Cadena de bloques (blockchain) más allá que bitcoin

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Blockchain: una mirada profunda al futuro digital



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Si por algo es claramente identificada la tecnología de cadena de bloques (Blockchain), es porque ha revolucionado el sistema financiero tradicional, pero no es el único sector donde se implementa

Publicado el 27 oct 2023




La tecnología de cadena de bloques (Blockchain) transforma la manera en que se hacen negocios, sobre todo porque sus aplicaciones han llegado para aumentar la seguridad transaccional.

Al eliminar la duplicación de esfuerzos y permitir una mayor confianza entre los participantes, el blockchain logra una eficiencia mejorada.

Expertos de Gartner en la materia consideran que, en el momento de estar totalmente desarrollada, la tecnología de blockchain se sumará a las capacidades de la inteligencia artificial (AI, por sus siglas en inglés) y a la potencia del internet de las cosas (IoT), con lo cual se abrirá la puerta a nuevos modelos socioeconómicos.

En los hechos, esta tecnología ya ha revolucionado la cadena de suministro, la distribución de alimentos, los servicios financieros, el Gobierno, el comercio minorista y otras industrias.

Fundamentos de la tecnología de cadena de bloques (Blockchain)

La cadena de bloques o blockchain es una tecnología de registro distribuido que permite el almacenamiento y la verificación de transacciones de manera segura y transparente.

Las transacciones se registran en bloques que se van enlazando para formar una cadena, dando lugar a un historial inmutable.

En blockchain, existen varios elementos clave que contribuyen a su funcionamiento.

Los principales son los bloques, los hashes, la criptografía y las redes P2P (peer-to-peer).

Los bloques son unidades de información que contienen conjuntos de transacciones confirmadas.

Para cada bloque hay un identificador o firma digital única llamada hash, que lo enlaza con el bloque anterior. La cadena de bloques, que se forma al enlazarlos mediante los hashes, da lugar a una secuencia cronológica e inmutable de transacciones.

Inmutabilidad, una de las principales características del blockchain

Es precisamente la inmutabilidad una de las características más importantes de la tecnología blockchain, así como la transparencia que de ella se deriva.

Esta permite a cualquiera ver los datos almacenados en la cadena de bloques, con lo cual se refuerza su carácter de plataforma abierta y descentralizada para verificar y rastrear la información.

Una vez que se registran los datos en una cadena de bloques, no es posible eliminarlos ni modificarlos.

Se trata de un registro permanente, ideal para evitar, por ejemplo, la desinformación o los deepfakes (videos creados o modificados con deep learning, un tipo de inteligencia artificial, hasta lograr que parezcan reales).

La criptografía es la base para proteger las transacciones y la información en la tecnología blockchain, resultando prácticamente imposible la manipulación de datos en la cadena de bloques.

Gracias a los hashes se crea un registro tanto seguro como transparente de todas las transacciones e información almacenada.

Por último, las redes P2P que representan una manera descentralizada de compartir información, misma que es verificada y autenticada por la red, eliminando el riesgo de manipulación o alteración.

En materia de transacciones financieras peer-to-peer, los pagos se agilizan y se reducen los costos asociados, ya que blockchain permite que sucedan sin requerir de intermediarios.

Importancia de la tecnología de cadena de bloques (Blockchain)

El carácter disruptivo de la tecnología de cadena de bloques es un elemento fundamental para entender por qué en unos pocos años se ha desarrollado con la fuerza que lo ha hecho.

Hoy por hoy se le considera la mejor opción para garantizar la integridad de información transaccional en el tiempo.

Un análisis comparativo entre los sistemas centralizados, como las bases de datos tradicionales, versus los distribuidos, como las cadenas de bloques, puede llevarse a cabo en otro momento.

Así que destacamos solamente que la diferencia principal entre ambos esquemas es el diseño.

En un sistema centralizado hay un administrador único de quien depende buena parte del funcionamiento, los permisos.

Mientras que en un sistema distribuido la gestión es colectiva y descansa en protocolos y acuerdos robustos para garantizar la confianza y seguridad del ecosistema.

A la hora de elegir una tecnología de almacenamiento de datos, si los criterios son utilidad, velocidad y precisión, la alternativa es una base de datos tradicional.

En cambio, si se trata de innovación, verificación y automatización, la cadena de bloques es la que prevalece.

Aplicaciones en diferentes sectores

Si por algo es claramente identificada la tecnología de cadena de bloques es porque ha revolucionado el sistema financiero tradicional.

Desde 2008 en que nace el bitcoin, asociado a blockchain, la mayoría de las criptomonedas (entre las que se cuentan ethereum, litecoin o ripple) han adoptado esta tecnología.

Aunque el uso de las criptomonedas (y por tanto de la tecnología que les da soporte) va más allá de la mera fórmula de inversión.

Estas funcionan para la compra y venta de bienes y servicios, entre los que se cuentan los del mercado inmobiliario, así como también las materias primas en las cadenas de suministro.

Otra área de aplicación de las cadenas de bloques es el de las transacciones entre entidades financieras, sobre todo para compra de valores y materia primas, facilitando la seguridad al mismo tiempo que evitando a los hackers.

En otros terrenos, hay organizaciones no gubernamentales (ONG) que trabajan para facilitar la cooperación internacional que favorece los envíos solidarios de donaciones (alimentos, medicinas, ropa, combustible, entre otros) para que los afectados reciban la ayuda sin intermediarios y sin corrupción, basando todo el proceso transaccional en tecnología de cadenas de bloques.

Protección de derechos digitales, un reto en blockchain

La protección de derechos digitales representa otra importante área de aplicación para la tecnología de cadena de bloques, ya que ésta permite el registro de la existencia del consentimiento expreso —de cumplimiento obligado por ejemplo en Europa, de acuerdo con el Reglamento General de Protección de Datos Total o Parcialmente Automatizados—.

Actividades como crowdfunding, monetización de creaciones artísticas como música o fotografía, archivos documentales gubernamentales, se benefician ampliamente de las aplicaciones de cadena de bloques.

Características y componentes clave del blockchain

Son tres las características clave que en la práctica habilitan todos los beneficios de la tecnología de cadena de bloques: inmutabilidad, descentralización y privacidad.

Inmutabilidad

Es la característica principal de la cadena de bloques.

Significa que los datos no pueden ser cambiados ni modificados después de su creación.

Gracias a esta capacidad se pueden registrar transacciones tales como contratos, ventas o compras, sabiendo que una vez incorporados, los datos no puedan alterarse retroactivamente sin la alteración de todos los bloques posteriores.

La técnica de cifrado hashing es la que permite la inmutabilidad.

Descentralización

Implica que no existe una entidad única centralizada que controle o tome decisiones.

La naturaleza distribuida de la cadena de bloques significa que todos los participantes tienen el mismo nivel de acceso, por lo que ninguno en lo individual puede alcanzar poder suficiente para poner en riesgo el uso de la tecnología a nivel colectivo.

Privacidad

Está asegurada gracias al complejo sistema de encriptación que se utiliza, no obstante, esta característica en particular está siendo cuestionada tanto en las redes de cadena de bloques públicas como en las privadas y seguramente va a presentar modificaciones en breve.

En cuanto a los componentes principales en la tecnología de cadenas de bloques, hay ocho que están presentes en todas las plataformas de blockchain públicas, a saber:

  1. Una red P2P
  2. Mensajes
  3. Reglas de consenso
  4. Una máquina de estados
  5. Una cadena de bloques.
  6. Un algoritmo de consenso.
  7. Un esquema de incentivos
  8. Y una o varias implementaciones de los anterior en un entorno abierto.

Funcionamiento detallado de la tecnología de cadena de bloques (blockchain)

Para enfocar la explicación del funcionamiento detallado de la tecnología de cadena de bloques, es importante hacer una distinción: a dicha tecnología se le caracteriza como un libro de registro o libro mayor digital descentralizado.

Con lo cual suele generarse cierta confusión relacionada con la tecnología de contabilidad distribuida (DTL, por sus siglas en inglés), cuya esencia es que son tecnologías de libro mayor distribuido.

Las DTL se expresan en varias formas, siendo una de ellas la tecnología blockchain o cadena de bloques; otras DTL son TEMPO y DAG.

Blockchain y el registro histórico de las transacciones

Entonces, una cadena de bloques es equivalente a un registro histórico de las transacciones, donde cada bloque está encadenado al bloque anterior siguiendo una secuencia, que se registra de forma inmutable en una red P2P.

Cada transacción es etiquetada criptográficamente con un identificador único, la transferencia de datos tiene un emisor y un receptor claramente identificados y además es posible rastrear desde las primeras transferencias hasta la última, en orden secuencial, sin alteración alguna.

El paso a paso de esta tecnología tiene en primer lugar un nodo o usuario que inicia una transacción firmando con su clave privada, la cual genera una firma digital única e inalterable.

Si hay un intento de modificación, la firma digital cambia, no es posible verificarla y la transacción es rechazada.

Luego, la transacción es transmitida a los nodos de verificación. Los varios métodos que hay para verificar si la transacción es o no válida, se llaman algoritmos de consenso.

Cuando lo nodos verifican que la transacción es auténtica, esta obtiene un lugar en el registro, una marca de tiempo y una identificación única para que no pueda ser alterada.

Esto es un bloque, que enseguida se vincula con el bloque anterior y así sucesivamente, formando una cadena de bloques.

El consenso, prioridad en el blockchain

Ahora bien, el consenso, es decir, el método para llegar a un acuerdo, es una de las prioridades centrales en una cadena de bloques, porque sin él, se carece de acuerdo entre los nodos.

Hay muchos algoritmos para lograr el consenso en la tecnología de cadena de bloques, cada uno con sus características y funcionamiento.

Uno de los primeros, muy conocido, es prueba de trabajo (proof of work), donde los nodos reciben el nombre de mineros, cuya tarea es resolver problemas matemáticos complejos apoyándose en la potencia computacional de sus dispositivos para verificar los bloques.

Los nombres de otros algoritmos incluyen proof of importance, of history, of capacity, of burn, of activity, of elapsed time, of stake velocity, tolerancia práctica a fallas bizantinas, y otros más.

Autenticación en el blockchain

Del consenso, pasamos a la autenticación basada en tecnología de cadena de bloques, que es aplicable en muchos sectores de actividad económica.

Cualquier sector que utilice internet de las cosas requiere de autenticación para garantizar seguridad y es aquí donde se puede apreciar la versatilidad de su aplicación, porque las claves de cifrado y verificación se almacenan en la plataforma blockchain.

En tanto que el proceso ofrece protección contra cualquier tipo de ciberataques como phishing o ataque de intermediario (man-in-the-middle attack),

Los cuatro tipos de redes de cadena de bloques (blockchain)

Las redes públicas de blockchain son accesible para cualquier usuario.

Los integrantes de la red tienen derecho a la lectura, transmisión y validación de la información. Determinar qué bloques se agregan a la red es tarea de los nodos.

Si se quiere formar parte de estas redes, hay que descargar la aplicación para conectarse, solicitar a los nodos la versión más actualizada de la cadena de bloques, con lo cual se accede a los mismos derechos que el resto de participantes. bitcoin y ethereum son posiblemente las redes públicas más conocidas.

Redes privadas de cadenas de bloques

Por su parte, las redes privadas de cadenas de bloques, no son accesibles a cualquier usuario. La participación sucede gracias a una invitación, ya que hay una única entidad que se encarga de mantener la cadena, dar permisos, proponer transacciones y aceptar bloques, es decir que está totalmente centralizada.

Los ejemplos relevantes de este tipo de redes son Hyperledger, R3 y Corda, que más adelante revisaremos en su carácter de protocolos.

Redes hibridas en el blockchain

En el caso de las redes híbridas de blockchain, tenemos la combinación de las dos anteriores.

Se requiere de invitación para formar parte de la red, pero aquí la información registrada es pública para cualquier usuario, y la gestión de la red híbrida está a cargo de organizaciones que además llevan a cabo copias del registro.

Este formato no está asociado a ninguna criptomoneda; los administradores son quienes aportan los recursos para generar los hashes.

Redes de consorcio en el blockchain

De consorcio, también conocidas como permisionadas.

Se trata de redes privadas destinadas a grupos de empresas o entidades.

Son más rápidas, escalables y con mayor privacidad en las transacciones.

El mecanismo de consenso es mantenido por una serie de nodos seleccionados previamente, que son parte de varias de las empresas participantes y que cuentan con la confianza todas las entidades involucradas.

Un buen ejemplo de uso está en el sector bancario.

Protocolos de cadena de bloques (blockchain)

Sabiendo que los protocolos son los conjuntos de reglas que se aplican para concretar una tarea en particular, tenemos que en blockchain los protocolos se aplican en redes descentralizadas para garantizar que funcionen los distintos aspectos de la plataforma.

Hyperledger

Fue creado en 2015; es un marco empresarial de código abierto administrado por Fundación Linux, cuyo objetivo es proporcionar directrices universales para implementar blockchain.

Se caracteriza por tener un protocolo de seguridad robusto, enfoque colaborativo, desarrollo de tecnología de punta y buen desempeño en el manejo de propiedad intelectual.

Tiene muchas herramientas disponibles. Honeywell Aerospace y la FDA (Food Drug Administration) lo utilizan.

Quorum

Tiene como propósito resolver problemas del sector financiero. Es una creación de la firma JP Morgan, es un proyecto de código abierto.

Se beneficia del enfoque y arquitectura de Ethereum. Es un marco de blockchain empresarial muy utilizado y se le considera uno de los mejores.

Es un protocolo maduro, con buen rendimiento, transacciones mejoradas y privacidad de contratos. Empresas como la propia JP Morgan, ING y Amazon Web Services hacen uso de él.

Corda

El consorcio bancario R3 (con más de 70 instituciones bancarias afiliadas), está a cargo de la gestión y desarrollo de Corda, el protocolo empresarial más adecuado para las organizaciones bancarias y en general relacionadas con las finanzas.

Usa algoritmos de consenso para garantizar transparencia y trazabilidad, al igual que contratos inteligentes para la automatización de la mayoría de soluciones bancarias.

Es de código abierto, seguro, estable e interoperable. Como ejemplo, la corporación china de servicios financieros Union Pay es usuaria de Corda.

Enterprise Ethereum

Bajo la premisa de que ethereum es el ecosistema de cadena de bloques más grande y más confiable, la fórmula que hace viable su uso en las empresas, es a través del “permiso” para crear redes privadas autorizadas.

Las cadenas de bloques privadas creadas mediante Enterprise Ethereum están separadas de las cadenas públicas, no obstante, son totalmente capaces de interactuar con las cadenas públicas cuando se requiere.

También permiten un mejor nivel de privacidad, rendimiento mejorado y escalabilidad.

El respaldo para ello es la Enterprise Ethereum Alliance (EEA), comunidad global de negocios, desarrolladores e innovadores.

Multichain

Este protocolo es considerado el más adecuado para empresas.

Se precia de permitir la construcción e implementación de aplicaciones blockchain con calidad y velocidad.

Es personalizable, maneja seguridad flexible, activos ilimitados y un esquema desarrollador amigable. Accenture y SAP utilizan Multichain.

Evolución de la tecnología de cadena de bloques (blockchain)

Blockchain es una tecnología joven bajo la perspectiva de la evolución que ha tenido internet desde la década de los sesentas del siglo pasado.

No obstante, hay tres generaciones claramente identificadas en el desarrollo de esta tecnología de cadena de bloques a partir de su origen en el año 2008.

Primera generación de blockchain

La primera generación está intrínsecamente ligada a Bitcoin, de hecho, todavía hay quienes hablan de blockchain y de bitcoin como si fueran lo mismo, porque la tecnología de cadena de bloques comenzó con la red de la criptomoneda bitcoin y para promover el uso de las monedas digitales.

La idea central fue un símil de un libro de contabilidad o libro mayor público , compartido, donde un bloque albergaba la información de transacciones bitcoin.

La vinculación de los bloques se establecía mediante un proceso de verificación criptográfica, dando lugar a una cadena inamovible o inmutable.

Muchas de las características centrales de blockchain no han cambiado desde su origen.

Segunda generación de blockchain

La segunda generación está marcada por ethereum y la incorporación de los contratos inteligentes a la tecnología de cadena de bloques.

Estos contratos se autogestionan, de acuerdo con los parámetros que se programen para ello, realizando cambios según resulte necesario y sin la participación de entidades externas.

La utilización de contratos inteligentes tiene todavía mucho potencial de desarrollo a futuro.

Tercera generación de blockchain

La tercera generación tiene que ver directamente con la escalabilidad, que por ahora es un factor de preocupación entre los desarrolladores de blockchain.

La expectativa es que más temprano que tarde se dé a conocer un desarrollo que deje atrás el problema de la escala para la tecnología de cadena de bloques.

Uno de los factores que está haciendo de blockchain una tecnología muy solicitada en sectores diversos es que el registro puede referirse a un activo tangible, físico, tal como es el caso de un inmueble, o bien, a un activo intangible, como es el caso de una patente.

Mención aparte requieren los NFT (tokens no fungibles) tecnología basada en blockchain que en el mundo digital es la manera revolucionaria de autenticar, poseer y comercializar activos digitales únicos.

De esta manera, no sólo las criptomonedas hacen uso de las cadenas de bloques, sino que las aplicaciones para votación electrónica y para gestión de identidad, por mencionar solo dos ejemplos, ya son una realidad que no tardará en expandirse.

Beneficios de la tecnología de cadena de bloques (blockchain)

La adopción de tecnología de cadena de bloques por parte de cada vez más organizaciones, no ha dejado de crecer, ampliando el abanico de áreas y sectores que la utilizan gracias a los beneficios que reporta.

Por ejemplo, la digitalización y huella auditable de la cadena de bloques crea escenarios denominados one truth (una sola verdad) para la información, como resultado de que todos los datos en la plataforma están basados en tecnología de registro distribuido, permitiendo a los participantes un acceso remoto e inmediato tanto a documentos como a transacciones.

Disminuye el riesgo operativo en las organizaciones, a partir de que se trata de un proceso descentralizado e incorruptible.

Para las cadenas de bloques, las soluciones de depuración se llevan a cabo en tiempo real y sin riesgos de errores, en buena medida gracias a la programación y codificación de transacciones mediante los contratos inteligentes.

Ahorro en perdidas y costos

Se reducen las pérdidas, ya que, como cada bloque de la cadena se relaciona con los anteriores, hay una disminución significativa en el número de conciliaciones de la información, que se vuelven automáticas y con muy pocos errores humanos en el proceso.

Ahorro en costos, que va más allá de la eficiencia operativa.

Blockchain con su digitalización y automatización, incide en la reducción del costo de capital, de los costos de cumplimiento y cobertura regulatoria, así como los de la gestión de riesgos.

Creación de nuevos mercados, en los cuales se satisface la necesidad de bases de datos incorruptibles, descentralizadas e inmediatas, tan necesarias en todo tipo de industrias.

Empresas que utilizan blockchain

Organizaciones cuyos nombres nos resultan bastante familiares han estado utilizando la tecnología blockchain desde 2018.

Las mejoras que han experimentado desde entonces estimulan que sigan ampliando su uso al interior de sus estructuras de negocio, por ejemplo, para la gestión de cadena de suministro, la resolución de disputas, almacenar registros médicos, validar la identidad de pasajeros, trazabilidad de productos alimenticios y otros muchos.

Algunas de ellas son FedEx, UPS, Alibaba, Metlife, Prudential, Walmart, Nestlé, Facebook, Samsung, Apple, Toyota.

Diferencias entre bitcoin y la cadena de bloques (blockchain)

La tecnología de cadena de bloques o tecnología blockchain, está asociada desde su origen con las criptomonedas, particularmente con bitcoin, pero puede funcionar sin ellas.

De hecho, hay marcadas diferencias entre ambas cosas.

  • Blockchain es una base de datos distribuida, en tanto que bitcoin es una criptomoneda
  • Blockchain es el registro digital para mantener las transacciones criptográficas, mientras que bitcoin es una moneda digital.
  • La cadena de bloques se trata de transparencia, bitcoin busca el anonimato.
  • Blockchain tiene usos en cada vez más sectores de actividad económica, en tanto que bitcoin tiene dos usos principales, como medio de pago y como reserva de valor.
  • Las cadenas de bloques están descentralizadas y utilizan criptografía para mantenerse seguras.
  • Por su parte, Bitcoin usa la tecnología blockchain para registrar transacciones en forma segura.

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