Explicación de blockchain en 7 pasos: simple y asequible

Explicación de blockchain en 7 pasos: simple y asequible

En 2017, cuando después de muchos años de calma, el espíritu de Bitcoin salió rápidamente de la botella, el precio aumentó repentinamente de $ 1,000 a casi $ 20,000. Muchas personas se han redescubierto como «comerciantes de criptomonedas profesionales».

Sí, en un corto período de tiempo podría ganar mucho dinero. Pero seamos sinceros, esta «fiesta» ha terminado.

Explicación de blockchain en 7 pasos: simple y asequible

Incluso a pesar del hecho de que la sangre de las personas comenzó a hervir debido a un exceso de adrenalina, principalmente debido al dinero, de hecho, fue la tecnología la que, en primer lugar, impulsó el desarrollo de los eventos. Y esta tecnología, blockchain, aún puede contener un enorme potencial. Quizás ahora es el momento para que los desarrolladores de negocios, empresarios y personas interesadas se unan a seguidores inspirados de blockchain y compartan su entusiasmo. Pero para tal inspiración, en primer lugar, necesita una mejor comprensión de cómo funciona esta tecnología. Desafortunadamente, la mayoría de las explicaciones que existen hoy en día están saciadas con jerga técnica compleja o son en gran medida superficiales y no contienen información exhaustiva. Ninguno de ellos nos proporciona una comprensión clara y clara de la tecnología blockchain. Entonces, ¿por dónde empiezas? Déjame sugerirte que comiences bien con este artículo. Tomará de diez a quince minutos de su tiempo, pero a cambio abrirá la pregunta de qué se considera tan revolucionario y fundamental en la tecnología blockchain. Créeme, valdrá la pena el tiempo dedicado. Que tengas una buena lectura!

¿Qué tipo de cosa es esta blockchain?

En primer lugar, blockchain (inglés «blockchain», «block» – block, «chain» – chain) es un concepto del mundo de la tecnología de la información, que es una forma de almacenar datos. Estos datos llegan a la cadena de bloques en forma de bloques, por lo tanto, imagine bloques de datos digitales. Los bloques se comunican entre sí como eslabones de cadena, protegiendo así los datos que contienen. Cuando un bloque está conectado a otros bloques, los datos que contiene no pueden volver a modificarse. Este bloque estará disponible públicamente en la misma forma en que se agregó originalmente a la cadena de bloques, si de repente alguien quiere verlo nuevamente algún día. Esto es muy revolucionario porque le permite realizar un seguimiento de casi todo lo que se le ocurra (aquí hay algunos ejemplos: derechos de propiedad, tarjetas de identidad, saldos en efectivo, registros médicos), sin el riesgo de que alguien pueda falsificar estos registros. Supongamos que si compro una casa ahora mismo y le agrego una foto de los derechos de propiedad en la cadena de bloques, ahora puedo, en cualquier momento en el futuro, demostrar que en algún momento poseí los derechos de propiedad de esta propiedad. Nadie puede cambiar esta información después de que se haya agregado a la cadena de bloques (bueno, seamos honestos, de hecho, este método existe, pero este es un material bastante avanzado, por lo que le sugiero que lo lea más tarde, por ejemplo, aquí y aquí). Entonces, blockchain es una forma de almacenar datos y protegerlos al hacerlos inmutables. Suena genial, ¿no? Pero la pregunta principal, por supuesto, es la siguiente: ¿cómo funciona todo?

Paso 1 – Datos de la transacción

Ok, comencemos por echar un vistazo a la cadena de bloques de Bitcoin como ejemplo. Es la blockchain más antigua que existe. Cada bloque contiene aproximadamente 1 megabyte (MB) de datos. En el momento de escribir esto, la cadena de bloques de Bitcoin totalizaba unos 525 mil bloques, o en otras palabras, que contenía aproximadamente 525,000 MB de datos. Los

bloques de datos en la cadena de bloques de Bitcoin consisten exclusivamente en datos transaccionales de operaciones con bitcoins. Esta es una gran historia registrada de todas las transacciones realizadas con bicomines, hasta la primera transacción. En este artículo, asumiremos que los datos de la transacción se almacenan en la cadena de bloques, similar a la cadena de bloques de Bitcoin.

Paso 2: adjuntar bloques a la cadena (con un hash)

Imagine un montón de bloques con datos de transacciones.

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En esta figura, vemos tres bloques que contienen algunos datos de varias transacciones. Hasta ahora, al parecer, nada especial. Estos bloques se pueden comparar con documentos de texto individuales, que simplemente describen qué transacciones tuvieron lugar y cómo esto se reflejó en los saldos de cuentas específicas. El «Documento 1» describirá las primeras transacciones completadas con un volumen total de datos de hasta 1 MB en orden cronológico, mientras que las transacciones posteriores con un volumen de 1 MB a 2 MB se registrarán en el «Documento 2», y así sucesivamente. Estos documentos son precisamente los mismos bloques de datos. Luego, los bloques están conectados entre sí (en otras palabras, están conectados en una cadena). Para que se produzca dicha conexión, cada bloque recibe una firma única (digital), que corresponde exactamente a la línea de datos en este bloque. Si se produce algún cambio dentro de un bloque, incluso si solo cambia un carácter, este bloque recibirá una nueva firma digital. Como funciona Esto se logra mediante el método de hash de datos, que examinaremos en detalle más adelante en el paso 3.

Suponga que dos transacciones se escriben en el bloque 1, la transacción 1 y la transacción 2. Imagine que los datos de estas transacciones ocupan 1 MB de espacio en disco (en realidad, por supuesto, se pueden escribir muchas más transacciones en 1 MB). Este bloque ahora recibe una firma digital para esta fila de datos en particular. Deje que tal firma sea, por ejemplo, «X32». Y así es como se verá:

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¡Recuerde que cambiar incluso un carácter en el bloque 1 hará que a este bloque se le asigne una firma completamente diferente! Los datos del bloque 1 se adjuntan al bloque 2 agregando una firma digital del bloque 1 a los datos del bloque 2. Ahora la firma del bloque 2 consiste parcialmente en la firma del bloque 1, ya que está incluida en la línea de datos en el bloque 2. Esto es lo que parece:

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Las firmas unen bloques entre sí, formando una cadena de bloques a partir de ellas. Imaginemos la imagen de agregar un nuevo bloque – bloque 3 – a una cadena de bloques existente. Se ve así:

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Ahora imagine que los datos en el bloque 1 cambian. Suponga que la transacción entre Damien y George se falsifica, y ahora Damien supuestamente envió a George 500 bitcoins en lugar de 100. La línea de datos en el bloque 1 ahora es diferente, lo que significa que este bloque también recibirá una nueva firma. La firma digital «X32» ya no corresponde a los datos modificados en el bloque 1. Por ejemplo, deje que «W10» se convierta en una nueva firma. Y esto es lo que tenemos como resultado:

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La firma «W10» ya no corresponde a la firma que se agregó previamente al bloque 2. Los bloques 1 y 2 ahora se consideran no relacionados entre sí. Para otros usuarios de blockchain, este evento es una señal de que algunos datos en el bloque 1 han cambiado. Y dado que la cadena de bloques no debe modificarse, rechazan este cambio volviendo al estado anterior de la cadena de bloques, en el que todos los bloques todavía estaban conectados entre sí en una cadena (el registro donde Damien envió 100 bitcoins a George). La única opción en la que un cambio en la cadena de bloques puede pasar desapercibido para cualquiera será una en la que todos los bloques permanezcan conectados entre sí. Esto significa que para que no se detecte el cambio, la nueva firma del bloque 1 debe reemplazar la anterior en los datos del bloque 2. Pero, si los datos en el bloque 2 cambian, esto también implicará un cambio en la firma del bloque 2. Suponga que la nueva firma del bloque 2 será «PP4» en lugar de «9BZ». ¿Y qué obtenemos al final? Y obtenemos la siguiente situación: ¡los bloques 2 y 3 ya no estarán conectados entre sí!

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Cualquiera puede leer el contenido de los bloques en la cadena de bloques. Por lo tanto, si se supone que un cambio en la cadena de bloques debe pasar desapercibido para todos, todos los bloques deben permanecer correctamente conectados entre sí en una cadena (de lo contrario, las personas podrán entender que algo está mal y algunos bloques no están conectados correctamente) ) Esto significa que los cambios en un bloque requerirán la creación de una nueva firma para cada bloque que lo siga, y así sucesivamente hasta el final de la cadena. En la práctica, esto es casi imposible. Para entender por qué esto es casi imposible, debe averiguar cómo se crean las firmas.

Paso 3 – Cómo crear una firma digital (hash)

Entonces, imaginemos nuevamente un cierto bloque: el bloque 1. En este bloque, solo se escribe una sola transacción. Thomas envía 100 bitcoins a David. Esta fila de datos en particular ahora requiere una firma digital. En blockchain, dicha firma se crea utilizando una función hash criptográfica. Se basa en una fórmula muy compleja que toma cualquier línea de entrada y la convierte en una línea de salida única de 64 bits. Por ejemplo, puede insertar la palabra «Jinglebells» en este generador de hash en línea (hay otras opciones para algoritmos de hash, pero usaremos esto para este ejemplo específico), y verá que el resultado de la conversión de salida para esta cadena de datos en particular es la cantidad de hash será la siguiente línea:

761A7DD9CAFE34C7CDE6C1270E17F773025A61E511A56F700D415F0D3E199868

Si ingresa al menos un carácter al ingresar, por ejemplo, agregando un espacio, o cambiando la letra mayúscula o agregando un punto, el resultado será completamente diferente. Si agrega un punto al final de esta palabra y escribe “Jinglebells”, obtendrá la siguiente suma de hash para la salida de esta línea en particular:

B9B324E2F987CDE8819C051327966DD4071ED72D998E0019981040958FEC291B

Si elimina el punto nuevamente, obtenemos exactamente la misma línea que antes:

761A7DD9CAFE34C7CDE6C1270E17F773025A61E511A56F700D415F0D3E199868

El algoritmo hash de la función hash criptográfica siempre producirá el mismo resultado hasta que los datos de entrada cambien. Por lo tanto, cuando los datos de entrada cambian, el resultado del procesamiento de datos será diferente. La cadena de bloques de Bitcoin utiliza la función de cifrado hash para crear firmas de bloques digitales. En este caso, los contenidos del bloque se utilizan como datos de entrada, y la firma digital correspondiente es solo la salida. Echemos otro vistazo al bloque 1. Thomas envía 100 bitcoins a David.

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Suponga que la fila de datos de este bloque es la siguiente:

Bloque 1 Thomas -100 David +100

Si ingresa esta línea de datos en el algoritmo de hash, el hash de salida (firma) se verá así:

BAB5924FC47BBA57F4615230DDBC5675A81AB29E2E0FF85D0C0AD1C1ACA05BFF

Esta firma se agrega a los datos en el bloque 2. Supongamos ahora que David está transfiriendo 100 bitcoins Jimi. La cadena de bloques ahora se ve así:

Explicación de blockchain en 7 pasos: simple y asequible

La línea de datos del bloque 2 se ve así:

Bloque 2 David -100 Jimi +100 BAB5924FC47BBA57F4615230DDBC5675A81AB29E2E0FF85D0C0AD1C1ACA05BFF

Si ingresamos estos datos en el generador de hash, la salida recibirá la siguiente firma:

25D8BE2650D7BC095D3712B14136608E096F060E32CEC7322D22E82EA526A3E5

Por lo tanto, obtuvimos una firma para el bloque 2. Se utiliza una función hash criptográfica para crear firmas digitales para cada bloque único. Existe una amplia variedad de funciones hash, pero la cadena de bloques de Bitcoin utiliza el algoritmo hash SHA-256 como función hash. ¿Y cómo pueden estas firmas digitales evitar que alguien simplemente agregue una nueva firma a cada bloque posterior después de cambiar una de ellas (tal cambio no será detectado por nadie, pero con la condición de que todos los bloques permanezcan conectados correctamente y la gente simplemente no se dará cuenta) La respuesta radica en el hecho de que la cadena de bloques solo acepta hashes (firmas) que satisfacen ciertos requisitos de la propia cadena de bloques. Esto es controlado por el proceso de minería, cuya explicación se da en el paso 4.

Paso 4: ¿Cuándo cumple la firma los requisitos y quién firma los bloques?

El hecho es que la firma no siempre cumple con los requisitos. Un bloque se adjuntará a la cadena de bloques solo si su firma comienza, por ejemplo, con un cierto número de ceros consecutivos. Para aclarar este ejemplo, supongamos que solo los bloques cuyas firmas comienzan con al menos diez ceros son adecuados para agregarlos a la cadena de bloques. Sin embargo, como se explica en el paso 3, cada fila de datos tiene solo un hash único asociado. Pero, ¿qué pasa si la firma (hash) de un bloque no comienza con diez ceros? Bueno, para seleccionar una firma para un bloque que satisfaga los requisitos de la cadena de bloques, la cadena de datos del bloque debe cambiarse repetidamente hasta que la función hash emita una firma que comience con diez ceros. Dado que los datos de transacción y sus metadatos (número de bloque, marca de tiempo, etc.) deben permanecer sin cambios, se agrega una pequeña pieza especial de datos a cada bloque, con el único propósito de encontrar una firma adecuada cambiándola muchas veces. Este pedazo de datos de bloque se llama «nonce» o código no recurrente. Nonce es una cadena de números completamente aleatoria (nota: otros símbolos también se muestran en las figuras, pero un código de una sola vez solo puede consistir en números). Resumiendo la explicación que se acaba de dar, el bloque ahora contiene la siguiente información: 1) datos de transacción, 2) la firma del bloque anterior y 3) nonce (código de una sola vez). El proceso de cambiar repetidamente un código de una sola vez y datos de bloque hash para seleccionar una firma que cumpla con los criterios relevantes se llama minería, y los que se dedican a la minería se llaman mineros. Los mineros consumen electricidad en forma de potencia informática, cambiando constantemente la composición del bloque (nonce) y troceándolo hasta que encuentran la salida adecuada (firma). Cuanta más potencia informática tengan a su disposición, más rápido podrán mezclar diferentes composiciones de bloques y más probabilidades tendrán de encontrar una firma adecuada más rápido que otras. Este es un método peculiar de prueba y error o «método de búsqueda científica». El proceso anterior se puede ilustrar de la siguiente manera:

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Cualquier usuario en la red blockchain puede participar en este proceso descargando y ejecutando el software de minería apropiado en este blockchain en particular.

Una vez finalizados todos los preparativos necesarios, el usuario simplemente usa su poder de cómputo para tratar de resolver la falta del bloque. Aquí hay un ejemplo de un bloque de transacción que se ha agregado recientemente a la cadena de bloques de Bitcoin: bloque 521477:

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Fuente: blockchain.com (navegador blockchain)

Como puede ver, el hash (firma) de este bloque y el hash del bloque anterior comienzan con unos pocos ceros. No es fácil encontrar un hash de este tipo; para esto se necesitará mucha potencia y tiempo computacional o mucha suerte. Sí, a veces sucede que el minero es increíblemente afortunado, y encuentra una firma adecuada utilizando una potencia informática muy pequeña y en cuestión de minutos. Un ejemplo extremadamente raro de tal evento ocurrió recientemente con el bloque 523034. Algunos mineros pequeños con capacidades débiles encontraron la firma requerida en muy poco tiempo, mientras que todos los demás mineros en conjunto tenían un poder de cómputo de 7 billones de veces más. A modo de comparación, las probabilidades de ganar el premio mayor de Powerball son de una entre 292 millones. Esto significa que ganar el premio mayor de la lotería Powerball es 24,000 veces más fácil de lo que fue para este minero ganar la competencia de hash contra todos los demás miembros de la red. Y estás hablando de la cantidad de algunos ceros. En cualquier caso, es importante aprender de este capítulo que es muy difícil encontrar una firma adecuada para un bloque.

Paso 5: ¿cómo contribuye esto a la integridad de la cadena de bloques?

Como se describió anteriormente en el paso 3, cambiar el bloque lo desconectará de los bloques restantes en la cadena. Para que el resto de la red acepte el bloque modificado, debe unirse nuevamente a los bloques posteriores. ¿Entiendes a qué lleva esto? Como se explicó anteriormente, esto requerirá que cada bloque que sigue al modificado reciba una nueva firma. ¡Y esta firma debe cumplir con los requisitos de blockchain! Dar todos los bloques posteriores de nuevas firmas es un proceso muy costoso, que requiere mucho tiempo, aunque no parece imposible. En cualquier caso, esto todavía se considera imposible, y he aquí por qué:

Supongamos que un minero que es deshonesto en su mano ha cambiado algún bloque de transacciones y ahora está tratando de recoger nuevas firmas para los bloques posteriores para que el resto de la red acepte el cambio que realizó. El problema para él es que los otros participantes en la red blockchain al mismo tiempo también calculan nuevas firmas para nuevos bloques. Un minero fraudulento también se verá obligado a recoger nuevos hash para estos bloques a medida que se agregan al final de la cadena. Después de todo, tendrá que evitar romper la cadena y mantener todos los bloques conectados entre sí, incluida la adición constante de nuevos bloques. Si un minero no tiene el poder de cómputo que excede el poder del resto de la red combinada, nunca se pondrá al día con el resto de la red en busca de firmas.

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Millones de usuarios están explotando en la cadena de bloques de Bitcoin, como resultado de lo cual se puede suponer que ningún atacante u organización en la red poseerá más que el poder combinado de todos los demás participantes de la red, la potencia informática. En otras palabras, la red nunca aceptará ningún cambio en la cadena de bloques, haciendo que la cadena de bloques sea inquebrantable. Una vez que los datos se han agregado a la cadena de bloques, nunca se pueden cambiar. Sin embargo, hay una excepción. Pero, ¿qué pasa si un atacante tiene más poder de cómputo que el resto de la red combinada? Sí, teóricamente esto es posible. Esto se llama un «ataque del 51%» (se puede encontrar más información sobre esta vulnerabilidad en este artículo y aquí), y en el pasado ocurrió en varias cadenas de bloques. De hecho, un ataque del 51% en la cadena de bloques de Bitcoin requerirá costos mucho más altos en comparación con el beneficio esperado de la implementación de dicho ataque. Dicha operación requerirá no solo una gran cantidad de hardware, equipos de enfriamiento y espacio para acomodar toda esta potencia informática, sino que también estará cargada de riesgos de enjuiciamiento y, lo que es más importante, puede dañar radicalmente el ecosistema de la propia cadena de bloques, lo que reducirá significativamente el potencial ganancias debido a una fuerte caída en los precios de Bitcoin. Un intento de realizar un ataque del 51% es comparable en la práctica a una batalla contra todos los demás usuarios de este blockchain solo. Esta es también la razón por la que cuanto más usuarios participan en el proceso de minería, más segura se vuelve la cadena de bloques.

¡Felicidades por estar aquí! Espero que ahora entiendas por qué la cadena de bloques (grande) se considera inquebrantable. Sin embargo, ahora se está gestando una pregunta importante: ¿cómo se evita que los mineros agreguen bloques dañados a la cadena de bloques (por ejemplo, datos de transacciones falsificados)? Esto está bloqueado a nivel técnico; se puede encontrar más información sobre las transacciones en la cadena de bloques en este artículo.

Paso 6 – ¿Cómo se regula la blockchain? ¿Quién establece las reglas?

La cadena de bloques de Bitcoin sigue un modelo de gestión democrático y, por lo tanto, actualiza su registro del historial de transacciones (y, por lo tanto, los saldos de bitcoin) de acuerdo con lo que la mayoría de sus usuarios consideran cierto. El protocolo blockchain hace esto automáticamente, siempre siguiendo los registros de la cadena de bloques más larga disponible, ya que supone que esta cadena está representada por la mayoría. Al final, se requiere el poder de cómputo de la mayoría para crear la versión más larga de blockchain. Por el mismo principio, el bloque modificado es rechazado automáticamente por la mayoría de los participantes de la red. La mayor parte de la red rechaza automáticamente el bloque modificado porque ya no está asociado con la cadena más larga en la cadena de bloques.

En la cadena de bloques de Bitcoin, todo el historial de transacciones y los saldos de billetera son información disponible públicamente (blockchain.info). Cualquiera puede ver cualquier billetera o transacción que haya ocurrido hasta la primera transacción completada (3 de enero de 2009). Aunque los saldos de billetera pueden ser verificados por cualquier persona en el dominio público, los propietarios de estas billeteras permanecen en gran medida anónimos. Aquí hay un ejemplo de una billetera que todavía contiene 69,000 bitcoins, que ascendían a aproximadamente $ 500 millones en el momento de la escritura. La última vez que se usó en abril de 2015, pero desde entonces no se ha observado ninguna actividad.

El paso final, paso 7: ¿Qué pasa con las criptomonedas?

Las criptomonedas son esencialmente una forma modificada de Bitcoin. La mayoría de las criptomonedas se construyen sobre la base de sus propios protocolos de blockchain, cuyas reglas pueden diferir de la blockchain de Bitcoin. Bitcoin fue concebido como una moneda, es decir, debe funcionar explícitamente en el papel del dinero. Monero es una criptomoneda con la misma función, pero se implementan algunas reglas adicionales en su protocolo blockchain que la convierten en una moneda más confidencial (las transacciones en la cadena blockchain de Monero son mucho más difíciles de rastrear). Sin embargo, a las criptomonedas se les puede asignar cualquier forma de valor, dependiendo de su emisor. También se les puede llamar «tokens». Tales tokens pueden proporcionar a sus propietarios el derecho a «algo», comenzando por una licencia de juego o acceso a redes sociales y terminando con acceso a recursos como la electricidad o el agua, en general, no hay nada que enumerar. A un token de criptomoneda se le puede asignar un valor de absolutamente cualquier tipo. Todas las transacciones con criptomonedas se registran en varias cadenas de bloques y se pueden intercambiar en línea a través de intercambios de criptomonedas y sitios de intercambio p2p, como, por ejemplo, HodlHodl. Este es un nuevo dinero de internet. Un buen ejemplo de un sector de la economía en el que tienen un impacto significativo es en los mercados de valores. Existe una alta probabilidad de que en el futuro, las acciones de las empresas y otros derechos de propiedad se tengan en cuenta en forma de tokens en la cadena de bloques. Pero el uso de blockchains no se limita a registrar valores de material en forma de tokens. Las cadenas de bloques también tienen la capacidad de mantener registros de forma segura, como registros médicos, tarjetas de identificación, información histórica, registros de impuestos y mucho, mucho más. Es por eso que la tecnología es tan voluminosa, y ni siquiera he mencionado la descentralización (otro de los aspectos más significativos de la cadena de bloques).

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