Blockchain

Una blockchain es una lista creciente de registros, llamados bloques, vinculados criptográficamente entre sí. Cada bloque contiene un hash criptográfico del bloque anterior, una marca de tiempo y los datos de la transacción (normalmente representados como un árbol de Merkle). La marca de tiempo demuestra que los datos de la transacción existían en el momento en que se publicó el bloque y se incluye en su hash.

Como cada bloque contiene información del bloque anterior, se forma una cadena en la que el siguiente bloque refuerza al anterior. Las cadenas de bloques son resistentes a los cambios de datos porque, una vez escritos, los datos de un bloque concreto no pueden modificarse a posteriori sin cambiar todos los bloques posteriores.

Las cadenas de bloques suelen funcionar en redes de pares y se utilizan como un libro de contabilidad distribuido públicamente en el que los nodos se comunican colectivamente y verifican los nuevos bloques de acuerdo con un protocolo. Aunque los registros de las cadenas de bloques no son inmutables debido a la posibilidad de bifurcación, las cadenas de bloques son internamente seguras y pueden considerarse como un ejemplo de sistema informático distribuido con un alto grado de tolerancia a los fallos bizantinos.

El diseño de Bitcoin influyó en otras aplicaciones y en la cadena de bloques (blockchain), una criptomoneda disponible y legible públicamente. Las cadenas de bloques se consideran vías de pago. También se han propuesto blockchains privadas para uso comercial, pero Computerworld califica de «aceite de serpiente» la venta de tales blockchains privatizadas sin un modelo de seguridad adecuado. Sin embargo, otros sostienen que, si se diseñan con cuidado, las cadenas de bloques con licencia pueden estar más descentralizadas que las cadenas de bloques sin licencia y, por tanto, ser más seguras.

¿Qué es una cadena de bloques?

Una cadena de bloques (blockchain) es un sistema de registro de información que dificulta o impide su alteración, pirateo o manipulación. Una cadena de bloques es esencialmente un libro de contabilidad digital de transacciones que se replican y distribuyen a través de una red de sistemas informáticos de cadenas de bloques.

Una cadena de bloques es una base de datos descentralizada que comparten los nodos de una red informática. Como base de datos, una cadena de bloques almacena la información de forma electrónica y digital. La cadena de bloques es más conocida por su papel clave en los sistemas de criptomonedas como Bitcoin, que proporciona un registro seguro y descentralizado de las transacciones. La innovación de blockchain radica en garantizar la fidelidad y seguridad de los registros de datos y crear confianza sin necesidad de un tercero de confianza.

Una de las principales diferencias entre las bases de datos tradicionales y la cadena de bloques es la forma en que se estructuran los datos. Una cadena de bloques reúne la información en agregados llamados bloques. Un bloque tiene una capacidad fija y, cuando está lleno, se cierra y se conecta a los bloques llenos anteriormente para formar una cadena de datos llamada blockchain. Cualquier información nueva que siga a este bloque recién añadido se recoge en un bloque recién creado, que también se añade a la cadena a medida que se va añadiendo.

Mientras que las bases de datos suelen estructurar los datos en forma de tablas, las cadenas de bloques, como su nombre indica, estructuran los datos en forma de cadena de bloques (chunks). Esta estructura de datos, cuando se implementa de manera descentralizada, crea esencialmente una línea temporal irreversible de datos. Cuando se introduce un bloque, pasa a formar parte de esta línea de tiempo. A cada bloque de la cadena se le asigna una marca de tiempo que es precisa en el momento en que se añade a la cadena.

Puntos clave

• Una cadena de bloques es una base de datos compartida que se diferencia de una base de datos tradicional en que almacena los datos en bloques y utiliza la criptografía para conectar los bloques entre sí.
• Cuando llegan nuevos datos, se insertan en un nuevo bloque. Cuando un bloque se llena de datos, se encadena con el bloque anterior, colocando los datos en orden cronológico.
• Las cadenas de bloques pueden almacenar muchos tipos diferentes de información, pero se emplean más a menudo como un libro de contabilidad para las transacciones.
• En el caso de Bitcoin, la cadena de bloques se usa de forma descentralizada, lo que significa que ningún individuo o grupo de individuos específico tiene el control sobre ella, sino que todos los usuarios tienen el control colectivo sobre ella.
• Las cadenas de bloques descentralizadas son inmutables y cualquier dato introducido no puede ser revertido. En el caso de Bitcoin, esto significa que las transacciones quedan registradas permanentemente y pueden ser vistas por cualquiera.

¿Cómo funciona una cadena de bloques?

El propósito de una cadena de bloques es permitir que la información digital se registre y distribuya, pero no puede ser alterada. Blockchain es, por tanto, la base de un libro de contabilidad inmutable: un registro de transacciones que no puede ser alterado, borrado o destruido. Por esta razón, blockchain también se conoce como tecnología de libro mayor distribuido (DLT).

El concepto de blockchain se introdujo por primera vez como proyecto de investigación en 1991 y se comercializó ampliamente por primera vez en 2009 en forma de Bitcoin. Desde entonces, el uso de blockchain se ha ampliado con la creación de diversas criptomonedas, aplicaciones financieras descentralizadas (DeFi), tokens no transferibles (NFT) y contratos inteligentes.

Descentralización de la cadena de bloques

Imagínese una empresa con una granja de servidores de 10.000 ordenadores que mantiene una base de datos con toda la información de las cuentas de sus clientes. Esa empresa es propietaria de un edificio de almacenes con todos esos ordenadores bajo un mismo techo, y tiene el control absoluto de cada uno de ellos y de toda la información que contienen. Sin embargo, se trata de un único punto de fallo. ¿Qué ocurre si hay un corte de luz en este lugar? ¿Qué pasa si se interrumpe la conexión a la red? ¿Y si se fríe? ¿Y si los malos destruyen todo con una sola pulsación? En cualquiera de estos casos, los datos pueden perderse o corromperse.

Con la cadena de bloques, los datos almacenados en esta base de datos pueden ser distribuidos a través de múltiples nodos de la red en diferentes lugares. Esto no solo crea redundancia, sino que también garantiza la fidelidad de los datos almacenados. Si alguien intenta cambiar un registro en una instancia de la base de datos, los otros nodos no se modificarán, lo que impide que un intruso lo haga.

Si un usuario falsifica un registro de una transacción de Bitcoin, todos los demás nodos se comparan entre sí, lo que facilita la identificación del nodo con la información incorrecta. Este sistema ayuda a crear una secuencia de eventos precisa y transparente. De este modo, ningún nodo de la red puede modificar la información almacenada en ella.

Como resultado, la información y el historial (por ejemplo, las transacciones de criptomonedas) se vuelven irreversibles. Ese registro podría ser una lista de transacciones (por ejemplo, de criptomonedas), pero también es posible que una cadena de bloques almacene todo tipo de información, como contratos legales, identificadores gubernamentales, inventarios de empresas, etc.

Para validar un nuevo registro o entrada en la cadena de bloques, es necesario que una gran cantidad de potencia de cálculo de la red descentralizada se ponga de acuerdo. Para evitar la verificación de transacciones maliciosas y el doble gasto, la cadena de bloques está protegida por mecanismos de consenso como Proof of Work (PoW) y Proof of Stake (PoS). Estos mecanismos permiten llegar a acuerdos sin necesidad de un nodo responsable.
Transparencia

Dado que la cadena de bloques de Bitcoin está descentralizada, todas las transacciones son transparentes para los nodos individuales y el conductor de la cadena de bloques, lo que permite que cualquiera pueda ver lo que ocurre en tiempo real. Cada nodo tiene su propia copia de la cadena, que se actualiza a medida que se confirman o añaden nuevos bloques. Esto significa que puede seguir el movimiento de Bitcoin dondequiera que esté.

Por ejemplo, en el pasado los intercambios han sido hackeados y la gente que había almacenado sus bitcoins en el intercambio lo perdió todo. Puede que los hackers fueran completamente anónimos, pero los bitcoins que obtuvieron eran fácilmente rastreables. Si los bitcoins robados en estos hacks se transfieren o gastan en cualquier lugar, serán visibles.

Por supuesto, los registros almacenados en la cadena de bloques de Bitcoin están encriptados (al igual que la mayoría de las cadenas de bloques). Esto significa que solo el propietario de un registro puede descifrarlo para revelar su identidad (utilizando un par de claves públicas/privadas). Esto permite que los usuarios de la cadena de bloques permanezcan en el anonimato mientras mantienen la transparencia.

¿Es segura la cadena de bloques?

La tecnología Blockchain proporciona seguridad y confianza descentralizadas de varias maneras. En primer lugar, los nuevos bloques se almacenan siempre de forma lineal y cronológica. Esto significa que siempre se añaden al «final» de la cadena de bloques. Una vez que un bloque se ha añadido al final de la cadena de bloques, es muy difícil cambiar retroactivamente el contenido de ese bloque, a menos que haya un consenso de la mayoría de la red.

Esto se debe a que cada bloque contiene, además de su propio hash, el hash del bloque anterior y la mencionada marca de tiempo. Un código hash se crea mediante una función matemática que convierte la información numérica en una secuencia de números o letras. Si esta información se altera de alguna manera, el código hash también se alterará.

Supongamos que un pirata informático, que también dirige un nodo en la red de blockchain, quiere robar la criptomoneda de otra persona cambiando el blockchain. Si modifica su única copia, ya no coincidirá con las de los demás. Cuando los demás comparen sus copias, verán que esta copia destaca, y la versión pirateada de la cadena será descartada como ilegal.

Para que un hackeo de este tipo tenga éxito, el hacker tendría que controlar y cambiar más del 51% de las copias de la blockchain al mismo tiempo, de modo que su nueva copia fuera la mayoritaria, dando lugar a una cadena cohesionada. Un ataque de este tipo requeriría una enorme cantidad de dinero y recursos, ya que cada bloque tendría que ser recreado de nuevo, con diferentes marcas de tiempo y códigos hash.

Teniendo en cuenta el tamaño de muchas redes de criptomonedas y su ritmo de crecimiento, el coste de conseguir tal hazaña podría ser enorme. El coste no solo sería enorme, sino que también podría ser un despilfarro. Este comportamiento no debería pasar desapercibido para los miembros de la red al ver este cambio radical en la cadena de bloques. Los miembros de la red se incorporan entonces a la nueva versión no afectada de la cadena de bloques.

Como resultado, el valor de los tokens comprometidos se reduce drásticamente, haciendo que el ataque sea inútil, ya que el atacante obtiene el control de activos inútiles. Lo mismo puede ocurrir si un atacante ataca una nueva bifurcación de Bitcoin. Se creó para ofrecer un incentivo económico y no para atacar a una red participante.

Bitcoin y la Blockchain

La tecnología Blockchain fue inventada en 1991 por Stuart Haber y W. Scott Stornetta, dos investigadores que querían crear un sistema en el que las marcas de tiempo de los archivos no pudieran ser manipuladas. Sin embargo, el primer uso real de la cadena de bloques llegó casi 20 años después, con el lanzamiento de Bitcoin en enero de 2009.

El protocolo de Bitcoin se basa en la cadena de bloques. En un estudio que describe esta moneda digital, Satoshi Nakamoto, el creador de Bitcoin, la describe como «un nuevo sistema de dinero electrónico que es completamente peer-to-peer y no tiene ningún tercero de confianza «2.

Es importante entender aquí que, aunque Bitcoin utiliza la cadena de bloques sólo como medio para registrar un libro de contabilidad transparente, en teoría la cadena de bloques siempre puede registrar cualquier número de datos. Como ya se ha mencionado, puede tratarse de transacciones, votos en las elecciones, inventarios de bienes, identificaciones gubernamentales, documentos de vivienda, etc.

En la actualidad, decenas de miles de proyectos intentan implementar blockchain de diversas maneras para beneficiar a la sociedad, no solo para registrar transacciones, sino también como medio para votar de forma segura en elecciones democráticas, por ejemplo. La inmutabilidad de las cadenas de bloques significa que las votaciones fraudulentas pueden ser más sofisticadas. Por ejemplo, un sistema de votación podría funcionar emitiendo una única criptomoneda o token a cada ciudadano del país.

A cada candidato se le asignaría una dirección de monedero específica, y los votantes enviarían sus tokens o criptodivisas a la dirección del candidato al que desean votar. La transparencia y la trazabilidad de la cadena de bloques elimina la necesidad del recuento manual de los votos y la posibilidad de que alguien malintencionado manipule los votos físicos.

Blockchain y la banca

Se ha dicho que la cadena de bloques tiene el poder de alterar la industria financiera, en particular los pagos y las funciones bancarias. Sin embargo, la banca y la cadena de bloques descentralizada son dos cosas muy diferentes.

Para entender la diferencia entre la banca y el blockchain, comparemos el sistema bancario con la implementación del blockchain de Bitcoin.

¿Cómo funciona una cadena de bloques?

Ya se sabe que los bloques de la cadena de bloques de Bitcoin almacenan datos sobre las transacciones de la moneda. Actualmente, hay más de 10.000 sistemas de criptomonedas que funcionan con la cadena de bloques. Sin embargo, ha quedado claro que las cadenas de bloques también son una forma fiable de almacenar datos sobre otros tipos de transacciones.

Entre las empresas que han adoptado blockchain se encuentran Walmart, Pfizer, AIG, Siemens y Unilever. IBM, por ejemplo, ha creado una blockchain llamada Food Trust para rastrear el viaje de los alimentos hasta su ubicación.

¿Por qué queremos hacerlo? La industria alimentaria ha experimentado innumerables brotes de E. coli, Salmonella y Listeria, así como de sustancias tóxicas que se introducen accidentalmente en el suministro de alimentos. Hasta ahora, se han necesitado semanas para encontrar el origen y la causa de un brote en la dieta de las personas. Mediante el uso de la cadena de bloques, las marcas pueden rastrear los alimentos desde su origen hasta cada parada y entrega.

Si se encuentra un producto alimentario contaminado, se puede rastrear la fuente en cada parada. Y no solo eso, sino que ahora estas empresas pueden ver todo aquello con lo que puede entrar en contacto, lo que les permite detectar los problemas más rápidamente y salvar vidas. Este es únicamente un ejemplo de la aplicación práctica de la cadena de bloques, pero hay muchas otras formas en las que se está utilizando.

Banca y finanzas

Quizás ningún sector se beneficiaría más de la introducción de blockchain en sus operaciones que el sector bancario. Las entidades financieras suelen abrir cinco días a la semana. Esto significa que si deposita un cheque a las 18:00 horas de un viernes, tendrá que esperar hasta el lunes por la mañana para que el dinero llegue a su cuenta. Incluso si deposita en horario de oficina, la confirmación de su transacción puede tardar de uno a tres días debido al gran volumen de transacciones que procesan los bancos. La cadena de bloques, en cambio, nunca duerme.

Al integrar la cadena de bloques con los bancos, los consumidores pueden tener sus transacciones procesadas en tan solo 10 minutos, que es esencialmente el tiempo que se tarda en añadir un bloque a la cadena de bloques, independientemente de los días festivos, la hora del día o la semana. Blockchain también permite a los bancos intercambiar fondos entre instituciones de forma más rápida y segura.

Las operaciones con acciones, por ejemplo, pueden tardar hasta tres días (o más en el caso de las operaciones internacionales) en liquidarse y compensarse, tiempo durante el cual los fondos y las acciones quedan congelados.

Dada la cantidad de dinero en juego, incluso una transferencia de pocos días representa un coste y un riesgo importantes para el banco. Del mismo modo, Capgemini, una consultora francesa, estima que las aplicaciones basadas en blockchain podrían ahorrar a los consumidores hasta 16.000 millones de dólares al año en costes bancarios y de seguros.4

Monedas

La cadena de bloques es la base de criptomonedas como el Bitcoin. El dólar estadounidense está controlado por la Reserva Federal. Bajo este control central, los datos de los usuarios y la moneda están técnicamente sujetos a los deseos de los bancos y los gobiernos. Si el banco de un usuario es hackeado, los datos personales del usuario están en riesgo. Si tu banco quiebra, o si vives en un país con un gobierno inestable, el valor de tu moneda podría estar en riesgo. En 2008, varios bancos en quiebra fueron rescatados, en parte con dinero de los contribuyentes. Fue este miedo el que llevó a la invención y desarrollo de Bitcoin en primer lugar.

La cadena de bloques permite operar con Bitcoin y otras criptomonedas sin la participación de una autoridad central, descentralizando su funcionamiento a través de una red informática. Esto no solo reduce el riesgo, sino que también elimina muchas tasas de procesamiento y transacción. También hace que la moneda sea más estable para los residentes de países con monedas e infraestructuras financieras inestables, ya que aumenta el número de solicitudes y amplía la red de personas e instituciones con las que se puede comerciar tanto a nivel nacional como internacional.

El uso de un monedero de criptomonedas para abrir una cuenta de ahorros o como medio de pago es especialmente importante para quienes no tienen una identidad nacional. Algunos países pueden estar asolados por la guerra o carecer de la infraestructura nacional que permita la identificación. Es posible que los ciudadanos de estos países no tengan acceso a cuentas de ahorro o de corretaje y, por tanto, no puedan mantener sus bienes a salvo.

Sanidad

Las organizaciones sanitarias pueden utilizar blockchain para almacenar de forma segura los historiales médicos de los pacientes. Una vez creada y firmada la historia clínica, se escribe en la cadena de bloques, lo que proporciona al paciente la prueba y la garantía de que la historia no ha sido manipulada. Al cifrar estos historiales médicos personales con una clave privada y almacenarlos en la cadena de bloques, solo determinadas personas podrán acceder a ellos, lo que garantiza la privacidad.

Registro de activos

Si ha pasado algún tiempo en su registro de la propiedad local, sabrá que el proceso de registro de títulos puede ser engorroso e ineficiente. Hoy en día, las escrituras en especie deben ser enviadas por un funcionario a la oficina de registro local, donde se registran manualmente en una base de datos central y en los archivos del condado. En el caso de conflictos de propiedad, es necesario cotejar la reclamación de propiedad con un índice oficial.

Este proceso no solo es costoso y requiere mucho tiempo, sino que también es propenso a los errores humanos, ya que la información inexacta reduce la eficacia del seguimiento de la propiedad. Con la cadena de bloques, no es necesario escanear documentos ni hacer un seguimiento de los documentos físicos en la oficina de registro local.

Cuando los derechos de propiedad se almacenan y verifican en la cadena de bloques, los propietarios pueden estar seguros de que sus documentos son precisos y quedan registrados para siempre.

En países asolados por conflictos, o en zonas con poca infraestructura pública o financiera, y mucho menos un registro de derecho civil, es casi imposible demostrar la propiedad de los bienes. Si los grupos de personas que viven en esas zonas tienen acceso a una cadena de bloques, pueden crear una cronología transparente y clara de la propiedad.

Contratos inteligentes

Un contrato inteligente es un fragmento de código informático que puede incorporarse a una cadena de bloques para facilitar, verificar o negociar contratos. Los contratos inteligentes funcionan sobre la base de un conjunto de condiciones acordadas por el usuario. Una vez que se cumplen estas condiciones, los términos del contrato entran automáticamente en vigor.

Por ejemplo, supongamos que un posible inquilino quiere alquilar un piso utilizando un contrato inteligente. El propietario se compromete a dar al inquilino el código de la puerta del piso después de que este haya pagado la fianza. Cuando tanto el inquilino como el propietario envían su parte del contrato al contrato inteligente, este almacena el código de la puerta y lo intercambia automáticamente por la fianza el día que el inquilino inicia el contrato.

Si el propietario no proporciona el código de la puerta al final de la fecha de arrendamiento, el contrato inteligente devolverá la fianza. Así se evitan los costes y las formalidades que normalmente se asocian al uso de notarios, terceros y abogados.

Cadena de custodia

Como en el ejemplo de IBM Food Trust, los proveedores pueden utilizar la cadena de bloques para registrar el origen de los materiales adquiridos. Esto permite a las empresas verificar no solo la autenticidad de los productos, sino también etiquetas comunes como «orgánico», «local» o «comercio justo».

Como informa la revista Forbes, la industria alimentaria utiliza cada vez más el blockchain para rastrear y asegurar los alimentos desde la granja hasta el consumidor.

Derecho de voto

Como se mencionó anteriormente, blockchain puede utilizarse para simplificar los sistemas de votación modernos; como se probó en Virginia Occidental a mediados de noviembre de 2018, la votación basada en blockchain tiene el potencial de eliminar el fraude electoral y aumentar la participación de los votantes.

El uso de la cadena de bloques de esta manera hace que el fraude electoral sea prácticamente imposible. Los protocolos de blockchain también mantienen la transparencia del proceso electoral, reducen el número de personal necesario para llevar a cabo unas elecciones y proporcionan a las autoridades los resultados de forma casi inmediata. Esto elimina la necesidad de recuentos y el miedo a que el fraude afecte a las elecciones.

Ventajas y desventajas de la cadena de bloques

La cadena de bloques, debido a su complejidad, tiene un potencial ilimitado como medio de registro descentralizado. Las aplicaciones de la tecnología blockchain pueden ir desde la mejora de la privacidad y la seguridad de los usuarios hasta la reducción de los costes de procesamiento y los errores, y van más allá de lo anterior. Sin embargo, también hay desventajas.

Tipos de blockchain

Hay cuatro tipos de cadenas de bloques

1. Cadenas de bloques públicas
   Una cadena de bloques pública es una red informática abierta y descentralizada a la que cualquiera puede acceder para solicitar y verificar (comprobar la exactitud de) las transacciones. La persona que verifica la transacción (el minero) recibe una comisión.

Las cadenas de bloques públicas utilizan un mecanismo de creación de consenso llamado proof-of-work o proof-of-stake (ver más abajo). Ejemplos comunes de cadenas de bloques públicas son las cadenas de bloques Bitcoin y Ether.

2. Cadenas de bloques privadas
   Una cadena de bloques privada no es pública y tiene un acceso limitado. Cualquier persona que desee acceder a ella debe obtener el permiso del administrador del sistema. Suelen estar gestionados por una única organización, lo que significa que están centralizados. Hyperledger, por ejemplo, es una blockchain privada con licencia.
3. Blockchain híbrido o consorcio
   Un consorcio es una combinación de una blockchain pública y una blockchain privada que contiene elementos centralizados y descentralizados. Algunos ejemplos son la Energy Network Foundation, Dragonchain y R3.

Nota: No existe un acuerdo al 100% sobre si se trata de términos diferentes. Algunos distinguen entre ambos, mientras que otros los consideran lo mismo.

4. Cadenas laterales
   Una cadena lateral es una cadena de bloques que funciona en paralelo a la cadena principal. Permite a los usuarios mover sus activos digitales entre dos blockchain diferentes, aumentando la escalabilidad y la eficiencia. Un ejemplo de cadena lateral es la red Liquid.

Historia de Blockchain

Blockchain no es solo una base de datos, sino una nueva tecnología de «confianza digital» que revolucionará la forma en que se intercambian el valor y la información en Internet al eliminar el «guardián» del proceso. Para más información, consulte nuestro artículo «La historia de la tecnología Blockchain».

La historia de la cadena de bloques es mucho más antigua de lo que se puede imaginar, pero la hemos acortado respondiendo a cuatro preguntas básicas

¿Quién inventó la cadena de bloques?

La primera persona que propuso un protocolo similar a la cadena de bloques fue el criptógrafo David Chaum en 1982. Más tarde, en 1991, Stuart Haber y W. Scott Stornetta escribieron sobre su trabajo en sistemas federados.

Sin embargo, fue Satoshi Nakamoto (probablemente un seudónimo de un individuo o grupo) quien inventó e implementó la primera red blockchain tras lanzar la primera moneda digital del mundo, Bitcoin.

¿A quién pertenece la tecnología blockchain?

La tecnología de la cadena de bloques no se puede poseer porque es la tecnología que está detrás de la cadena de bloques. Es como Internet. Sin embargo, cualquiera puede utilizar esta tecnología para crear y poseer su propia cadena de bloques.