¿Qué Es Blockchain, Cómo Funciona Y Para Que Sirve?

La tecnología de cadenas descentralizadas de bloques, Blockchain es fundamental para la criptoeconomía que impacta al mundo y es necesario entender en qué consiste esta rama de las ciencias aplicadas.

En términos llanos, la Blockchain es una enorme base de datos encriptada, compartida y descentralizada que recoge y almacena información. Esta cadena de datos distribuidos en nodos crea registros únicos mientras genera copias sincronizadas, lo que imposibilita manipular esos datos. Esto logra una seguridad sin precedentes, base de las criptomonedas y la criptoeconomía.

Una cadena de bloques es un libro mayor digital indeleble que contabiliza transacciones. El primer protocolo conocido para este tipo de actividad económica encriptada se presentó en 2008 con el llamado libro blanco de Bitcoin. Estos libros son una lista descentralizada de registros electrónicos que aumenta constantemente y utiliza la criptografía; códigos algorítmicos que protegen su estructura.

Otra forma de explicarlo la Blockchain es como una tecnología de registros de transacciones y datos distribuidos en una cadena. En ella los registros son públicos y seguros. La base de datos utiliza una red de nodos independientes pero interconectados entre sí, para almacenar y verificar la información. Cada bloque de datos en la cadena está enlazado criptográficamente, es decir encriptados, al bloque anterior, lo que vuelve virtualmente inmutable.

La Blockchain es una de las historias tecnológicas más importantes desde la década de 2000. Son millones las referencias que diariamente se hace de esta aplicación de las ciencias informáticas y en todas partes se habla de ella. Aunque sea ‘impenetrable’ su concepto central es relativamente sencillo y genera confianza.

El significado y funcionamiento reales de Blockchain a veces necesitan aclararse, sobre todo siendo la base de una constante discusión que transforma los entornos en los que se aplica.

¿Qué hace una cadena de bloques? 

Una Blockchain hace que la historia de cualquier activo digital sea transparente e inalterable. Esas cadenas de bloques, también conocidas como tecnología de registro distribuido o DLT, logran la garantizar la autenticidad a través de una red descentralizada y hashing criptográfico.

Por su parte, un hashing convierte uno o varios elementos de entrada a una función en otro elemento diferente y al ser criptográfico ese cambio queda registrado y el registro está disponible para todos en la cadena.

Así se establece una red de distribución descentralizada (nadie tiene la capacidad de controlarla), que permite que todos accedan simultáneamente al activo digital primario. Al mismo tiempo todos los cambios en ese activo digital se registran en tiempo real, lo que hace que los cambios sean visibles para todos y el registro confiable.

Características de la cadena de bloques

• Una cadena de bloques es una base de datos o libro de contabilidad. En ellas los bloques de datos cifrados están relacionados con los activos digitales mientras se mantienen encadenados. Esto crea una única fuente de veracidad en tiempo real.
• En lugar de copiarse y transferirse, los activos digitales se distribuyen en forma de lo que se denomina ‘libro mayor’.
• Al estar descentralizados, los activos digitales pueden ser auditados en tiempo real por varias partes de la cadena.
• La credibilidad de los libros de contabilidad de Blockchain se soporta en la transparencia de que todos los cambios se registran automáticamente.
• La tecnología Blockchain es una opción de primer nivel para prácticamente todas las industrias, ya que sus libros de contabilidad están abiertos al público y están construidos con funciones de seguridad integradas.

Una Blockchain es útil para el intercambio y comercialización de cualquier bien al que se le asigne un valor. Se trata de una base de datos descentralizada que facilita el seguimiento de activos digitales y el registro de transacciones en una red.

En una red de cadena de bloques se puede registrar y comercializar prácticamente cualquier valor. Mientras se reduce el riesgo de fraude y aumenta la confianza de todas las partes. Los activos pueden ser físicos, como inmuebles, terrenos, automóviles o dinero. También pueden ser intangibles como la propiedad intelectual, patentes, derechos de autor o marcas.

La información es esencial para todos los negocios. Es mejor si se recibe rápido y con precisión. Blockchain es la mejor tecnología para entregar esa información porque ofrece datos en tiempo real, compartibles y completamente transparentes guardados en un registro inmutable y accesible exclusivamente para los miembros de una red autorizada.

Utilidades de la Blockchain

La cadena de bloques es un libro mayor digital (una lista de registros electrónicos que aumenta constantemente) de transacciones que se mantiene a lo largo del tiempo, no está centralizado y utiliza la criptografía (un tipo de código algorítmico) para proteger su estructura.

Una red Blockchain puede rastrear pedidos, pagos, cuentas y toda la producción. Como todos tienen acceso a la misma versión, todos pueden ver todos los aspectos de una transacción y su historial, lo que aumenta la confianza.

¿Cómo funciona la Blockchain?  

¿Qué es un bloque de la cadena y cómo se forma?

En la Blockchain, un bloque es un concepto pensado para optimizar el proceso de validación de las transacciones que se realizan.

Por ejemplo, en la Blockchain de Bitcoin cada bloque se genera a través de un sistema denominado Prueba de trabajo (Proof of Work; PoW por sus siglas en inglés) cada vez que un ordenador o pool de ordenadores resuelve el problema o acertijo que le planteado automáticamente la red.

En las Blockchain se pueden resolver centenares de transacciones por segundo. Si se quisiera validar individualmente cada operación sería inviable. En consecuencia, se ideó la creación de los bloques, a través del proceso denominado minería que permiten que toda la información de un bloque se referencie a través de un hash para hacerla más manejable y más eficiente. Un código hash se produce a través de una función matemática que convierte la información digital en una cadena de letras.

Por su parte hash es el nombre para una función criptográfica que codifica datos para formar una cadena de caracteres única e irrepetible, esto sin importar cuantos datos se introdujeron inicialmente en la función. Se trata de una huella digital o forma única e irrepetible de identificación. Los hash aseguran la autenticidad de datos, almacenan de forma segura las contraseñas y la firma de documento electrónicos.

Estructura de un Bloque

La estructura fundamental de un bloque es, primero, un encabezado que contiene un dato del bloque anterior, junto a varios datos de transacciones realizadas previamente por los usuarios. Luego agrega otros datos, entre ellos los timestamp o marca de tiempo, que son un dato almacenado en cada bloque a modo de serial único y determinan el momento exacto en el que el bloque fue minado y validado por la red Blockchain.

Cada bloque genera también el ‘number that can be only used once’, (número que solo puede usarse una vez) conocido sólo como nonce. Se trata de la Blockchain basada en PoW, el nonce y el hash combinados como un elemento de control que impide la manipulación de los registros. El nonce garantiza que los hash antiguos no se pueden volver a usar en lo que se denomina un ataque de repetición.

En otras palabras, un nonce es un número aleatorio usado una sola vez destinado a la autenticación de transferencia de datos entre dos o más partes.

El árbol de Merkel

A raíz de todas las transacciones en la Blockchain se genera una subestructura central llamada árbol Merkle, formada por datos y divida en capas para relacionar cada nodo con una raíz única asociada a todos ellos. Estructura creada por Ralph Merkle en 1979 para agilizar el proceso de verificación de grandes cantidades de datos.

En el árbol de Merkel, cada nodo está identificado con un hash. Los nodos iniciales, llamados nodos hijos que serían las hojas del árbol, que se asocian con un nodo superior llamado nodo padre que serían las ramas del árbol.

Cada nodo padre tendrá un identificador único resultado del hash de sus nodos hijos. Dicha disposición de la estructura se repite hasta llegar al nodo raíz o raíz Merkle (Merkle Root) que está asociada a todos los nodos del árbol.

Los árboles Merkle permiten relacionar los muchos datos en único punto que es la Merkle Root. Así la verificación y validación los datos es eficiente porque sólo se verifica el Merkle Root en vez de toda la estructura.

El árbol de Merkle es, entonces, un resumen de todas las transacciones que contiene el bloque que genera la Merkle Rool que se agrega al  bloque y se usa como referencia de todas las transacciones.

Siendo una Blockchain un libro mayor digital, entonces cada bloque es una de las páginas de ese libro y en esas páginas quedan registradas todas las transacciones que se realizan de la red o cadena de bloques. Para saber más acerca de los mecanismos de consenso en la blockchain, puedes revisar nuestro artículo sobre minería y staking.

Descentralización

Uno de los aspectos fundamentales de la Blockchain es la descentralización. En primer lugar, ningún ordenador o entidad podrá controlar y poseer la cadena de bloques. Para eso la Blockchain es una tecnología de registro distribuido a través de la red de nodos. Otro concepto básico es que cualquier dispositivo que registre copias de la cadena y mantenga la red en funcionamiento puede ser un nodo de ésta.

Como se muestra en el diagrama de funcionamiento, cada nodo tiene su propia copia del bloque y la red debe aprobar algorítmicamente cada bloque extraído para que la cadena se actualice.

La transparencia de las cadenas de bloques permite que cada transacción en el libro mayor se puede verificar e inspeccionar fácilmente. Base de la seguridad de cadena de bloques integrada. Además, cada participante obtiene un número de identificación alfanumérico irrepetible. La Blockchain soporta su integridad y confianza porque fusiona información pública con control automatizado y equilibrio entre sus miembros.

La seguridad de la Blockchain

La seguridad Blockchain se soporta en su carácter descentralizado y transparente que genera confianza. Esa seguridad y descentralización se logran, en primer lugar, porque cada nuevo bloque se almacena cronológica y linealmente. Así cada nuevo bloque se agrega al ‘final de la cadena’ y es fácil volver atrás cambiarlo si los nodos lo acuerdan.

Cada nuevo bloque se agrega al final de la cadena y tiene un hash exclusivo. El código hash cambia si esos datos se modifican de alguna manera. En consecuencia, toda la cadena deberá validar esa modificación, en otras palabras, descentralización y transparencia que se traducen en seguridad.

Por ejemplo, alguien que administra un nodo intenta cambiar su copia para perpetrar un fraude su copia no coincidiría con las copias hechas por todos los demás. Cuando se comparen sus copias quedará evidenciada la adulteración y la versión será rechazada por ser fraudulenta.

Para lograr un fraude se debe controlar y cambiar simultáneamente al menos el 51 por ciento de las copias de Blockchain, para que su nueva copia sea mayoritaria y de ese modo la cadena acordada. Por eso la descentralización es fundamental en la seguridad.

Un fraude implicaría reescribir cada bloque en su timestamp (o marca de tiempo) y su código hash. Sólo así podrían cambiar 51% de la cadena y, por eso, un ataque de este tipo sería extremadamente costoso y ameritaría demasiados recursos.

Siendo enormes las redes de criptográficas y por la rapidez con que éstas se desarrollan, un ataque como ese se vuelve inviable. Tal evento no pasaría desapercibido y los usuarios optarían por una cadena no adulterada y la red atacada perdería su valor.