TL;DR
Blockchain es un libro de contabilidad digital descentralizado que registra de forma segura los datos de las transacciones en muchas computadoras especializadas de la red.
Blockchain garantiza la integridad de los datos a través de su naturaleza inmutable mediante criptografía y mecanismos de consenso, lo que significa que una vez que se registra la información, no se puede modificar retroactivamente.
Blockchain forma la columna vertebral de criptomonedas como Bitcoin y Ethereum, y es fundamental para fomentar la transparencia, la seguridad y la confianza en diversos sectores más allá de las finanzas.
¿Qué es la cadena de bloques?
Una cadena de bloques es un tipo especial de base de datos, también llamada libro de contabilidad digital descentralizado, que se mantiene mediante numerosas computadoras distribuidas por todo el mundo. Los datos de Blockchain se organizan en bloques, que están ordenados cronológicamente y protegidos mediante criptografía.
El primer modelo de cadena de bloques 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 forma de proteger los 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 finalmente 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 cada vez mayor de personas en todo el mundo utilizan las criptomonedas.
Si bien la tecnología blockchain se utiliza a menudo para registrar transacciones de criptomonedas, es adecuada para registrar muchos otros tipos de datos digitales y se puede aplicar a una amplia gama de casos de uso.
¿Qué es la descentralización en Blockchain?
La descentralización en blockchain se refiere a la idea de que el control y el poder de toma de decisiones de una red se distribuye entre sus usuarios en lugar de estar controlado por una sola entidad, como un gobierno o una corporación. Esto puede resultar útil en situaciones en las que las personas necesitan coordinarse con extraños o donde quieren garantizar la seguridad e integridad de sus datos.
En una red blockchain descentralizada, no existe una autoridad central o 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 la gente habla de tecnología blockchain, a menudo no se refiere solo a la base de datos. La tecnología Blockchain impulsa aplicaciones como las criptomonedas y los tokens no fungibles (NFT), lo que permite a las personas colaborar y realizar transacciones entre sí sin depender de una autoridad central.
¿Cómo funciona la cadena de bloques?
En esencia, una cadena de bloques 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 globalmente de computadoras especiales llamadas nodos.
Cuando un usuario inicia una transacción, como enviar una determinada cantidad de criptomonedas a otro usuario, esa transacción se transmite a la red. Cada nodo autentica la transacción verificando firmas digitales y otros datos de la transacción.
Una vez verificada la transacción, se agrega a un bloque junto con otras transacciones ya verificadas. Los bloques se encadenan entre sí mediante métodos criptográficos, formando la cadena de bloques. El proceso de verificar las transacciones y agregarlas a la cadena de bloques se realiza a través de un mecanismo de consenso, un conjunto de reglas que rigen cómo los nodos de la red llegan a un acuerdo sobre el estado de la cadena de bloques y la validez de las transacciones.
La criptografía es clave para que blockchain mantenga un registro de transacciones seguro, transparente y a prueba de manipulaciones. Por ejemplo, Hashing es un método criptográfico crucial utilizado en blockchains. Es un proceso criptográfico que convierte una entrada de cualquier tamaño en una cadena de caracteres de tamaño fijo.
Las funciones hash utilizadas en las cadenas de bloques son generalmente 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 llama efecto avalancha, que se refiere al fenómeno de que cualquier ligero cambio en los datos de entrada produciría una salida drásticamente diferente.
Ilustremos esto con SHA256, una función utilizada en Bitcoin. Como puede ver, cambiar el uso de mayúsculas en las letras provocó que el resultado fuera dramáticamente 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 una cadena de bloques contiene de forma segura el hash del bloque anterior, estableciendo una cadena sólida de bloques. Cualquiera que quisiera alterar un bloque tendría que modificar todos los bloques siguientes, una tarea que no sólo es técnicamente desafiante sino también prohibitivamente costosa.
Otro método criptográfico muy utilizado en blockchain es la criptografía de clave pública. También llamada criptografía asimétrica, ayuda a establecer transacciones seguras y verificables entre usuarios.
Así es como funciona. Cada participante tiene un par de claves únicas: una clave privada, que mantiene en secreto, y una clave pública, que se comparte abiertamente. Cuando un usuario inicia una transacción, la firma utilizando su clave privada, creando una firma digital.
Luego, 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 sólo el propietario legítimo de la clave privada puede autorizar una transacción, pero todos pueden verificar las firmas utilizando la clave pública.
Otra característica de blockchain es su transparencia. Generalmente, cualquiera puede verificar los datos de una cadena de bloques, incluidos todos los datos de transacciones y datos de bloques, en sitios públicos de cadenas de bloques. Por ejemplo, puede ver todas las transacciones registradas en la red Bitcoin en los sitios de exploración de blockchain, incluido el identificador del remitente y del destinatario, el monto de la transferencia y una lista de propietarios de cualquier bitcoin. También puede rastrear los bloques de hoy (en 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 del sistema puedan ponerse de acuerdo sobre una única fuente de verdad, incluso si algunos agentes fallan. Garantizan que todos los nodos de la red tengan la misma copia del libro mayor, que contiene un registro de todas las transacciones. Los mecanismos de consenso son necesarios para las cadenas de bloques porque no existe una autoridad central para verificar las transacciones y mantener la integridad de la red.
Cuando decenas de miles de nodos guardan una copia de los datos de la cadena de bloques, pueden surgir rápidamente algunos desafíos, incluida la coherencia de los datos y los nodos maliciosos. Para garantizar la integridad de la cadena de bloques, existen varios mecanismos de consenso que rigen cómo los nodos de la red llegan a un acuerdo. Veamos ahora los principales.
Tipos de mecanismos de consenso
¿Qué es la prueba de trabajo?
La prueba de trabajo (PoW) es un mecanismo de consenso utilizado en muchas redes blockchain para verificar transacciones y mantener la integridad de la cadena de bloques. Es el mecanismo de consenso original utilizado por Bitcoin.
En PoW, los mineros compiten para resolver un problema matemático complejo con el fin de agregar el siguiente bloque a la cadena de bloques. En el proceso conocido como minería, el primer minero que resuelva el problema es recompensado con criptomonedas.
Los mineros deben utilizar potentes ordenadores para resolver problemas matemáticos para extraer nuevas monedas y proteger la red. Es por eso que el proceso de minería requiere cantidades significativas de poder computacional y, por lo tanto, energía.
¿Qué es la prueba de participación?
La Prueba de participación (PoS) es un mecanismo de consenso diseñado para abordar algunos de los inconvenientes de la Prueba de trabajo (PoW). En un sistema PoS, en lugar de que los mineros compitan para resolver problemas matemáticos complejos para validar transacciones y agregar nuevos bloques a la cadena de bloques, los validadores se eligen en función de la cantidad de criptomonedas que "apuestan" en la red.
Los validadores mantienen una cierta cantidad de criptomonedas como garantía o "participación" para participar en el proceso de consenso. Luego son seleccionados al azar para crear nuevos bloques y validar transacciones según el tamaño de su participación. Los validadores son recompensados con tarifas de transacción por crear nuevos bloques y como incentivo para actuar en el mejor interés de la red.
Otros mecanismos de consenso popular
La prueba de trabajo y la prueba de participación 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, la Prueba de participación delegada (DPoS) es similar a PoS, pero en lugar de que todos los validadores sean elegibles para crear nuevos bloques, los poseedores de tokens eligen un conjunto más pequeño de delegados para hacerlo en su nombre.
Por otro lado, en la Prueba de autoridad (PoA), los validadores se identifican por su reputación o identidad en lugar de por la cantidad de criptomonedas que poseen. Los validadores se seleccionan en función de su confiabilidad y pueden ser eliminados de la red si actúan de manera maliciosa.
Beneficios de la cadena de bloques
1. Descentralización
La naturaleza descentralizada de blockchain significa que no existe un único punto de control o falla, lo que puede hacerla más segura y resistente a ataques o filtraciones de datos.
2. Transparencia
Las transacciones en una cadena de bloques 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 una transacción se registra en una cadena de bloques, no se puede modificar ni eliminar. Crea un registro permanente de todas las transacciones que cualquier persona con acceso a la red blockchain puede verificar. Esta es una desviación significativa de los sistemas tradicionales donde las transacciones son reversibles.
4. Eficiencia
Blockchain puede permitir transacciones más rápidas y eficientes porque no requiere intermediarios, como los bancos.
5. Tarifas más bajas
Al eliminar intermediarios y automatizar procesos, blockchain puede reducir los costos de transacción y hacer que ciertas operaciones comerciales sean más eficientes.
6. Falta de confianza
La tecnología Blockchain permite transacciones transparentes verificadas y validadas por los propios participantes de la red sin intermediarios.
¿Cuáles son los diferentes tipos de redes Blockchain?
Cadena de bloques 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 sin permisos, lo que significa que cualquiera puede acceder a ellas y utilizarlas. Bitcoin y Ethereum son ejemplos de blockchains públicas.
Cadena de bloques privada
Una blockchain privada, como su nombre indica, es una red blockchain que no está abierta al público. Las cadenas de bloques privadas suelen estar gestionadas por una única entidad, como una empresa, y se utilizan para fines y casos de uso internos.
Las cadenas de bloques privadas son entornos autorizados con reglas establecidas que dictan quién puede ver y escribir en la cadena. No son sistemas descentralizados porque existe una clara jerarquía de control. Sin embargo, se pueden distribuir en el sentido de que muchos nodos mantienen una copia de la cadena en sus máquinas.
Cadena de bloques del consorcio
Una blockchain de consorcio es un híbrido de blockchains públicas y privadas. En un consorcio blockchain, varias organizaciones se unen para crear una red blockchain compartida que se gestiona y gobierna de forma conjunta. Estas redes pueden ser abiertas o cerradas, dependiendo de las necesidades de los miembros del consorcio.
En lugar de un sistema abierto donde cualquiera puede validar bloques, o un sistema cerrado donde solo una entidad designa a los productores de bloques, una cadena de consorcio ve a un puñado de partes igualmente poderosas actuando como validadores.
Las reglas del sistema son flexibles: la visibilidad de la cadena puede limitarse a los validadores, ser visible para personas autorizadas o visible para todos. Si los validadores pueden llegar a un consenso, los cambios se podrán implementar fácilmente. En cuanto a cómo funciona la cadena de bloques, si un cierto umbral de estas partes se comportan honestamente, el sistema no tendrá problemas.
¿Para qué se utiliza la cadena de bloques?
Si bien la tecnología blockchain aún está en su infancia, ya tiene casos de uso en muchas industrias diferentes. Algunas de las aplicaciones actuales más comunes de la tecnología blockchain incluyen:
1. Criptomonedas
La tecnología Blockchain se desarrolló para respaldar la creación de criptomonedas, que utilizan blockchain como un libro de contabilidad seguro y descentralizado para registrar transacciones.
2. Identidad digital
Blockchain se puede utilizar para crear identidades digitales seguras y a prueba de manipulaciones que se pueden utilizar para verificar información personal y otros datos confidenciales. Esto podría volverse cada vez más importante a medida que más información y activos personales se muevan en línea.
3. Votar
Al proporcionar un libro de contabilidad descentralizado y a prueba de manipulaciones de todos los votos emitidos, la tecnología blockchain se puede utilizar para crear un sistema de votación seguro y transparente que elimine la posibilidad de fraude electoral y garantice la integridad del proceso de votación.
4. 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 se puede registrar como un bloque en la cadena de bloques, creando 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 cumplen ciertas condiciones. La tecnología Blockchain permite la creación y ejecución de contratos inteligentes de forma segura y descentralizada. Una de las aplicaciones más prometedoras de los contratos inteligentes es la de las aplicaciones y organizaciones descentralizadas (dApps) (DAO).
Pensamientos finales
La tecnología Blockchain ofrece una forma segura y transparente de registrar transacciones y almacenar datos. Tiene el potencial de revolucionar las industrias al brindar un nuevo nivel de confianza y seguridad al mundo digital.
Ya sea permitiendo transacciones entre pares, creando nuevas formas de activos digitales o facilitando aplicaciones descentralizadas, la tecnología blockchain abre un mundo de posibilidades. A medida que la tecnología continúa evolucionando y ganando una adopción más amplia, podemos esperar que surjan casos de uso más innovadores y transformadores en los próximos años.
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