Blockchain
Fundamentos de la cadena de bloques
La tecnología Blockchain o cadena de bloques hace posible incorporar a Internet confianza.
Blockchain es un tipo de libro de registro distribuido (DLT, Distibuted Ledger Technology).
Una cadena de bloques es una lista, donde cada registro de la lista, denominado bloque (que incluye una o más transacciones), está criptográficamente asegurado, y contiene un puntero hash que está enlazado de forma indestructible al bloque anterior de la cadena. Por tanto, no es posible alterar ningún bloque de la cadena sin que todos los bloques posteriores resulten alterados, por lo que es inútil intentar hackear un solo bloque.
Además, todos estos bloques no se almacenan en una inmensa base de datos centralizada en un servidor, sino que se distribuyen en una red de nodos P2P, lo que evita un punto único de hackeo. La cadena de bloques solo se puede actualizar mediante consenso entre todos los nodos.
Existen numerosas copias diferentes de la cadena de bloques sin que exista una copia principal o privilegiada, ya que todas merecen la misma confianza. Si alguien intenta modificar una copia de la cadena, será inmediatamente rechazada por las demás.
Tip
Blockchain es un conjunto de tecnologías que registran las transacciones de forma segura de forma consensuada entre los diferentes nodos. Además, replican la información y garantizan la seguridad mediante criptografía.
Principios de la cadena de bloques
La cadena de bloques se basa en cuatro principios: seguridad, transparencia, inmutabilidad y consenso.
Ventajas
Garantiza la integridad.
Trazabilidad completa.
Rápida implementación.
Interoperabilidad.
Garantiza privacidad.
Bitcoin es el ejemplo más conocido del uso de una cadena de bloques, logrando ser un sistema de pagos P2P que permite realizar transacciones sin intermediarios.
Nadie es dueño de las transacciones y nadie las controla, pero existe un registro de todas ellas.
Aparte de Bitcoin, han aparecido varias iniciativas nuevas basadas en cadenas de bloques. Las dos más importantes hasta la fecha son Ethereum e Hyperledger.
Hyperledger es un proyecto de la Linux Foundation que incluye proyectos basados en cadenas de bloques.
Uno de los más importantes es Hyperledger Fabric.
Tanto Bitcoin como Ethereum son DLTs sin permisos , lo que significa que un nodo puede unirse y abandonar las redes Bitcoin y Ethereum en cualquier momento, en cambio, Hyperledger es un DLT con permisos, tanto el control de acceso como el uso de la cadena de bloques lo determinan el propietario o la organización.
Ethereum e Hyperledger disponen de la capacidad de usar contratos inteligentes (Smart Contracts).
Los contratos inteligentes son aplicaciones que se pueden ejecutar sobre una cadena de bloques, logrando encapsular la lógica de negocio. Aunque una cuestión relevante es si un Smart Contract puede ser calificado jurídicamente como un contrato o no.
Fundamentos criptográficos aplicados en Blockchain
Supongamos a modo de ejemplo el caso en el que Alicie quiere realizar una transacción de pago a Bob:
El receptor (Bob) envía su clave pública al emisor (Alicie).
Cuando Alicie realiza la transacción, incluye la clave pública de Bob (indicando el destinatario) y la cantidad de dinero a transferir.
Alicie firma la transacción con su clave privada secreta. De esta forma declara que esa cantidad, que antes le pertenecía a ella, ahora le pertenece a Bob.
La transacción de Alicie se difunde a todos los nodos a los que ella está conectada.
Los nodos que reciben esta transacción validan las firmas criptográficas y el valor de la transacción antes de aceptarla y retransmitirla.
Si la transacción es correcta, estos nodos a su vez transmitirán la transacción por todos los nodos de la red. De esta forma, la moneda queda definida como una cadena de firmas digitales.
En caso de que haya un error o intento de falsificación, la transacción no se transmitirá, de manera que son los propios usuarios los que aseguran el correcto funcionamiento de la red.
Minería de Bitcoins
Un minero de Bitcoin es una persona que ejecuta un programa en su ordenador y que ayuda a verificar las transacciones Bitcoin.
Los mineros colaboran en el funcionamiento y seguridad de la red.
El proceso de minado requiere una capacidad de cómputo elevada, destinada a resolver el problema criptográfico en el que está basado el sistema de consenso usado, denominado prueba de trabajo (Proof of Work).
Árboles de Merkle
El árbol de Merkle se trata de una estructura de datos en forma de árbol, que puede ser o no binario. En él, los nodos que no son hojas están etiquetados con el hash de la concatenación de las etiquetas de sus nodos hijo.
En la cadena de bloques el árbol se construye de esta manera: las transacciones se agrupan en pares y se calcula el hash de las mismas. Los hashes generados se vuelven a agrupar y se calcula el hash de los mismos. Prosiguiendo de esta forma se va construyendo el árbol, hasta que se llega a la raíz del árbol, representada por un único hash.
De este modo una gran cantidad de datos quedan asociados al hash del nodo raíz.
El árbol de Merkle permite reproducir el proceso y comprobar si una transacción pertenece al árbol, proporcionando integridad.
Aplicaciones y Servicios basados en Blockchain
Hay múltiples aplicaciones a los que se puede aplicar Blockchain, como banca, seguros, legalidad, ciberseguridad, RRHH, restauración...
Desde el punto de vista del usuario existen dos conceptos fundamentales para la utilización de criptomonedas:
Cómo recibir y enviar criptomonedas.
Cómo comprarlas o venderlas.
Para trabajar con criptomonedas deberemos utilizar Monederos (Wallet), pudiendo ser estos de diferentes tipos:
Monederos ligeros (light wallets)
Los monederos ligeros son los mas utilizados.
Su principal característica es que no necesitan descargarse la cadena de bloques para utilizar criptomonedas, para ello obtienen los datos de otros nodos de la red.
Esto permite mantener la información actualizada utilizando el mínimo espacio.
Monederos fríos (cold wallets)
Cualquier dispositivo que contenga una clave privada correspondiente a una dirección Bitcoin es susceptible de sufrir algún ataque, para evitar este riesgo es posible generar un cold wallet, un soporte no electrónico donde se registra la clave privada.
Uno de los formatos más habituales para este tipo de monederos son los denominados paper wallets o monederos en papel.
Hardware wallets
Los hardware wallets son dispositivos específicamente diseñados para almacenar de forma segura las claves privadas que se utilizan para firmar transacciones.
Este tipo de artefactos se conectan mediante un cable USB al dispositivo donde reside el monedero. En el momento en que se genera una transacción, el wallet no tiene acceso a la clave privada, sino que el proceso de firma se realiza en la aplicación que reside en el propio dispositivo, garantizando que nadie tenga acceso a esta información.
Casas de cambio (exchanges)
Las casas de cambio facilitan a los usuarios el intercambio de monedas de curso legal por criptomonedas, y viceversa, así como la compraventa entre distintas monedas virtuales y/o tokens.
A cambio de este servicio, estas empresas obtienen comisiones por cada operación que se realiza.
A diferencia de un wallet, las casas de cambio son quienes custodian los fondos de los clientes, estableciendo apuntes contables.
Las casas de cambio solo disponen de una fracción de sus reservas en criptomonedas, estando el grueso de los activos almacenado en cold wallets custodiados con medidas de seguridad físicas. Estos se activan únicamente cuando es necesario para garantizar la liquidez, evitando que las claves privadas puedan ser sustraídas por medios electrónicos.
Las casas de cambio deben cumplir las normativas AML/KYC (Anti Monery Laundering / Know Your Customer).