Tecnología blockchain

Quim de Dalmases Juanet

La tecnología blockchain se ha creado para disponer de un registro de información digital, público, accesible, seguro, descentralizado e inmutable que proporcione total confianza sobre su contenido a sus usuarios. Todo ello, se consigue combinando tecnología y economía. Tecnologías como las bases de datos, la criptografía, las redes peer-to-peer (P2P), combinadas con metodologías de economía que resuelven aspectos que la tecnología no podía resolver. Como ejemplo, encontramos la incorporación de un sistema de incentivos que equilibre el beneficio de todos los participantes mediante un reparto equitativo (o, cuanto menos, democrático) de premios, beneficios y valor económico cuantificado mediante una modalidad de token, las criptomonedas.

Si queremos entender qué aporta la tecnología blockchain, deberemos entender todos esos conceptos, tanto tecnológicos como económicos. Deberemos comprender cómo pueden sincronizarse para implementar la transmisión segura de valor digital. El objetivo final es que sea la propia tecnología blockchain la que certifique las operaciones realizadas y libere a sus usuarios de la dependencia de un tercero de confianza (papel que actualmente representan las instituciones gubernamentales, los bancos o entes con reputación adquirida). 

Para disponer de este registro de información digital, usaremos una base de datos sobre una red P2P, pero no una base de datos tradicional, sino una especial, capaz de almacenar un histórico no modificable de todas las transacciones que envían los usuarios y procesan los nodos  desde la puesta en funcionamiento de la red blockchain. Los participantes podrán acceder a leer y escribir en el registro, pero una vez grabada la información en la red no se podrá modificar (inmutabilidad).

Para que todo funcione se incorpora un sistema que gobierne la red: un sistema de consenso. Mediante este algoritmo de consenso se establece un sistema de decisión y ejecución de acciones basado en la obtención de ese derecho por algún participante, ya sea por ser acreedor de algún tipo de mérito o por votación entre los participantes de la red. El conjunto de participantes conforma la comunidad de la red blockchain, con derecho a decidir su destino.

Un aspecto importante es que el almacenamiento de la base de datos es distribuido en todos los nodos (participantes) de la red P2P. Cada uno de los nodos dispone de una copia exacta de la base de datos. Cuantos más nodos participan en la red, más difícil será intentar fraudulentamente modificar un registro de la base de datos, ya sea por la falta de capacidad para modificar todos los nodos (por tiempo y computación), o por el inmenso coste y pérdidas que implica intentarlo y no tener éxito.

La criptografía aporta dos aspectos esenciales en la tecnología blockchain, el uso de la función hash y la criptografía asimétrica, que utiliza dos claves, una pública y una privada para encriptar información, con la capacidad de que la información encriptada con una clave puede ser desencriptada por la otra. Dada una información, si le aplicamos la función hash nos proporciona siempre un mismo código de longitud fija, que no puede usarse para volver a obtener la información original. Además, si se realiza un cambio en la información original, por pequeño que sea, generará un código hash diferente. Así pues, la función hash la utilizaremos como una “huella digital”. La información original no se habrá modificado si disponemos de su hash original y, al volver a calcularlo, este no varía.

Una comunicación será segura si, primero, enviamos un mensaje que contiene su hash adjunto y utilizamos la clave privada del emisor para cifrarlo todo (mensaje y hash); y, segundo, a ese cifrado, incluimos la clave pública del emisor y lo codificamos todo con la clave pública del destinatario. Entonces, el destinatario es el único que puede descifrar el envío con su clave privada y, además, estará seguro de que el mensaje no ha sido modificado por el camino porque dispone del código hash para verificarlo y puede hacerlo con seguridad sobre su autor, porque accede al contenido con la clave pública del emisor. Este sería un ejemplo de cómo el uso de criptografía asimétrica y la función hash aplicadas a nuestro registro digital descentralizado garantizan su seguridad y autenticidad, haciendo innecesaria la necesidad de un tercero de confianza, ya que el sistema es seguro, confiable y transparente para todos los participantes.

Los usuarios se conectarán a los nodos de la red blockchain y comunicarán sus demandas mediante el envío de transacciones que, si acaban ejecutándose, se almacenarán en la base de datos organizadas en una cadena de bloques (blockchain); en caso contrario, serán rechazadas.

El algoritmo de consenso, sea cual sea, determina qué nodo entre los designados como candidatos puede añadir un bloque a la blockchain. Este bloque estará formado por todas las transacciones verificadas y ejecutables por todos los nodos en el momento que el bloque se añada con éxito a la blockchain, con la particularidad de almacenar también el hash del bloque anterior asegurando así la inmutabilidad de la cadena de bloques.

Existen varios tipos de blockchain:

• Pública: si es abierta y nos permite disponer de un nodo de manera voluntaria.
• Privada: cuando los nodos pertenecen a uno o más particulares y el acceso y uso solo es posible con permisos previos.
• Híbrida cuando la base de la blockchain es privada, pero respalda información de interés no privada sobre una blockchain pública (actuando como ente de transparencia y auditoría).

La evolución de la tecnología blockchain ha generado un nuevo calificativo para las redes blockchain públicas: permisionadas o no. Las redes blockchain públicas “puras” no requieren permiso para participar, pero, si se aplica algún tipo de permiso para seleccionar quién tiene derecho a participar la consideraremos una red blockchain pública permisionada. También existen redes blockchain que dan servicio basándose en la existencia de una organización empresarial exterior previa, guiada por negocios o intereses comunes. Estas reciben el nombre de redes blockchain de tipo consorcio o federadas.

Es importante tener en cuenta que, a pesar de ser una tecnología reciente y pendiente de evolución, su inmenso potencial es indiscutible. Por eso, es esencial saber identificar cuándo nos interesará aplicarla. A continuación presentamos algunos ejemplos:

• Entornos digitales con participantes desconocidos que necesitan colaborar en un negocio. Puede dar pie a establecer formas de interacción innovadoras:

• Compras compartidas.
• Asesorías virtuales.
• Préstamos.

• Entornos donde cada participante realiza un proceso dentro de una cadena de producción. Es útil para seguimientos, cronologías de eventos, comprobaciones de tareas.

• Auditorías en entornos de producción: Productor – Transportista – Vendedor.
• Procesos de calidad o diseño.
• Procesos industriales.
• Proyectos de investigación.

• Entornos donde las credenciales de cada participante no son negociables y es necesario seguir y registrar el rastro de actividad preservando la privacidad y certeza de los datos.

• Currículo académico (CV).
• Certificación de títulos o trayectoria laboral.
• Premios y reconocimiento social.
• Autoría propiedad intelectual.
• Registro bienes y raíces (dependerá de la legislación de cada país).
• Certificaciones individuales.

• Negocios o aplicaciones donde la actividad de terceros puede abaratar nuestros costes de producción o complementar nuestro negocio si confiamos en su información.

• Aseguradoras y bancos.
• Uso de proveedor de energía o servicios como aval de pagos.
• Entidades reguladoras y entidades estatales.
• Seguros médicos y empresas de laboratorios médicos.

• Procesos donde la inversión económica puede ser distribuida entre varios:

• Inversión inmobiliaria distribuida.
• Establecimiento de nuevos mercados de cooperación.

• Procedimientos donde la transmisión de valor es parte del proceso:

• Pagos internacionales.
  • Tokenización de materias primas.
  • Comercio.

• En negocios donde la velocidad de procesamiento es indispensable o cercana a procesos en tiempo real no se recomienda usar la tecnología blockchain como forma de almacenamiento de la información.

• Sistemas de monitorización.
  • Sistemas de control de dispositivos o sistemas informáticos.
  • Sincronización de procesos.

La adopción de la tecnología blockchain puede hacerse conociendo su funcionamiento interno o simplemente usándola. El libro Blockchain práctico es una apuesta de formación para aprender a aplicarla.

Para utilizar la tecnología, debemos disponer de una billetera digital y participar en redes existentes enviando y recibiendo transacciones o programar aplicaciones web descentralizadas (DApps). Estas aplicaciones se diferencian de las tradicionales, pues, en lugar de almacenar la información en una base de datos tradicional, la información crítica se almacena en una red blockchain utilizando contratos inteligentes. La información crítica es aquella que certifica o autoriza una acción, proceso, servicio o evento, y puede ser susceptible de ser falsificada por un participante para su propio beneficio. El código de los contratos inteligentes es un caso de información crítica.

información crítica.

Blockchain práctico  presenta tres casos de uso de la tecnología blockchain:

1. Implementación de un sistema de conocimiento colaborativo con incentivos. Programar sobre la red blockchain pública compatible Ethereum, aunque funcionalmente resida en la testnet de Sepolia.
2. Implementación de un sistema de auditoría de mensajería entre empresas que colaboren en algún proyecto de negocio. Crear una blockchain privada con Hyperledger Fabric.
3. Implementación de una metodología para la dirección y gestión de un proyecto blockchain. Emplear el caso de uso Foodchain_Km0, un proyecto blockchain sostenible para la venta de producto de proximidad y marca de calidad sobre la blockchain pública compatible Ethereum.

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