¿Qué es Blockchain y cómo funciona?

¿Qué es Blockchain? Lee nuestro artículo y descubre de qué es capaz esta tecnología.

¿Qué es Blockchain?

Como se describe en “Blockchain for Dummies”, “Blockchain (cadena de bloques) debe su nombre a la forma en que almacena los datos de las transacciones: en bloques unidos para formar una cadena. A medida que crece el número de transacciones, también lo hace la cadena de bloques. Los bloques registran y confirman la hora y la secuencia de las transacciones, que luego se registran en la cadena de bloques, dentro de una red discreta regida por reglas acordadas por los participantes de la red.

“Cada bloque contiene un hash (una huella digital o identificador único), lotes con marca de tiempo de transacciones válidas recientes y el hash del bloque anterior. El hash del bloque anterior vincula los bloques y evita que se modifique cualquier bloque o que se inserte un bloque entre dos bloques existentes”. En teoría, el método hace que la cadena de bloques sea a prueba de manipulaciones.

Por lo tanto, podemos decir que es una tecnología de almacenamiento de registros diseñada para que sea imposible piratear el sistema o falsificar los datos guardados en él, lo que lo hace seguro e inmutable.

Es un tipo de tecnología de contabilidad distribuida (DLT – Distributed Ledger Technology). Es decir,  un sistema digital para registrar transacciones y datos relacionados en varios lugares al mismo tiempo. Cada computadora en una red de cadena de bloques mantiene una copia del libro mayor para evitar un único punto de falla, y todas las copias se actualizan y validan simultáneamente.

Blockchain también se considera un tipo de base de datos, pero difiere sustancialmente de las bases de datos convencionales por la forma en que almacena y administra la información. En lugar de almacenar datos en filas, columnas, tablas y archivos como lo hacen las bases de datos tradicionales, blockchain almacena datos en bloques que se encadenan digitalmente. Además, el blockchain es una base de datos descentralizada administrada por computadoras que pertenecen a una red peer-to-peer (persona a persona)  en lugar de una computadora central, como en las bases de datos tradicionales.

Los conceptos clave detrás de Blockchain

Libro contable compartido.

Un libro de contabilidad compartido es un sistema de registro distribuido compartido a través de una red empresarial. “Con un libro de contabilidad compartido, las transacciones se registran solo una vez, lo que elimina la duplicación de esfuerzos típica de las redes comerciales tradicionales”.

Permisos.

Los permisos garantizan que las transacciones sean seguras, autenticadas y verificables. “Con la capacidad de limitar la participación en la red, las organizaciones pueden cumplir más fácilmente con las regulaciones de protección de datos, como las estipuladas en la Ley de Responsabilidad y Portabilidad del Seguro Médico (HIPAA)” y el Reglamento General de Protección de Datos de la UE (GDPR).

Contratos inteligentes.

Un contrato inteligente es “un acuerdo o conjunto de reglas que rigen una transacción comercial; se almacena en la cadena de bloques y se ejecuta automáticamente como parte de una transacción”.

Consenso.

Mediante consenso, todas las partes aceptan la transacción verificada por la red. Las cadenas de bloques tienen varios mecanismos de consenso, incluida la prueba de participación (PoS – Proof of Stake), la firma múltiple y PBFT (tolerancia práctica a fallas bizantinas).

Participantes de la red de Blockchain

Usuarios de cadena de bloques.

Participantes (normalmente usuarios comerciales) con permisos para unirse a la red blockchain y realizar transacciones con otros participantes de la red.

Reguladores.

Usuarios de Blockchain con permisos especiales para supervisar las transacciones que ocurren dentro de la red.

Operadores de redes blockchain.

Personas que tienen permisos y autoridad especiales para definir, crear, administrar y monitorear la red blockchain.

Autoridades certificadoras.

Personas que emiten y administran los diferentes tipos de certificados necesarios para ejecutar una cadena de bloques autorizada.

Cómo funcionan la tecnología blockchain y el libro mayor distribuido

Blockchain funciona a través de un proceso de varios pasos, que en términos simples sucede de la siguiente manera:

• Un participante autorizado ingresa una transacción, que debe ser autenticada por la tecnología.
• Esa acción crea un bloque que representa esa transacción o datos específicos.
• El bloque se envía a todos los nodos informáticos de la red.
• Los nodos autorizados verifican la transacción y agregan el bloque a la cadena de bloques existente. Los nodos en las redes públicas de blockchain se denominan mineros. Por lo general, se les paga por esta tarea, a menudo en un proceso llamado Prueba de trabajo o PoW (Proof of Work), generalmente en forma de criptomoneda.
• La actualización se distribuye a través de la red, lo que finaliza la transacción.

¿Cómo es el proceso de creación y verificación de bloques?

Un libro mayor de blockchain consta de dos tipos de registros, transacciones individuales y bloques. El primer bloque consta de un encabezado y datos que pertenecen a las transacciones que tienen lugar dentro de un período de tiempo establecido. Todos estos datos, a través de un algoritmo,  dan origen a una  cadena alfanumérica llamada hash.

Una vez que se ha creado el primer bloque, cada bloque subsiguiente en el libro mayor usa el hash del bloque anterior para calcular su propio hash.

Antes de que se pueda agregar un nuevo bloque a la cadena, se debe verificar su autenticidad mediante un proceso computacional llamado validación o consenso. En este punto del proceso de la cadena de bloques, la mayoría de los nodos de la red deben estar de acuerdo en que el hash del nuevo bloque se calculó correctamente. El consenso garantiza que todas las copias del libro mayor distribuido de blockchain compartan el mismo estado.

Una vez que se ha agregado un bloque, se puede hacer referencia a él en bloques posteriores, pero no se puede cambiar. Si alguien intenta modificar un bloque, los valores hash de los bloques anteriores y posteriores también cambiarán e interrumpirán el estado compartido del libro mayor.

Cuando el consenso ya no es posible, otras computadoras en la red saben que ha ocurrido un problema y no se agregarán nuevos bloques a la cadena hasta que se resuelva el problema. Normalmente, el bloque que causa el error se descartará y se repetirá el proceso de consenso. Estos pasos tienen lugar casi en tiempo real e involucran una variedad de elementos. A continuación, se muestran con más detalle cada uno de los pasos:

Blockchain, moneda digital, criptomoneda y Bitcoin explicados

Los términos cadena de bloques, criptomoneda y Bitcoin se agrupan con frecuencia junto con moneda digital; a veces se usan erróneamente en forma indistintaAunque todos están bajo el paraguas de la tecnología de contabilidad distribuida, cada uno es un concepto diferente.

• Blockchain es la tecnología. Más específicamente, es la tecnología que construye un libro de contabilidad digital descentralizado que permite transacciones entre múltiples partes de manera segura e inmutable.
• La moneda digital se refiere a cualquier forma de moneda que está disponible solo en forma digital o electrónica y se comparte sin un intermediario. Esto incluye dinero digital emitido por gobiernos y bancos centrales, así como criptomonedas. La moneda digital a veces se denomina dinero digital, dinero electrónico, moneda electrónica o dinero cibernético.
• La criptomoneda es un activo digital que se puede intercambiar en una red blockchain. Es un subconjunto de la moneda digital. No es emitido por entidades gubernamentales. Piense en las criptomonedas como tokens emitidos por entidades o grupos privados que pueden usarse para pagar artículos vendidos por aquellos que también operan en la red blockchain. A partir de mayo de 2021, el sitio web de investigación de mercado CoinMarketCap enumeró 4993 criptomonedas diferentes que cotizan en bolsa. Bitcoin es la primera criptomoneda y sigue siendo el ejemplo más famoso.

Ejemplos y casos de uso de blockchain

Como todas las tecnologías emergentes, blockchain continúa madurando y ganando aceptación a medida que más empresas de diversas industrias aprenden a usarla. Ejemplos de su uso en áreas comerciales incluyen los siguientes:

• En 2021 despegaron las ventas de tokens no fungibles (NFT), con un número creciente de personas en todo el mundo adoptando la tecnología. Un NFT es un activo digital que representa la totalidad o parte de objetos del mundo real, como el arte o la música. Se compran, venden y comercializan en línea y se convirtieron en una forma popular de comprar y vender obras de arte digitales.
• En octubre de 2020, PayPal, la plataforma de pago en línea, lanzó un nuevo servicio que permite a los usuarios comprar, conservar y vender criptomonedas.
• A principios de 2020, la empresa de cadenas de bloques Theta Labs se asoció con Google Cloud. La asociación permitirá a los usuarios de Google Cloud implementar y ejecutar nodos desde la red blockchain de Theta.
• Ticketmaster, la empresa de servicios y software de emisión de entradas de entretenimiento, anunció en 2018 que compró el proveedor de tecnología blockchain Upgraded, que convierte las entradas tradicionales en activos digitales interactivos seguros.
• En 2016, la empresa minorista en línea Overstock.com utilizó blockchain para vender y distribuir más de 126 000 acciones de la empresa. Esa fue la primera vez que una empresa que cotiza en bolsa usó blockchain para respaldar transacciones de acciones. R3, un consorcio global de instituciones financieras, también utiliza la plataforma Corda similar a una cadena de bloques para registrar, administrar y sincronizar información financiera utilizando API de cadena de bloques para plataformas específicas. Los bancos y las instituciones financieras de todo el mundo continúan siendo líderes en la adopción de blockchain.
• Otras industrias, incluidas la atención médica, el gobierno y la tecnología, están fomentando el uso de blockchain para permitir el intercambio seguro de datos, como información de salud personal, activos digitales como entretenimiento descargado y escrituras de bienes raíces. Las empresas manufactureras y similares también ven potencial para usar blockchain para administrar contratos inteligentes y rastrear materiales a medida que se mueven a través de las cadenas de suministro

Uso de Blockchain e  Internet de las Cosas (IoT – Internet of Things)  para la facturación automatizada de fletes

La tecnología de registro de distribución de Blockchain permite que varias partes creen y actualicen un registro único y confiable. DLT Labs desarrolló una plataforma de cadena de bloques Saas para que Walmart Canadá licite envíos con transportistas a través de una red privada. Un contrato inteligente se completa con términos estándar y luego se actualiza con detalles sobre el nuevo envío. Los dispositivos IoT envían actualizaciones en tiempo real durante el tránsito y confirman la entrega, y se genera y paga automáticamente una factura preaprobada. La reconciliación es innecesaria porque cada parte trabaja a partir de la misma información.

Tipos de Blockchain

Las plataformas de cadena de bloques pueden ser “sin permiso” o “con permiso”. Las cadenas de bloques con permiso requieren aprobación para acceder, lo que las convierte esencialmente en cadenas de bloques privadas. La cadena de bloques sin permiso no requiere autorización para ingresar a su red. En un blockchain público y sin permiso como Bitcoin, cada nodo de la red puede realizar transacciones y participar en el proceso de consenso. En una cadena privada con permiso como Multichain, cada nodo puede realizar transacciones, pero la participación en el proceso de consenso está restringida a un número limitado de nodos aprobados.

Hay numerosas plataformas de blockchain disponibles, pero tres de las más destacadas son Ethereum blockchain, Hyperledger Fabric y OpenChain.

Ethereum Blockchain es una plataforma de cadena de bloques personalizada, de código abierto y ampliamente utilizada que se considera una opción líder en la industria para aplicaciones empresariales.

Hyperledger Fabric es otra plataforma blockchain de código abierto. Utilizado por industrias como finanzas y manufactura, está diseñado para redes que requieran permiso. Hyperledger Fabric también se puede utilizar para alojamiento y almacenamiento descentralizados de aplicaciones que emplean contratos inteligentes.

Openchain es una tecnología de contabilidad distribuida de código abierto. Es adecuado para organizaciones que deseen emitir y gestionar activos digitales de forma robusta, segura y escalable. Presenta ventajas como la  confirmación instantánea de transacciones y alta escalabilidad . Tampoco se cobran tarifas por minería.

Tips a tener en cuenta si quieres adoptar la tecnología blockchain

Cualquier empresa que esté considerando implementar una aplicación basada en blockchain, primero debe considerar si realmente necesita este tipo de tecnología para lograr sus objetivos. De hecho, Blockchain tiene varios beneficios significativos, particularmente en seguridad, pero no es un reemplazo para todas las necesidades de la base de datos.

De hecho, las bases de datos centralizadas convencionales suelen ser la mejor opción en muchas circunstancias, especialmente cuando la velocidad y el rendimiento son críticos y las transacciones solo ocurren dentro de la empresa o entre un número limitado de entidades donde la confianza se ha establecido por completo.

Al elegir una plataforma de cadena de bloques, una organización debe tener en cuenta qué algoritmo de consenso usar. El algoritmo de consenso es una pieza central de una red blockchain y puede tener un gran impacto en la velocidad. Es el procedimiento a través del cual los pares en una red blockchain llegarán a un acuerdo sobre el estado actual del libro mayor distribuido. Esto ayuda a establecer la confianza entre los usuarios de la cadena de bloques.

Hay cuatro métodos estándar que usan blockchain y otras plataformas de bases de datos distribuidas para llegar a un consenso. Los algoritmos de consenso comunes son los siguientes:

• Prueba de Trabajo (PoW – Proof of Work):  Es el protocolo de consenso más conocido y antiguo. Consiste en que los distintos integrantes  de la red resuelvan exitosamente un dificultoso acertijo informático con el fin de añadir nuevos bloques al Blockchain. Este proceso se conoce como “minado”.
• Tolerancia práctica a fallas bizantinas (pBFT), un algoritmo diseñado para trabajar en sistemas asíncrónicos. El algoritmo de consenso PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) permite que un sistema distribuido alcance un consenso aunque  una pequeña cantidad de nodos muestren un comportamiento malicioso (como la falsificación de información).  El algoritmo está diseñado para funcionar en sistemas asincrónicos y está optimizado para tener un alto rendimiento
• Prueba de participación (PoS), algoritmos que se usan comúnmente como alternativas a PoW. Funcionan haciendo que los validadores inviertan en la moneda del sistema manteniendo algunas de sus monedas como apuesta. Los validadores luego comienzan a validar bloques.
• Prueba de participación delegada (DPoS), algoritmos para un proceso de votación y elección diseñado para proteger contra el uso malicioso o la centralización en la cadena de bloques.

Ventajas y desventajas de Blockchain

Los expertos citan varios pros y contras del uso de blockchain.

Privacidad y seguridad de la cadena de bloques

La seguridad se considera una de las principales ventajas de blockchain. Los bloques siempre se almacenan cronológicamente y es extremadamente difícil cambiar un bloque una vez que se ha agregado al final de la cadena de bloques. Cada bloque tiene su propio código hash y el código hash del bloque que le precede. Si un pirata informático intenta editar un bloque, el hash del bloque cambiará, lo que significa que el pirata informático tendrá que cambiar el hash del siguiente bloque en la cadena, y así sucesivamente. Por lo tanto, para cambiar un bloque, un pirata informático tendría que cambiar todos los demás bloques que vienen después, lo que requeriría una computadora extremadamente potente.

A pesar del uso de algoritmos de consenso, la cadena de bloques sigue siendo susceptible al ataque del 51%.  Este consiste en un ataque a una cadena de bloques de criptomonedas por parte de un grupo de mineros que controlan más del 50 % de la tasa de hash de minería de la red. Poseer el 51% de los nodos en la red teóricamente les daría  a las partes controladoras el poder de alterar la el blockchain. Sin embargo, este tipo de ataque es poco probable, ya que su ejecución requeriría una gran cantidad de esfuerzo y computadoras muy potentes.

Historia de la cadena de bloques

Un protocolo similar a blockchain fue propuesto por primera vez en una disertación de 1982 por David Chaum, un científico informático y criptógrafo estadounidense.

En 1991, Stuart Haber y W. Scott Stornetta trabajaron para profundizar en la descripción de una cadena de bloques asegurados mediante criptografía. A partir de este momento, algunas personas comenzaron a trabajar en el desarrollo de monedas digitales.

En 2008, un desarrollador o un grupo de desarrolladores que trabajaban bajo el seudónimo de Satoshi Nakamoto desarrollaron un proyecto que establecía el modelo de blockchain, incluido el método hash utilizado para marcar los bloques. Un año después, en 2009, Satoshi Nakamoto minaría el primer  Bitcoin. Hasta el día de hoy, nadie sabe con certeza quién es realmente Satoshi Nakamoto. Bitcoin se convirtió entonces en la primera aplicación popular en utilizar blockchain con éxito. Como resultado, blockchain se ha asociado con mayor frecuencia con Bitcoin y alternativas como Dogecoin y Bitcoin Cash.

El interés en la aplicación empresarial de blockchain ha crecido desde entonces a medida que la tecnología evolucionó y el software basado en blockchain y las redes peer-to-peer diseñadas para uso empresarial llegaron al mercado.