¿Qué es la tecnología Blockchain?

La tecnología blockchain es esencial para que las criptomonedas operen. Para entender cómo funciona, imagina un libro de contabilidad digital que está distribuido en muchos lugares al mismo tiempo. Este libro puede ser revisado por cualquier persona, pero lo interesante es que nadie puede modificarlo.

¿Cómo funciona el blockchain?

¿Qué es la blockchain?

En su esencia, la blockchain es una cadena formada por bloques. Cada uno de estos bloques contiene un grupo de transacciones recientes, como si fuera una página de un libro de contabilidad que se llena y luego se agrega a una larga lista de registros. Una vez que un bloque es añadido a la cadena, modificarlo resulta extremadamente complicado. Por ejemplo, en el caso de Bitcoin, cambiar un bloque requeriría una cantidad gigantesca de poder de cómputo que costaría miles de millones de dólares. Por eso, los datos en una blockchain son seguros y confiables.

Mempool

Cada bloque dentro de la cadena incluye tres elementos principales:

Datos de la transacción: Por ejemplo, quién envió una cantidad de criptomonedas y quién las recibió.
Hash del bloque: Una especie de “huella digital única” para identificar ese bloque.
Hash del bloque anterior: Un código que conecta el bloque actual con el anterior, asegurando que todo esté enlazado.

Gracias a estos elementos, la blockchain forma una cadena inmutable que mantiene la seguridad de las transacciones.

Además, la blockchain funciona con el respaldo de una red de computadoras conocidas como nodos, que están distribuidas por todo el mundo. Cada nodo guarda una copia completa de la cadena (o, si no la tiene, puede obtenerla fácilmente) y colabora para validar y registrar nuevas transacciones. Cuando alguien realiza una transacción, los nodos la verifican antes de agregarla a un bloque. Este sistema descentralizado de verificación es lo que hace que la blockchain sea tan segura y resistente a fraudes.

Tipos de blockchain

La tecnología blockchain se puede clasificar según diferentes criterios. Para entender sus fundamentos, nos centraremos en su acceso a los datos y los permisos que tienen los usuarios. A continuación, te explicamos las principales categorías.

Según el acceso a los datos

Blockchain pública: Este tipo de blockchain está abierta para cualquier persona en el mundo que tenga acceso a Internet desde su computadora o celular. Todas las transacciones y operaciones que se realizan son públicas y cualquier usuario puede consultarlas. Este es el tipo más común y el más usado en el ámbito de las criptomonedas. Algunos ejemplos son Bitcoin y Ethereum.
Blockchain privada: A diferencia de las públicas, estas cadenas no están abiertas al público general. Para usarlas, necesitas una invitación y el acceso está limitado a usuarios específicos. Este tipo de blockchain es común en empresas que buscan mejorar sus procesos internos, como la gestión y el seguimiento de datos. Ejemplos de empresas que utilizan blockchain privada son Walmart y British Airways.
Blockchain híbrida: Este modelo combina características de las blockchains públicas y privadas. Funciona aplicando la tecnología de una blockchain privada, pero almacenando el hash de los bloques en una blockchain pública. Es una opción muy usada por gobiernos para gestionar identidades digitales, en cadenas de hospitales y por grandes empresas. Ejemplos de esto son BigchainDB y Evernym.

Según los permisos

Las blockchains se dividen en autorizadas o sin permiso:

Tipo de Blockchain	Descripción	Uso común	Ejemplos
Blockchain sin permisos	Cualquier usuario puede crear bloques y procesar transacciones. La blockchain sin permiso permite que cualquiera participe en el sistema.	Sistemas abiertos y públicos.	Bitcoin, BNB Chain, Ethereum
Blockchain con permiso	Solo algunos usuarios tienen permiso para crear bloques y procesar transacciones. La blockchain con permiso requiere que los participantes reciban autorización para participar.	Entornos privados, como una organización o empresa.	N/A

¿Cómo funciona la blockchain?

La blockchain opera a través de una red de nodos, que son dispositivos (como computadoras, celulares, etc.) que se conectan a la red y ayudan a que esta funcione. Cada nodo tiene una copia de la base de datos, que se actualiza constantemente con las nuevas transacciones que se realizan en la red. Para que una transacción sea válida, debe ser verificada por la mayoría de los nodos, utilizando un mecanismo de consenso que evita fraudes y el doble gasto.

Una vez que se verifica, la transacción se agrega a un bloque, que es cerrado y difundido a toda la red. Así, se crea un registro público y compartido de todas las operaciones que se han llevado a cabo en la blockchain.

Para entenderlo mejor, pongamos un ejemplo utilizando criptomonedas. Supongamos que queremos enviar 1 bitcoin a otra persona.

Ejemplo: ¿Cómo funciona la blockchain?

El usuario A ingresa la dirección de la billetera del usuario B y la cantidad de criptomonedas que quiere enviar al usuario B.
El usuario A firma la transacción con su clave privada y la envía a la red blockchain.
Los nodos de la red validan la transacción y la agregan a un nuevo bloque.
El nuevo bloque se une a la cadena de bloques y se propaga a todos los nodos de la red.
El usuario B recibe el dinero en su billetera y puede verificar la transacción en un explorador de blockchain.
Tanto el usuario A como el usuario B pueden consultar el historial de sus transacciones y el saldo de sus billeteras en cualquier momento.
El usuario A y el usuario B pueden enviar y recibir más dinero a otros usuarios de la red blockchain siguiendo los mismos pasos.

Algoritmos de consenso en la blockchain

La tecnología blockchain utiliza diferentes tipos de algoritmos para alcanzar consensos. Estos algoritmos permiten validar bloques ya sea mediante la minería, que utiliza potencia computacional y hardware, o bloqueando criptomonedas en un contrato inteligente para asegurar la red. Los validadores son quienes confirman las transacciones, y como recompensa reciben una comisión por su trabajo.

Por ejemplo, la minería de Bitcoin utiliza el algoritmo SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit). Este algoritmo de hash se usa para garantizar la seguridad de las transacciones. Cada bloque en la blockchain tiene un “hash único” o “identificador único” que es generado por SHA-256. Esto asegura la integridad de la información almacenada. Los demás mineros en la red verifican esta información para asegurarse de que sea legítima y confiable.

¿Cómo trabajan los mineros en la blockchain?

Los mineros en la blockchain resuelven problemas matemáticos complejos para agregar un nuevo bloque a la cadena. En el caso de Bitcoin, los mineros usan el algoritmo SHA-256 para encontrar un valor conocido como “nonce”. Este valor, combinado con otros datos del bloque, genera un hash que cumple con ciertos requisitos. Este proceso se llama prueba de trabajo (Proof of Work o PoW) y garantiza la seguridad y la descentralización de la red.

Los mineros compiten entre ellos para resolver estos problemas matemáticos. Quien logre resolverlo primero tiene la oportunidad de agregar el bloque a la cadena. Como recompensa, el minero recibe nuevas criptomonedas, además de las comisiones de transacción que pagan los usuarios.

Esta competencia entre los mineros asegura que las transacciones sean válidas y que la información en la blockchain se mantenga íntegra. De esta forma, la red está protegida y es confiable, ya que los mineros están distribuidos por todo el mundo.

Tipos de pruebas en las blockchains

Entendiendo la blockchain y sus variantes

La blockchain es una tecnología de registro distribuido (DLT, por sus siglas en inglés: Distributed Ledger Technology). Este término engloba varias tecnologías, incluida la blockchain, y todas comparten la característica de descentralizar y distribuir el registro de datos.

La blockchain como una forma de DLT

La blockchain organiza la información en bloques que están encadenados de manera secuencial y segura. Cada bloque incluye un grupo de transacciones y un hash que lo conecta al bloque anterior, formando una cadena inmutable de datos.

Diversidad de DLTs

Existen otras formas de DLT además de la blockchain. Por ejemplo:

Grafo Acíclico Dirigido (DAG): Este modelo no utiliza bloques y organiza las transacciones de manera diferente. Un ejemplo de esto es Hedera Hashgraph.
Tangle: Este modelo, que también elimina la necesidad de bloques, es utilizado en tecnologías como IOTA.

Aunque frecuentemente se utiliza el término "blockchain" para referirse a las tecnologías que soportan las criptomonedas, no todas las DLTs son blockchains. La blockchain es solo una de varias alternativas dentro de las DLTs.

Tipos de pruebas en las blockchains

Para entender cómo funcionan las blockchains, es importante conocer los mecanismos de consenso que utilizan para validar transacciones y garantizar la seguridad de la red. A continuación, describimos los principales tipos:

Prueba de Trabajo (PoW)

La Prueba de Trabajo (Proof of Work o PoW) es un mecanismo de consenso que asegura la red blockchain mediante la potencia computacional de dispositivos de hardware. Los mineros, que son los participantes de la red, deben resolver cálculos matemáticos complejos para confirmar las transacciones y agregar nuevos bloques a la cadena.

Este sistema hace que engañar a la red sea extremadamente costoso, pero actuar de manera honesta resulta rentable para los mineros. Sin embargo, es un proceso que consume una gran cantidad de energía y tiene una escalabilidad limitada.

Ejemplos de blockchains que utilizan PoW: Bitcoin, Litecoin y Zcash.

Proof of Stake (PoS)

La Prueba de Participación (Proof of Stake o PoS) es otro mecanismo de consenso, ampliamente utilizado en las criptomonedas modernas. A diferencia de PoW, que requiere un alto consumo energético para validar transacciones, PoS es un método más eficiente y sostenible.

En este sistema, los participantes, conocidos como validadores, "apuestan" o "estaquean" una cantidad de sus criptomonedas como garantía. Los validadores son seleccionados de forma aleatoria para crear y confirmar bloques en la red.

PoS reduce el consumo de energía y mejora la escalabilidad, lo que lo hace más amigable con el medio ambiente.

Ejemplos de blockchains que utilizan PoS: Ethereum, Binance Coin y Polkadot.

Proof of Authority (PoA)

La Prueba de Autoridad (Proof of Authority o PoA) es un protocolo de consenso diseñado específicamente para redes blockchain privadas, donde hay un alto nivel de confianza entre los participantes. A diferencia de otros mecanismos de consenso, PoA no depende de resolver problemas matemáticos complejos, como sucede en la Prueba de Trabajo (PoW), ni de tener criptomonedas en “stake”, como en la Prueba de Participación (PoS).

En el caso de PoA, la validación de transacciones está a cargo de entidades de confianza que han sido previamente autorizadas, conocidas como validadores. Estos validadores son seleccionados con base en su reputación y se espera que actúen de manera honesta, ya que su identidad está asociada al proceso. Este enfoque permite una mayor eficiencia y escalabilidad, por lo que es ideal para aplicaciones empresariales y consorcios.

Existen varias blockchains que implementan PoA, como Ethereum Clique, GoChain y redes de prueba como Kovan. Este protocolo destaca por su simplicidad y rapidez. Sin embargo, su principal debilidad es que su éxito depende completamente de la confianza en los validadores seleccionados, lo que introduce un grado de centralización.

Ejemplos de blockchains que utilizan PoA:

Ethereum Clique
GoChain
Redes de prueba como Kovan

Proof of History (PoH)

La Prueba de Historia (Proof of History o PoH) es un algoritmo innovador diseñado para optimizar la eficiencia del consenso en las blockchains. Este sistema utiliza una función criptográfica llamada Función de Retardo Verificable (VDF), la cual permite generar marcas de tiempo únicas para cada bloque en la blockchain.

A diferencia de otros protocolos de consenso, PoH no se enfoca en validar transacciones, sino en establecer el orden cronológico de los eventos. Este método reduce significativamente la carga de trabajo de los nodos, ya que elimina la necesidad de repetir procesos complejos de consenso para confirmar la secuencia de las transacciones.

Las blockchains que usan PoH funcionan como un notario temporal, proporcionando un sello de tiempo confiable para cada transacción. Este registro histórico no solo mejora la seguridad y la integridad de la blockchain, sino que también facilita la verificación de eventos pasados. Al separar el proceso de creación de marcas temporales del consenso, PoH permite una validación más eficiente de las transacciones y acelera el rendimiento general de la red.

Un claro ejemplo de implementación de PoH es Solana, donde este algoritmo trabaja en conjunto con otros mecanismos de consenso para ofrecer una plataforma de alto rendimiento.

Ejemplo de blockchain que utiliza PoH:

Solana

Ahora que ya sabes que es la tecnología blockchain

La tecnología blockchain sigue transformando diferentes sectores gracias a su capacidad para ofrecer transparencia, seguridad y descentralización. Aunque su aplicación comenzó con las criptomonedas, su uso se ha extendido a otros campos como las finanzas descentralizadas (DeFi), el almacenamiento en la nube, las identidades digitales y el Internet de las Cosas (IoT).

Con mecanismos de consenso como PoA y PoH, la blockchain se adapta a necesidades específicas, ofreciendo soluciones eficientes para entornos empresariales o plataformas de alto rendimiento. Sin duda, la blockchain tiene el potencial de seguir revolucionando nuestra interacción con el mundo digital, brindando herramientas innovadoras para los desafíos actuales y futuros.