Características de las redes Blockchain
La tecnología Blockchain presenta una serie de características que permiten gestionar la información de manera segura y trazable.
facultad de escuela de negocios · inteligencia artificial
jue. 29 de jul. 2021
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La tecnología Blockchain presenta una serie de características que permiten gestionar la información de manera segura y trazable. También proporciona transparencia y privacidad a los participantes, lo cual resulta muy interesante en el entorno empresarial ya que permite mejorar algunos procesos de negocio existentes y definir nuevas formas de transformación digital.

Principales características

Seguridad

La criptografía es un elemento esencial en la tecnología blockchain, proporcionando seguridad sobre la información que se almacena en la cadena de bloques y la información compartida entre los nodos de la red.

Para poder operar en la red, es necesario disponer de un conjunto de claves asimétricas válidas para operar en el blockchain correspondiente. No todos los blockchain usan el mismo formato de claves asimétricas. En blockchain todas las transacciones van firmadas por la clave privada del emisor. Dentro de la transacción se incluye la clave pública que permite verificar el contenido de la transacción, detectando si la transacción ha sido manipulada.

Las funciones hash son otro de los elementos que proporcionan seguridad a la cadena de bloques. Permiten generar identificadores únicos del contenido de los bloques. Estos identificadores de los bloques se utilizan para interconectar los bloques, ofreciendo un mecanismo que permite identificar alteraciones en la cadena.

Los bloques y transacciones son validados por toda la red de nodos, proporcionando seguridad sobre la información que se incorpora en blockchain. La seguridad radica en la capacidad que tienen los nodos en detectar modificaciones de los datos rápidamente, rechazando la transacción o el bloque.

Trazabilidad

Esta es una de las características que, desde la perspectiva de auditoría, resulta muy interesante. Blockchain permite recorrer la cadena de bloques y trazar todas las operaciones que se han realizado sobre una determinada dirección. O bien retroceder en el tiempo y revisar las transacciones que se hicieron en una fecha determinada explorando todos los bloques generados en la fecha indicada.

Las operaciones de consulta no se almacenan en la cadena de bloques, por lo que no son auditables mediante la consulta de la cadena de bloques. Cada nodo responde a la consulta de información que se le envía. Al no registrarse esta consulta en la cadena, resulta imposible conocer todas las consultas que se realizan en todos los nodos.

En blockchain todas las transacciones consolidadas se guardan en la cadena de bloques. Esta cadena crece de tamaño constantemente y es almacenada de forma completa por un gran número de nodos que componen la red blockchain. Esta característica de blockchain hace que toda la información que se procesa sea trazable, pudiendo consultar todas las operaciones realizadas utilizando un explorador de blockchain.

Privacidad

Esta característica es propia de los blockchain públicos. Las direcciones blockchain no están ligadas a las identidades de las personas que controlan cada una de las direcciones blockchain. Para poder operar en un blockchain público, es necesario disponer del par de claves pública y privada que permiten controlar la dirección blockchain.

La operación que permite generar el conjunto de claves y la dirección de un blockchain es un proceso sencillo que se realiza utilizando funciones matemáticas. Se puede ejecutar desde el software de la solución blockchain (bitcoin, ethereum, etc) o en internet utilizando el servicio proporcionado por empresas que permiten realizar operaciones en blockchain como las casas de cambio (exchange).

El proceso que permite generar las claves y la dirección no requiere de ningún dato personal, por lo que la dirección y las claves no van asociadas a la identidad de la persona que crea la dirección. Este mecanismo para proporcionar una dirección de blockchain proporciona privacidad a la hora de operar dentro de la red blockchain. Las transacciones van asociadas a una dirección y firmadas con una clave que no tienen asociado datos sobre la identidad de la persona que realiza la transacción.

Transparencia

La transparencia en blockchain se consigue publicando las reglas con las que se define el funcionamiento de blockchain. Esto se logra haciendo público el código del software necesario para ejecutar blockchain. Genera una comunidad de nodos y desarrolladores que siguen este principio de transparencia.

Confianza

La confianza en el funcionamiento de blockchain es la característica que hace que dos personas que no confían entre sí puedan realizar una transacción en blockchain.

Funcionamiento

La secuencia de pasos que permiten generar, enviar y ejecutar una transacción en blockchain es la siguiente y requiere de un conjunto de pasos donde intervienen los elementos que se presentan en los siguientes puntos.

Dirección Blockchain

Para poder operar en blockchain es necesario disponer de una dirección. Una dirección blockchain es un identificador único con un tamaño determinado que se construye partiendo de la clave pública y aplicando unas funciones hash determinadas. En el caso de bitcoin, el resultado es un identificador alfanumérico que tiene como máximo 35 caracteres. En ethereum la dirección empieza con “0x” seguido de 40 caracteres hexadecimales. Ejemplos:

  • Bitcoin: 127NVqnjf8gB9BFAW2dnQeM6wqmy1gbGtv
  • Ethereum: 0xFAc399E49F5B6867AF186390270AF252E683b154

Como se observa en las direcciones de ejemplo, cada blockchain establece un formato o tamaño diferente para la dirección. En este caso, las direcciones de bitcoin no son compatibles con las direcciones de ethereum. Esto quiere decir que no se puede utilizar una dirección de ethereum para realizar una transacción en bitcoin.

Transacción

Las operaciones con blockchain se realizan mediante el envío de transacciones. La operativa más simple contemplada en una transacción implica el envío de una cantidad de criptomoneda de una dirección blockchain origen, a una dirección blockchain destino. Estos son los principales elementos que componen una transacción:

  • Dirección de origen.
  • Cantidad.
  • Dirección destino.

Para poder enviar una transacción es necesario contar con una dirección blockchain, el conjunto de claves asociadas a la dirección y saldo suficiente para poder pagar los costes de ejecución de la transacción. El coste de ejecución de una transacción se divide en
dos partes:

  • Por un lado está la cantidad de criptomoneda que se quiere enviar a la dirección destino. Es necesario que la dirección origen disponga de saldo suficiente. De lo contrario la transacción es rechazada.
  • Por otro lado, es necesario costear el procesado de la transacción. Para ello se paga una tarifa que supone una cantidad muy pequeña y que tiene como objetivo recompensar al nodo de la red por procesar la transacción.

Firma de transacciones

Tras definir la transacción, es necesario firmar los datos que se envían en la transacción con la clave privada. Este paso permite generar la firma digital o sello que establece la autenticidad de los datos de la transacción.

Para verificar la autenticidad de la transacción y sus datos, se comprueba la firma utilizando la clave pública y los datos de la transacción. De esta manera, se verifica que solo el poseedor de la clave privada asociada a la clave pública ha podido generar la firma incluida en la transacción para los datos enviados.

A los principales elementos que forman una transacción, se añade la firma digital.

Red P2P

Los ordenadores que tienen instalado el software de la distribución de blockchain y que están conectados a la red, se denominan nodos. Son los responsables de recibir las transacciones y de propagar las transacciones entre la red de nodos detectados, permitiendo que la transacción llegue a todos los nodos de la red.

La red que utiliza blockchain es del tipo peer-to-peer y permite la comunicación entre nodos sin la necesidad de un servidor centralizado. Existen distintas tipologías de redes P2P, siendo la más utilizada en blockchain la red denominada pura, donde todos los nodos ejercen como clientes y como servidores. Esta red P2P permite que la transacción que se envía a un nodo o a un conjunto limitado de nodos pueda extenderse por toda la red blockchain. En blockchain existen dos tipos de nodos:

  • Nodos: mantienen la cadena de bloques y propagan las transacciones por la red.
  • Mineros: realizan las mismas funciones que un nodo. Además procesan las transacciones y son los encargados de generar nuevos bloques.

Mineros

Los mineros son un tipo de nodo dedicado a ejecutar las transacciones y a incluirlas en un bloque. Las transacciones que primero selecciona un minero de bitcoin o de ethereum son las que más recompensa proporcionan. De esta manera las transacciones que pagan una cantidad mayor por su ejecución se procesa antes.

En bitcoin y ethereum todos los nodos mineros compiten entre sí para generar un bloque que pueda ser elegido ganador. El bloque ganador se envía al resto de nodos para que verifiquen si es el ganador de la competición. Solo el bloque declarado como ganador es el que se añade a la cadena de bloques.

Cada blockchain establece un tiempo aproximado para incorporar un nuevo bloque a la cadena. En bitcoin se incorpora un nuevo bloque a la cadena aproximadamente cada 10 minutos. En la competición, cada minero intenta crear un bloque con un conjunto de transacciones. El bloque que genera el nodo A puede tener distintas transacciones que el bloque que genera el nodo B. El ganador de la competición se determina con base en el algoritmo de consenso utilizado en la distribución de blockchain.

Bloques

Un bloque contiene un listado de transacciones ejecutadas por un minero y otra información, como la referencia al identificador del bloque anterior. El número secuencial que identifica al bloque, la versión blockchain y la fecha o time stamp. Los bloques incluyen mucha más información dentro de la cabecera, pero los elementos (Version, Time Stamp, Hash Block X-1, Nonce, Difficulty target, Merkle root) donde se representa la cadena que van generando los bloques al incluir la referencia al bloque anterior.

Algoritmo de consenso

Determina las reglas que permiten seleccionar el bloque que se añade a la cadena de bloques. Dado que existe una gran variedad de algoritmos de consenso, en este punto solo se presenta el algoritmo de proof of work o prueba de trabajo. Es el que se utiliza en bitcoin y el primer algoritmo de consenso utilizado en blockchain.

La prueba de trabajo establece un reto variable que los mineros han de resolver para poder presentar el bloque ganador. El reto consiste encontrar un número resultante de aplicar una función hash a los datos incluidos en el bloque, de manera que el resultado sea menor que el número definido para el reto.

Tecnologías seguras

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