentes computadoras para resolver los problemas matemáticos y así poder minar nuevas monedas y proteger la red. Es por este motivo que el proceso de minería requiere cantidades significativas de potencia informática y, por lo tanto, energía eléctrica.
¿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.
Para participar en el proceso de consenso, los validadores tienen una determinada cantidad de criptomonedas como garantía o "stake". Luego, se seleccionan de manera aleatoria para crear nuevos bloques y validar transacciones en función del tamaño de su stake. Los validadores reciben recompensas de las comisiones de transacción por crear nuevos bloques y como incentivo para actuar en el mejor interés de la red.
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.
Beneficios de la blockchain
1. Descentralización
La naturaleza descentralizada de la blockchain significa que no existe un punto único de control o falla, lo que la hace más segura y resistente a los ataques o filtraciones de datos.
2. Transparencia
Las transacciones en una blockchain son visibles para todos los participantes, lo que facilita el seguimiento y la verificación de las transacciones y garantiza su precisión.
3. Inmutabilidad
Una vez que se registra una transacción en una blockchain, no se puede alterar ni borrar. Se crea un registro permanente de todas las transacciones. Cualquiera que tenga acceso a la red blockchain puede verificar este registro. Esto es una diferencia significativa con respecto a los sistemas tradicionales en los que las transacciones son reversibles.
4. Eficiencia
La blockchain puede permitir transacciones más rápidas y eficientes porque no requiere intermediarios, como los bancos.
5. Comisiones más bajas
Al eliminar a los intermediarios y automatizar procesos, la blockchain puede reducir los costos de transacción y hacer que ciertas operaciones comerciales sean más eficientes.
6. Calidad de trustless
La tecnología blockchain permite transacciones transparentes verificadas y validadas por los propios participantes de la red sin intermediarios impuestos.
¿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 normalmente son de código abierto, transparentes y sin permiso, lo que significa que cualquiera puede acceder a ellas y usarlas. 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 donde 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.
2. 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.
3. 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.
4. Gestión de la cadena de suministro
La tecnología blockchain se puede usar para crear un ledger de todas las transacciones dentro de la cadena de suministro. Cada transacción se puede registrar como un bloque en la blockchain. De esta manera, se crea un registro inmutable y transparente de todo el proceso de la cadena de suministro.
5. 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. Uno de los usos más prometedores de los contratos inteligentes es para las aplicaciones descentralizadas (dApps) y organizaciones (DAO).
Conclusiones
La tecnología blockchain ofrece una manera segura y transparente de registrar transacciones y almacenar datos. Tiene el potencial de revolucionar las industrias 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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