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20 de mayo de 2022
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Blockchain Cómo? Guías

¿Cómo funciona la tecnología Blockchain?

Bitcoin fue conceptualizado como un acto de desafío. La criptomoneda surgió poco después de la crisis económica mundial. Pretende ser el remedio para la injusticia y corrupción del sistema financiero tradicional.

Su creador confiaba en que Bitcoin competiría con dinero real y, en última instancia, suplantaría a las instituciones que afectaron la crisis. Los intermediarios, banqueros, terceros no confiables crearon problemas para otros al disminuir las ganancias y dificultar las transacciones.

Bitcoin ha buscado reemplazar los servicios prestados por estos intermediarios con código único y criptografía.

Por ejemplo, cuando una persona paga una hipoteca, se producen una serie de transacciones en segundo plano entre su banco y otras instituciones financieras. En este caso, retiran el dinero de la cuenta del usuario.

El banco garantiza que todo está bien con el dinero, ya que almacena información sobre el historial de gastos de la cuenta.

Bitcoin y otras criptomonedas reemplazan estas operaciones y transacciones en segundo plano con un software de base de datos distribuido y seguro llamado blockchain. Además, muchas computadoras controlan los procesos de cambio de los propietarios de BTC. El derecho a utilizar criptomonedas se puede transferir a cualquier persona.

¿Qué es la tecnología Blockchain?

Blockchain es una cadena de bloques continua y persistente que contiene información construida de acuerdo con reglas específicas. De hecho, el número de bloque, así como su suma hash y la suma hash del bloque anterior, determina la conexión entre bloques.

Para cambiar la información de un bloque, deberá editar todos los bloques posteriores. La mayoría de las veces, muchas computadoras almacenan copias de blockchains de forma independiente. Por lo tanto, dificulta el cambio de información dentro de los bloques.

Para ser más claros, blockchain a menudo se compara con un diario o archivador estándar donde se registran en orden cronológico todo lo que se ha hecho. (por ejemplo, dormir, comer, lavarse, caminar, pedir prestado, pagar $ 100 por la cena, etc.)

Toda la información encriptada evita cualquier cambio en el diario desde el exterior. Supongamos que el diario no tiene una copia. En ese caso, le puede pasar cualquier cosa considerando emergencias y otros incidentes.

Por lo tanto, para mayor confiabilidad, el diario tiene muchas copias que se almacenan en diferentes lugares. Además, cuando el diario reconoce nueva información, actualiza todas las copias después de la verificación.

Leer más: ¿Qué es la tecnología Blockchain?

¿Por qué se llama Blockchain?

Hay muchas versiones diferentes de la definición de blockchain, pero todas funcionan de manera muy similar. Dividamos la palabra blockchain en dos, bloque y cadena, para explicar lo que hace.

Imagine un contenedor de envío grande que contiene muchas cajas mientras viaja desde el destino A al B. En el mundo de las criptomonedas, un contenedor es un «bloque» y cada caja que está en un contenedor es una transacción separada.

Contenedor = Bloque
Caja = Transacción Contenedor que puede contener muchas cajas = Bloque que puede contener muchas transacciones

Usando la cadena de bloques de Bitcoin como ejemplo, se necesitan aproximadamente 10 minutos para confirmar un bloque de transacciones en la red.

Como en un contenedor real, un bloque contiene un cierto número de transacciones dependiendo del tamaño máximo del bloque. Cada blockchain tiene su tamaño de bloque máximo, generalmente igual a la cantidad de datos (megabytes) que puede contener.

Cuanto mayor sea el tamaño del bloque, más transacciones puede contener.

Ahora sabes qué es un bloque, ¿qué tal una cadena?

Imagina que el contenedor con cajas ha llegado a su primer destino. Esto significa que el bloque ha sido confirmado y ahora está disponible para todos en la cadena de bloques. Sin embargo, el contenedor está listo para ser enviado al siguiente destino.

Cada caja (transacción) nueva o antigua también se podrá ver públicamente en la cadena de bloques. Esto funciona para todas las transacciones. Una vez confirmados, los datos de la transacción están disponibles para todos. Por eso se llama «cadena» de transacciones.

El principio básico de Blockchain

Jess tenía varias formas de transferir fondos a su colega, Elvi:

  • Transferencia de efectivo (Jess le está dando efectivo a Elvi personalmente)
  • Usando un tercero (Jess transfiere dinero a un banco, servicio postal o mensajería que transfiere dinero a Elvi)

Por lo general, no hay un solo tercero. Tenemos toda una cadena de intermediarios que no dan a conocer su esquema de trabajo. Incluso si vamos al banco y exigimos que nos digan los detalles técnicos, nadie lo hará.

Sin conocer los detalles técnicos, nos quedamos confiando al sistema bancario con sus cadenas de transferencia de dinero.

Intermediarios y sistema centralizado

Las computadoras especializadas almacenan toda la información sobre los clientes del banco, incluido su nombre, dirección de residencia, números de cuenta personal y transacciones financieras (pagos o transferencias).

Cuando Jess transfiere dinero de su cuenta a la cuenta de Elvi usando un cajero automático o un banco en línea, solicita esta base de datos, donde se ejecuta el software. Comprueba:

  • ¿Jess tiene dinero para enviar a Elvi?
  • ¿De dónde sacó Jess este dinero?
  • ¿Jess se dedicaba a ganar dinero ilegalmente?

El software bancario realiza otras comprobaciones similares. Después de eso, deducen la cantidad requerida de Jess y la abonan en la cuenta de Elvi.

Este sistema centralizado tiene su propio regulador y controles. El sistema cuenta con personal de mantenimiento, y sin él, toda esta cadena de controles no funcionará.

A diferencia de un sistema centralizado, la principal ventaja de blockchain sigue siendo la descentralización. Esto cambia nuestra comprensión de la confianza. Una red de computadoras (nodos) almacena el libro mayor digital de transacciones de la cadena de bloques. Ninguna entidad controla el sistema.

Dado que no existe un sistema central en la cadena de bloques para generar y rastrear todos los datos de transacciones, la modificación parece imposible.

En qué consisten los bloques

Una transacción no es solo una transferencia de dinero. Debajo de la transacción, puede ejecutar un script o simplemente escribir una nota en la cadena de bloques y guardar algunos datos.

Cada bloque tiene parámetros nonce, el hash del bloque anterior, el hash del bloque actual y las transacciones. Un nonce es un código aleatorio o pseudoaleatorio de uso único que se utiliza para transmitir la contraseña maestra, evitando que se produzca un ataque de repetición.

Para comprender cómo funcionan las transacciones, imagine una página de libro que diga, por ejemplo:

  • Jess transfirió $ 100 a Elvi.
  • Alguien transfirió algo de dinero a otra persona.

En un bloque, se pueden registrar mil transacciones. Una vez confirmado, el bloque se cierra y firma, pasando a un nuevo bloque.

Árbol de hachís y merkle

Todas las transacciones y hashes siguen la estructura de árbol de Merkle.

Antes del advenimiento de la tecnología blockchain, muchos de nosotros ya usábamos torrent para descargar archivos a nuestros medios. Aquí es donde se usó originalmente el árbol Merkle. Cuando alguien descargaba algo en su computadora, podía ver una línea llena de pequeños cubos.

Una vez cargado en la red, el archivo se divide en muchas partes pequeñas. Estas partes forman un árbol Merkle a través de hashes. Es necesario para verificar rápidamente la integridad de todo el sistema, particularmente la integridad del archivo del usuario.

Lo mismo sucede en la cadena de bloques: después de que las transacciones llenan completamente el bloque, el código calcula la suma hash en función de cada transacción. Este hash es una huella digital de la transacción.

La transacción en sí pesa mucho más que su suma hash.

El hash, formado por cierto conjunto de símbolos, lleva una huella. La impresión será única para cada transacción. ¿Qué significa? Si cualquier punto u otro símbolo en la suma de hash cambiara, el sistema lo percibiría como un hash completamente diferente.

Con cada transacción, el sistema comenzaría a verificar el hash inferior del bloque, el hash del bloque anterior, hasta el último hash superior del árbol Merkle. Por lo tanto, recibe el hash total de todas las transacciones. Un bloque guarda las transacciones y sus hashes específicos. Si de repente algún atacante ingresa a la cuarta transacción y se agrega un par de ceros (por ejemplo, Jess transfirió no $ 100, sino un millón), entonces el hash de esta transacción será diferente.

Supongamos que los combinamos con el hash de la tercera transacción. En ese caso, el hash general de la cuarta transacción también será diferente, junto con todo el árbol y el hash final.

Para ‘coser’ una página del libro a otra, utilizan el hash del bloque anterior. Esto significa tomar toda la información del primer bloque, que incluye:

  • Número del bloque anterior
  • Picadillo
  • Numero de transaccion

Todo esto es hash, y el hash de toda la página se agrega al hash de la siguiente, y luego todo sigue el esquema ya descrito.

Por lo tanto, si se cambia al menos un símbolo del libro (se agrega o se elimina algo), esto no encontrará confirmación en la red y este bloque simplemente no será válido.

Es por eso que todo este sistema se llama blockchain. La cadena de bloques está conectada rígidamente por una cadena de hashes de acuerdo con el principio de verificar cada bloque. Y, si algo en alguna parte no coincide, el sistema no lo acepta.

Cada nuevo bloque se convierte en parte de un todo único, lo que brinda la protección necesaria contra el reemplazo de cualquier información en el pasado.

Si alguien reemplaza una página, será visible en la cadena de bloques y el hash en el siguiente bloque será diferente.

Además, la información dentro de la cadena de bloques se actualiza regularmente. Para cambiar la información en un bloque específico, deberá recalcular la suma de todos los anteriores, lo cual es difícil debido al parámetro nonce.

¿Qué tiene que ver la minería con eso?

Al igual que el sistema bancario, blockchain tiene su propio personal de servicio. Pero a diferencia de los bancos, el código del programa instalado en los sistemas de los mineros realiza el servicio.

Los mineros ensamblan sistemas específicamente para calcular todos los valores hash comprando potentes procesadores y tarjetas de video y construyendo sus granjas mineras.

Para realizar una operación en la cadena de bloques, es necesario crear esta operación. El mempool almacena todas las transacciones pendientes para su confirmación. Sin esto, el sistema blockchain no puede existir.

¿Qué está haciendo un minero? El minero ingresa a un mempool y compila una lista de transacciones. Después de completar el bloque, realiza cálculos con el hash dado en el árbol Merkle y el hash del bloque anterior para calcular el hash del bloque actual y firmarlo.

Es necesario comprender que hay varios mineros en la cadena de bloques.

Imagina que hay una cadena de bloques que acaba de comenzar y hay diez mineros. Cada uno ingresa al mempool y llena sus bloques de transacciones. Si 10 personas suben simultáneamente un nuevo bloque a la cadena de bloques, entonces con cada bloque habrá algún tipo de división de la cadena de bloques.

Como podemos entender, no existe una única cadena correcta que sea consistente entre todos los mineros.

En este sentido, para llegar a un consenso y decidir qué bloque se adapta mejor, los desarrolladores crearon el algoritmo de Prueba de trabajo (PoW). El algoritmo permite el uso de potentes circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC) para calcular el hash de bloque requerido.

En el contexto de Bitcoin, el programa ajusta la complejidad de la red de manera que aparece un nuevo bloque aproximadamente una vez cada diez minutos.

El número de ceros que deben contarse también es una cuestión variable y depende de la complejidad de la situación. Si hay un millón de mineros, tendremos que contar decenas de ceros para encontrar un número que coincida con nuestros hashes.

Es un proceso tedioso. Esa es la razón por la que los mineros obtienen recompensas en bloque.

Lea y aprenda más sobre la minería de bitcoins y criptomonedas aquí .

Descentralización y distribución

Descubrimos que los cálculos necesarios requieren una enorme potencia informática.

Hoy, la red blockchain tiene el recurso informático más poderoso del planeta. Gigantes como Google, Amazon y Apple ni siquiera están cerca del poder de la red blockchain.

Curiosamente, a medida que más personas usan blockchain, más poderoso y seguro se vuelve.

En el momento en que las personas se interesan en el sistema blockchain e instalan el software de minería en sus computadoras, se convierten en nodos.

Cada computadora tendrá una copia de los registros dentro de la cadena de bloques. A vista de pájaro, hay miles de mineros en todo el mundo.

Supongamos que algún atacante quiere piratear el sistema y «extraer» un millón para sí mismo. En ese caso, no solo tendrá que volver a calcular todos estos bloques, sino que también tendrá que tener el control de al menos el 51% de todos los nodos involucrados.

Digamos que el hacker ahora está listo para enviar este millón a su cuenta, otros nodos simplemente no permitirán que esto suceda. El sistema se sincroniza de tal forma que más nodos con los mismos hashes prevalecen sobre el más pequeño.

Supongamos que hay una persona que hizo algo mal con los hash (falta algún byte o un carácter no coincide), simplemente no se tendrá en cuenta. Además, la red los prohíbe para evitar una mayor manipulación.

Para piratear este sistema, un atacante deberá piratear todas las computadoras, cuyo número aumenta cada día. Por tanto, aumentan la protección, la descentralización y la distribución.

Contratos inteligentes

Un contrato inteligente es un programa en la cadena de bloques de criptomonedas que todos los nodos de la red ejecutan sin cuestionar y ayuda a los poseedores de monedas a interactuar entre sí.

Debido a la naturaleza inmutable de blockchain, un contrato inteligente ejecutado correctamente no deja espacio para la corrupción y elimina la necesidad de autenticación de terceros.

Luego, un contrato inteligente monitorea los términos y obtiene acceso al tema del contrato, que es una cierta cantidad de criptomonedas. Una vez que los participantes transfieran el monto al programa y cumpla con las condiciones, el proceso se realizará automáticamente.

Las solicitudes, amenazas o engaños no pueden quitar los activos del contrato. Una vez ejecutado, el vendedor recibe la cantidad y el comprador obtiene la mercancía.

Para obtener una guía más completa sobre los contratos inteligentes y cómo funcionan, visite: ¿Qué es un contrato inteligente? 

Transacciones blockchain

Como mencionamos anteriormente, blockchain no requiere ninguna información personal nuestra. El sistema requiere solo dos llaves.

Toda persona que quiera realizar transacciones tiene su propia clave pública. También hay una clave privada que sirve como identificador y credencial de inicio de sesión.

La clave pública es una frase determinada formada por números y símbolos, disponible para que todos la vean. En una analogía criptográfica, la clave pública es el número de billetera que puede enviar a cualquier persona para que transfieran fondos a su cuenta.

La clave privada es la información privada más valiosa que solo debe conocer el propietario de esta clave. Al mantener en secreto la clave privada del usuario, se garantiza la imposibilidad de falsificar un documento y una firma digital por parte de un atacante.

En nuestro ejemplo, tanto Jess como Elvi tienen sus propias claves privadas:

  1. Jess le escribe un mensaje a Elvi: ¡Hola, Elvi!
  2. Jess lo encripta con la clave de Elvi llamándola previamente y solicitando una clave pública.
  3. Ahora Elvi, para leer el mensaje de Jess, necesita descifrarlo todo con su clave privada.

Todo lo cifrado con su clave pública solo puede ser descifrado por su clave privada. Lo mismo funciona al revés: todo lo que firmó con su clave privada puede ser descifrado por cualquier persona que tenga su clave pública.

Cuando alguien envía una transacción en la cadena de bloques, la firma con su clave privada.

A través de los exploradores de blockchain, cualquiera puede ver la información de cada transferencia y varias transacciones de la cuenta, lo que garantiza una transparencia total.

Lo único que no se puede probar es que la billetera te pertenece ya que no hay conexión con nada. De esta forma, el propietario logra el anonimato total.

Todos solíamos ver los saldos de nuestras cuentas. Curiosamente, no existe el concepto de equilibrio en blockchain, ya que es solo un libro de contabilidad público.

  1. Después de configurar una billetera criptográfica, Jess le pide a Elvi que le transfiera $ 100 en BTC.
  2. Elvi le pide la clave pública.
  3. La clave pública de Jess crea una transacción: «Aquí hay $ 100».
  4. Después de recibir, Jess quiere transferir $ 50 a Diana.
  5. Se realizará otra transacción usando la clave pública de Diana: «Quiero transferir $ 50 a Diana», y Jess la firma con su clave privada. El sistema verifica automáticamente el historial de transacciones de Jess. Luego de confirmar la disponibilidad de fondos, permitirá la transferencia.
  6. Diana pronto recibirá sus $ 50 de Jess.

Simplemente diciendo, blockchain crea una tarea para que los mineros verifiquen el historial de transacciones de la billetera de Jess, y si todo está correcto y hay fondos suficientes, Jess puede hacer una transferencia y el minero que verificó el historial de la billetera obtiene su recompensa.

De hecho, para cada transacción, debe volver a probar al sistema el origen de todos los fondos en todo el historial de la billetera. Suena complicado, pero en la práctica, los contratos inteligentes programan todas las acciones para que los humanos no tengan que preocuparse por nada.

No existe el concepto de saldos variables en la cadena de bloques. Las transacciones registradas parecen simples textos en un libro mayor.

¿Cómo se puede usar Blockchain en el mundo real?

Imagina que todos los hospitales se ejecutan en blockchain. Ya no necesita tener una tarjeta de paciente ambulatorio para presentar o llevar papeles y certificados con usted. Basta con darle al médico su clave pública y dejar que revise todo su historial médico allí.

El médico mira la historia y agrega allí su diagnóstico. No puede arreglar, arrancar una página o perder la tarjeta. Los seguros, las elecciones, la logística, las ventas, las hipotecas, el transporte, la agricultura y muchas otras industrias pueden funcionar de manera similar.

Conclusión

La tecnología Blockchain representa un enfoque radicalmente nuevo para organizar las operaciones comerciales. Presagia una nueva generación de aplicaciones confiables e inteligentes para registrar e intercambiar activos físicos, virtuales, tangibles e intangibles.

Además, blockchain nos ha traído un intercambio de datos confiable en el mundo digital, donde la confianza se convierte en parte del propio sistema.

Con conceptos clave de seguridad criptográfica, consenso descentralizado y un libro de contabilidad abierto compartido (debidamente monitoreado y con invisibilidad limitada), la tecnología blockchain tiene el potencial de revolucionar la forma en que organizamos nuestras actividades económicas, sociales, políticas y científicas.

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