¿Qué es la tecnología blockchain? Todo lo que siempre quisiste saber sobre las cadenas de bloques

Rubén Colomer, 14 mayo 2021

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Si ha seguido las actividades bancarias, las inversiones o las criptomonedas durante los últimos diez años, es posible que haya escuchado el término “blockchain”, la tecnología que está detrás de las redes las criptomonedas, pero ¿qué es una blockchain? ¿Para qué sirve?

¿Qué es una blockchain?

Una blockchain o cadena de bloques es una es un tipo de base de datos que funciona de una manera muy particular.

Una base de datos no es más que una colección de información que se almacena electrónicamente en un sistema informático. La información, o los datos, en las bases de datos suelen estar estructurados en formato de tabla (algo “parecido” a hojas de cálculo) para facilitar la búsqueda y el filtrado de información específica.

Las hojas de cálculo están diseñadas para que una persona, o un pequeño grupo de personas, almacene y acceda a cantidades limitadas de información. En cambio, una base de datos está diseñada para albergar cantidades de información mucho mayores a las que cualquier número de usuarios puede acceder, filtrar y manipular rápida y fácilmente a la vez.

Las grandes bases de datos lo consiguen alojando los datos en servidores formados por potentes ordenadores. A veces, estos servidores se construyen con cientos o miles de ordenadores para tener la potencia de cálculo y la capacidad de almacenamiento necesarias para que muchos usuarios puedan acceder a la base de datos simultáneamente.

¿Qué características tiene una blockchain?

A continuación, vamos a ver las características de una cadena de bloques y cuáles son las diferencias con las bases de datos tradicionales.

Estructura de almacenamiento

Una diferencia clave entre una base de datos típica y una cadena de bloques es la forma en que se estructuran los datos. Una cadena de bloques reúne la información en grupos, también conocidos como bloques, que contienen conjuntos de información. Los bloques tienen cierta capacidad de almacenamiento y, cuando se llenan, se encadenan mediante fórmula matemáticas al bloque anterior, formando una cadena de datos conocida como “blockchain”. Toda la información nueva que sigue a ese bloque recién añadido se compila en un bloque recién formado que también se añadirá a la cadena una vez lleno.

Una base de datos estructura sus datos en tablas, mientras que una cadena de bloques, como su nombre indica, estructura sus datos en trozos (bloques) que se encadenan. Esto hace que todas las cadenas de bloques sean bases de datos, pero no todas las bases de datos sean cadenas de bloques.

Este sistema de funcionamiento de las blockchains hace inherentemente una línea de tiempo irreversible de los datos cuando se implementa en una naturaleza descentralizada. Cuando un bloque se llena, queda grabado en piedra y pasa a formar parte de esta línea de tiempo. Cada bloque de la cadena recibe una marca de tiempo exacta cuando se añade a la cadena.

Descentralización

Para entender la cadena de bloques, es instructivo verla en el contexto de cómo ha sido implementada por Bitcoin. Al igual que una base de datos, Bitcoin necesita un conjunto de ordenadores para almacenar su blockchain. Para Bitcoin, este blockchain es sólo un tipo específico de base de datos que almacena cada transacción de Bitcoin realizada. En el caso de Bitcoin, y a diferencia de la mayoría de las bases de datos, estos ordenadores no están todos bajo el mismo techo, y cada ordenador o grupo de ordenadores es operado por un único individuo o grupo de individuos.

Por ejemplo, imaginemos que una empresa posee un servidor de bases de datos que contiene toda la información de las cuentas de sus clientes compuesto por 10.000 ordenadores. Esta empresa tiene un almacén que contiene todos estos ordenadores bajo un mismo techo y tiene el control total de cada uno de estos ordenadores y de toda la información que contienen. Del mismo modo, Bitcoin está formado por miles de ordenadores, pero cada ordenador o grupo de ordenadores que contienen su blockchain está en una ubicación geográfica diferente y todos ellos son operados por individuos o grupos de personas separados. Estos ordenadores que conforman la red de Bitcoin se denominan nodos.

En este modelo, el blockchain de Bitcoin se utiliza de forma descentralizada. Sin embargo, no todas las blockchains son descentralizadas. Existen blockchains privadas y centralizadas, en las que los ordenadores que componen su red son propiedad de una única entidad y son operados por ella.

En una cadena de bloques, cada nodo tiene un registro completo de los datos que se han almacenado en la cadena de bloques desde su creación. En el caso de Bitcoin, los datos son el historial completo de todas las transacciones de Bitcoin. Si un nodo tiene un error en sus datos, puede utilizar los miles de otros nodos como punto de referencia para corregirse. De este modo, ningún nodo de la red puede alterar la información que contiene. Por ello, el historial de transacciones de cada bloque que compone la cadena de bloques de Bitcoin es irreversible.

Si un usuario manipula el registro de transacciones de Bitcoin, todos los demás nodos se cotejarían entre sí y localizarían fácilmente el nodo con la información incorrecta. Este sistema ayuda a establecer un orden exacto y transparente de los acontecimientos. En el caso de Bitcoin, esta información es una lista de transacciones, pero también es posible que una cadena de bloques contenga una gran variedad de información, como contratos legales, identificaciones estatales o el inventario de productos de una empresa.

Para cambiar el funcionamiento de ese sistema o la información almacenada en él, la mayoría de la potencia de cálculo de la red descentralizada tendría que estar de acuerdo con dichos cambios. Esto garantiza que cualquier cambio que se produzca sea en beneficio de la mayoría.

Transparencia

Debido a la naturaleza descentralizada de la cadena de bloques de Bitcoin, todas las transacciones pueden verse de forma transparente, ya sea teniendo un nodo personal o utilizando exploradores de la cadena de bloques que permiten a cualquiera ver las transacciones que se producen en directo (ejemplo de explorador para la blockchain de Bitcoin). Cada nodo tiene su propia copia de la cadena que se actualiza a medida que se confirman y añaden nuevos bloques.

Esto significa que, si se quiere, se puede seguir el rastro de Bitcoin allá donde vaya. Por ejemplo, los intercambios han sido hackeados en el pasado y los que tenían Bitcoin en el intercambio lo perdieron todo. Mientras que el hacker puede ser totalmente anónimo, los Bitcoins que extrajeron son fácilmente rastreables. Si los Bitcoins que fueron robados en algunos de estos hackeos fueran movidos o gastados en algún lugar, se sabría.

Seguridad de una blockchain

La tecnología Blockchain tiene en cuenta los problemas de seguridad y confianza de varias maneras. En primer lugar, los nuevos bloques se almacenan siempre de forma lineal y cronológica. Es decir, siempre se añaden al “final” de la cadena de bloques. Si echas un vistazo a la blockchain de Bitcoin, verás que cada bloque tiene una posición en la cadena, llamada “altura”.

Después de que un bloque se haya añadido al final de la cadena de bloques, es muy difícil volver atrás y alterar el contenido del bloque, a menos que la mayoría haya alcanzado un consenso para hacerlo. Esto se debe a que cada bloque contiene su propio hash, junto con el hash del bloque anterior, así como la marca de tiempo mencionada anteriormente.

El objetivo de blockchain es permitir que la información digital sea registrada y distribuida, pero no editada

Los códigos hash se crean mediante una función matemática que convierte la información digital en una cadena de números y letras. Si esa información se edita de alguna manera, el código hash también cambia.

He aquí por qué esto es importante para la seguridad. Digamos que un hacker quiere alterar la cadena de bloques y robar Bitcoin a todos los demás. Si alterara su propia copia, ya no se alinearía con la copia de todos los demás. Cuando todos los demás comparen sus copias entre sí, verán que esta copia sobresale y la versión de la cadena de ese hacker será desechada como ilegítima.

Para tener éxito con un ataque de este tipo sería necesario que el hacker controlara y alterara simultáneamente el 51% de las copias de la cadena de bloques para que su nueva copia se convirtiera en la copia mayoritaria y, por tanto, en la cadena acordada. Un ataque de este tipo también requeriría una inmensa cantidad de dinero y recursos, ya que tendrían que rehacer todos los bloques porque ahora tendrían diferentes marcas de tiempo y códigos hash.

Debido al tamaño de la red de Bitcoin y a lo rápido que está creciendo, el coste de llevar a cabo tal hazaña sería probablemente insuperable. No sólo sería extremadamente caro, sino que también sería probablemente infructuoso. Hacer algo así no pasaría desapercibido, ya que los miembros de la red verían esas alteraciones drásticas en la cadena de bloques. Los miembros de la red se bifurcarían a una nueva versión de la cadena que no haya sido afectada.

Esto haría que el valor de la versión atacada de Bitcoin cayera en picado, lo que haría que el ataque fuera en última instancia inútil, ya que el actor malo tiene el control de un activo sin valor. Lo mismo ocurriría si el actor malo atacara la nueva bifurcación de Bitcoin. Está construido de esta manera para que tomar parte en la red esté mucho más incentivado económicamente que atacarla.

Desarrollo de la tecnología blockchain

La tecnología blockchain fue esbozada por primera vez en 1991 por Stuart Haber y W. Scott Stornetta, dos investigadores que querían implementar un sistema en el que las marcas de tiempo de los documentos no pudieran ser manipuladas. Pero no fue hasta casi dos décadas después, con el lanzamiento de Bitcoin en enero de 2009, cuando la cadena de bloques tuvo su primera aplicación en el mundo real.

La clave para entender esto es que Bitcoin simplemente utiliza blockchain como medio para registrar de forma transparente un libro de pagos, pero blockchain puede, en teoría, utilizarse para registrar de forma inmutable cualquier número de datos. Como ya se ha dicho, podría ser en forma de transacciones, votos en unas elecciones, inventarios de productos, identificaciones estatales, escrituras de viviendas y mucho más.

En la actualidad, hay una gran variedad de proyectos basados en blockchain que buscan implementar blockchain de manera que ayude a la sociedad, además de registrar transacciones. Por ejemplo, IBM ha creado su blockchain Food Trust1 para rastrear el viaje que hacen los productos alimenticios para llegar a sus ubicaciones.

¿Por qué hacer esto? La industria alimentaria ha visto innumerables brotes de e Coli, salmonela, listeria, así como materiales peligrosos que se introducen accidentalmente en los alimentos. En el pasado, se ha tardado semanas en encontrar el origen de estos brotes o la causa de la enfermedad de lo que la gente está comiendo.

El uso de blockchain da a las marcas la capacidad de rastrear la ruta de un producto alimenticio desde su origen, pasando por cada parada que hace y finalmente su entrega. Si se descubre que un alimento está contaminado, se puede rastrear todo el camino a través de cada parada hasta su origen. No sólo eso, sino que estas empresas también pueden ver todo lo demás con lo que puede haber estado en contacto, lo que permite identificar el problema mucho antes, salvando potencialmente vidas. Este es un ejemplo de blockchain en la práctica, pero hay muchas otras formas de implementación de blockchain.

Ventajas y desventajas de una Blockchain

A pesar de toda su complejidad, el potencial de blockchain como forma descentralizada de mantenimiento de registros es casi ilimitado. Desde una mayor privacidad de los usuarios y una mayor seguridad hasta menores tasas de procesamiento y menos errores, la tecnología blockchain puede muy bien ver aplicaciones más allá de las señaladas anteriormente. Pero también hay algunas desventajas.

Ventajas de una Blockchain

  • La descentralización hace que sea más difícil de manipular
  • Las transacciones son seguras, privadas y eficientes
  • Tecnología transparente
  • Mayor precisión al eliminar la participación humana en la verificación
  • Reducción de costes al eliminar la verificación por parte de terceros
  • Proporciona una alternativa bancaria y una forma de asegurar la información personal para los ciudadanos de países con gobiernos inestables o subdesarrollados

Desventajas de una Blockchain

  • Historial de uso en blockchains públicas. Aunque no tengamos nada que ocultar, tampoco es necesario que sean públicas todas las operaciones que hagamos (dinero que tenemos, cosas que compramos, etc.).
  • Incertidumbre y regulación gubernamental
  • Importante coste tecnológico asociado a la minería de bitcoins
  • Transacciones por segundo limitadas en algunas blockchains
  • Coste de almacenamiento de la propia blockchain

Resumen

  • La tecnología Blockchain es un tipo específico de base de datos.
  • Se diferencia de una base de datos típica en la forma en que almacena la información; las cadenas de bloques almacenan los datos en bloques que luego se encadenan.
  • A medida que llegan nuevos datos, se introducen en un nuevo bloque. Una vez que el bloque se llena de datos, se encadena con el bloque anterior, lo que hace que los datos se encadenen en orden cronológico.
  • En una cadena de bloques se pueden almacenar diferentes tipos de información, pero el uso más común hasta ahora ha sido el de libro de contabilidad para las transacciones.
  • En el caso de Bitcoin, la blockchain se utiliza de forma descentralizada, de modo que ninguna persona o grupo tiene el control, sino que todos los usuarios lo mantienen de forma colectiva.
  • Las cadenas de bloques descentralizadas son inmutables, lo que significa que los datos introducidos son irreversibles. En el caso de Bitcoin, esto significa que las transacciones se registran permanentemente y pueden ser vistas por cualquiera.
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