¿Qué es una blockchain? Conceptos, principios y tecnología

Una blockchain es una base de datos descentralizada que almacena información sobre todas las transacciones realizadas por los miembros de su red. La tecnología se basa en métodos criptográficos de seguridad de la información. Los datos se guardan como una cadena de bloques, cada uno con una cantidad determinada de transacciones. La blockchain funciona gracias a numerosos ordenadores o nodos distribuidos en todo el mundo. Estos procesan las transacciones, crean nuevos bloques, los intercambian y almacenan copias de la blockchain.

Breve historia de la tecnología blockchain

La historia de la tecnología blockchain se remonta a finales de los años 70, cuando el criptógrafo estadounidense Ralph Merkle patentó su invención del árbol hash, también conocido como árbol de Merkle.

El árbol de Merkle permite organizar y almacenar datos de forma segura en un sistema de bloques enlazados mediante la función hash como método de criptografía.

En 1991, Stuart Haber y W. Scott Stornetta publicaron el primer bosquejo del concepto de blockchain. Estos científicos informáticos utilizaron los árboles de Merkle como base de su creación, sentando las bases para el surgimiento y desarrollo de la tecnología blockchain tal como la conocemos hoy, el cifrado criptográfico y la industria Web3. 

Their research aimed to create a database of immutable public data encrypted with cryptography. The technology was even patented (the patent expired in 2004), but it appears to have been too far ahead of its time to receive funding.

Regarding real-world applications, the blockchain story began in earnest in 2008 with Satoshi Nakamoto and the whitepaper for Bitcoin, the world’s first cryptocurrency. Haber and Stornetta are the two most cited experts in the founding document.

Principios básicos de funcionamiento de la blockchain

Independientemente de si se utiliza en el sector financiero u otro ámbito, una blockchain debe cumplir con los siguientes criterios:

• Descentralizada. Los datos no se almacenan en un servidor central, sino en múltiples computadoras distribuidas por todo el mundo.
• Transparente. Cualquier persona puede consultar cualquier transacción de la blockchain y rastrear el movimiento de monedas, incluso desde el momento en que son creadas.
• Inmutable. Los bloques ya añadidos a la blockchain no pueden ser editados, eliminados ni movidos. Solo se pueden agregar nuevos bloques. La arquitectura de red distribuida y el uso de la función hash garantizan la inmutabilidad e irreversibilidad de la blockchain.
• Segura. La criptografía, los mecanismos de consenso, la inmutabilidad de los datos y los métodos de almacenamiento descentralizado contribuyen a que las blockchains sean más seguras.

Cómo está estructurada y cómo funciona la blockchain

• Procesamiento de transacciones. Las partes de una transacción intercambian datos cifrados mediante un algoritmo criptográfico. Estos datos pueden representar criptomonedas u otra información o activos digitales.
• Confirmación. La transacción se coloca en el Mempool, una cola de transacciones pendientes de confirmación. Los nodos de la red agrupan las transacciones en bloques, las verifican y confirman su legitimidad.
   
• Estructura de la blockchain. Cada bloque se identifica por un hash, que contiene un encabezado de bloque, el hash del bloque anterior y las transacciones 
  in the block. A sequence of interconnected hashes creates an interdependent chain of blocks.
   
• Verificación de bloques. Antes de añadir un bloque a la cadena, se comprueba la coherencia de los datos. Las reglas de verificación se conocen como mecanismos de consenso. Los más populares son proof-of-work (PoW) y proof-of-stake (PoS), aunque existen otros como proof-of-burn, proof-of-history y proof-of-authority. El algoritmo que utiliza cada blockchain se escoge en función de los requerimientos del proyecto. Puedes conocer más en nuestro artículo “Cómo se valida una transacción en la blockchain.”
   
• Minería. El funcionamiento continuo de las redes que usan PoW está asegurado por los mineros, quienes verifican transacciones y crean nuevos bloques mediante cálculos matemáticos complejos. A cambio, reciben recompensas en forma de tokens nativos de la red y/o comisiones por procesar transacciones. En redes basadas en otros algoritmos de consenso, el proceso varía, pero la esencia es la misma: verificar transacciones, crear nuevos bloques y garantizar la seguridad y descentralización de la red.
   
• Seguridad de los datos. Si un atacante intenta modificar incluso una sola transacción en un bloque, el hash del bloque cambiará y los demás nodos de la red detectarán la manipulación, asegurando que el bloque sea excluido de la cadena principal.

Cómo funcionan las blockchains

Una blockchain es una base de datos que almacena registros de transacciones de criptomonedas. Las blockchains públicas son descentralizadas, ya que se almacenan en miles de computadoras a la vez y se gestionan automáticamente según sus protocolos. Una red blockchain descentralizada tiene nodos que guardan copias de la blockchain. Los nodos procesan transacciones, minan nuevos bloques y los intercambian dentro de la blockchain. Según la blockchain, los nodos que crean nuevos bloques se llaman mineros o validadores.

Para interactuar con criptomonedas necesitas una crypto wallet t. Es una aplicación o dispositivo que genera transacciones y las envía a una blockchain. Al configurarla por primera vez, una billetera de criptomonedas genera una private key para firmar transacciones y una public key para verificar transacciones. La public key se convierte en una address de criptomonedas para recibir transacciones.

To put it simply: a crypto wallet doesn't store currency, it stores keys required to sign a crypto payment or transfer.

1. Cuando escribes la address del destinatario y el monto en tu billetera, esta genera la transacción y utiliza tu private key para crear una firma electrónica. La billetera envía la transacción firmada digitalmente a un nodo de la blockchain.

2. El nodo de la blockchain verifica la firma electrónica. La transacción es legítima si coincide con tu address y esta tiene fondos suficientes. Luego, los nodos la transfieren a otros nodos.

3. Los mineros o validadores incluyen la transacción en un nuevo bloque. El nodo que mina el nuevo bloque primero lo envía a los demás nodos. Los bloques con tu transacción que hayan sido creados por otros mineros o validadores son rechazados.

4. Los nodos que reciben el nuevo bloque con tu transacción comienzan a verificarlo. Cada bloque de la blockchain depende del anterior y, si se detecta que el nuevo bloque no coincide con el anterior, será rechazado. Si todo está bien, los nodos agregarán tu bloque a sus copias de la blockchain.

5. Cuando muchas copias de la blockchain conservan el bloque con tu transacción, esta se considera completada. El destinatario puede ver los fondos recibidos en la address, mientras que el saldo de tu address se reduce.

To put it simply: to send crypto, the transaction has to be signed with the sender's private key, verified by a special validating blockchain node, and added to the blockchain later.

¿Dónde se utilizan las blockchains?

La principal aplicación de las blockchains es la industria cripto, pero no es el único sector donde ha demostrado ser útil. Una de las grandes fortalezas de las blockchains es que funcionan como bases de datos muy confiables, ya que la información que contienen no puede ser cambiada ni eliminada. Esto le da utilidad más allá de las finanzas descentralizadas, y los proyectos blockchain se están implementando en servicios bancarios y de seguros, el sector público, logística, salud, energía y muchas otras industrias.

• La industria cripto. La primera y más conocida aplicación de la tecnología blockchain es la industria cripto, en particular la red Bitcoin, que dio origen a una ola de redes y criptomonedas descentralizadas. La blockchain permitió transferir activos de una persona a otra sin intermediarios, de forma accesible, rápida, segura y transparente.
   
• El sector bancario. El uso de la blockchain en el sector financiero y crediticio mejora la seguridad, la confiabilidad y la transparencia en transferencias de dinero, préstamos, operaciones con valores y otros procesos empresariales.
   
• Ciberseguridad. Las copias de toda la base de datos se almacenan en muchos nodos de la blockchain simultáneamente, por lo que la infraestructura sigue funcionando incluso tras un ataque exitoso a uno o varios nodos.
   
• Logística. La tecnología blockchain ayuda a procesar de manera rápida y eficiente grandes volúmenes de datos sobre transporte, rutas de carga, proveedores, clientes y más.
   
• Identificadores descentralizados (DIDs). Los datos personales de una persona pueden almacenarse en la blockchain en vez de en una base de datos centralizada de una organización.

Conclusión

La blockchain es una tecnología innovadora con el potencial de revolucionar la forma en que hacemos negocios, gestionamos la sociedad y nos comunicamos. Ofrece altos niveles de eficiencia, transparencia y seguridad en la transmisión, almacenamiento y gestión de datos y transacciones. Ya está siendo adoptada en muchas industrias, desde el sector cripto hasta préstamos, seguros, logística, entre otros.

Se trata de una tecnología nueva y en constante evolución, por lo que seguramente veremos más aplicaciones basadas en blockchain en el futuro y algunos casos de uso inesperados.