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Todo lo que necesitas saber sobre la arquitectura de la cadena de bloques

Blockchain es tendencia ahora y ha ganado adopción masiva. Pero, ¿qué es y cómo funciona? Averigua todo lo que necesitas saber sobre este sistema, tipos y componentes accesibles.

¿Qué es?

Es bastante obvio, pero se trata de una base de datos que almacena bloques de datos cifrados y luego los encadena. Este sistema fue publicado hace 30 años por un equipo de expertos, y fue diseñado para poner marcas de tiempo a los documentos digitales, de modo que cualquiera es capaz de antedatarlos o editarlos.

Sin embargo, la tecnología blockchain pasó prácticamente desapercibida hasta que se adoptó hace más de diez años para lanzar la mayor moneda virtual llamada BTC.

Se trata de un libro mayor distribuido al que pueden acceder todas las partes. Es importante señalar que una vez que la información se integra en una cadena de bloques, los miembros no pueden editarla. Hablemos de los bloques y de su funcionamiento.

Cada bloque de una cadena de bloques contiene información, el hash del propio bloque y el hash de la unidad anterior. Los datos guardados en un bloque dependen del tipo de blockchain. Por ejemplo, un sistema muy extendido y destacado es la cadena de bloques de Bitcoin y la arquitectura de la cadena de bloques de Bitcoin. Acumula toda la información sobre los clientes de una transferencia y el número de activos.

Cada bloque también tiene un hash, que es único. Un hash identifica el bloque y todo su contenido y siempre está "pendiente", como una marca de dedo. Una vez hecho un bloque, se calcula su hash. Editar cualquier cosa dentro del bloque hará que el hash varíe. Por tanto, si cambia el hash de un bloque, ya no es el mismo elemento.

El tercer elemento dentro de cada bloque es el hash de la unidad anterior. Esto crea efectivamente una cadena de bloques, y es esta técnica la que hace que una cadena de bloques sea tan segura y sólida.

Por tanto, cambiar un solo bloque dañará todos los bloques siguientes y los hará ineficaces. Pero utilizar hashes no basta para evitar las falsificaciones. La tecnología más avanzada puede calcular una enorme cantidad de hashes por segundo. Esto significa que puedes manipular un bloque y recalcular todos los hashes de los demás bloques para que tu cadena de bloques vuelva a ser válida.

Las cadenas de bloques aplican la prueba de trabajo para ralentizar el desarrollo de nuevos bloques. En el caso de la cadena de bloques de Bitcoin, se tarda unos diez minutos en calcular la prueba de trabajo necesaria e integrar un nuevo bloque en la cadena. Este mecanismo hace que sea falso manipular bloques, porque si modificas un bloque, tendrás que recalcular la prueba de trabajo de todos los bloques siguientes.

La seguridad del sistema y de la arquitectura blockchain depende del uso creativo del hashing y de los mecanismos de prueba de trabajo. Además, se extiende.

En lugar de tener una única entidad que supervise la cadena, una cadena de bloques utiliza una red P2P en la que cualquiera puede entrar (suponiendo que la cadena de bloques sea pública). Cuando alguien se une a esta red blockchain, obtiene una copia completa del sistema. Este nodo puede utilizar la copia de la cadena de bloques para asegurarse de que todo es correcto.

Veamos ahora si un nuevo bloque puede integrarse en un sistema blockchain. Ese nuevo bloque se reenvía a todos los nodos de la red. A continuación, cada nodo verifica el bloque para asegurarse de que no es falso. En cuanto se confirmaba, cada nodo incorporaba este bloque a su propia estructura de cadena de bloques. Los nodos de la red acaban llegando a un consenso: llegan a un acuerdo sobre qué unidades están activas y cuáles no.

Los bloques que hayan sido modificados serán excluidos por otros nodos del sistema blockchain. No podrás cambiarlo porque tienes que controlar más de la mitad de la red blockchain.

¿En qué consiste?

Una cadena de bloques es un libro o registro financiero abierto en el que cada transacción está probada y autorizada. Una cadena de bloques se desarrolla como una red descentralizada de millones de máquinas electrónicas, denominadas comúnmente nodos. Es una arquitectura de base de datos extendida en la que cada parte desempeña el papel de un administrador de red que entra voluntariamente en el ecosistema. No hay datos consolidados, y los usuarios lo revisan constantemente. Por tanto, los hackeos son improbables.

La arquitectura Blockchain admite una gama cada vez mayor de registros ordenados conocidos como bloques. Cada bloque tiene una marca de tiempo, y está unido al elemento anterior.

Componentes de una arquitectura blockchain

He aquí los principales componentes de una arquitectura blockchain:

Nodo - una máquina electrónica en toda la arquitectura de la cadena de bloques (cada nodo tiene una copia autónoma de todo el libro mayor de la cadena de bloques).

Bloque - Un compartimento de datos sellado que contiene:

  • el código hash de la unidad anterior en la fila de bloques
  • un código hash nativo que reconoce el bloque
  • un conjunto de transacciones con marca de tiempo

Transacción - Registro de datos verificado por los participantes que sirve como confirmación casi inmutable de la autenticidad de una transacción financiera o contrato inteligente.

Mineros - Nodos que validan los bloques antes de añadirlos al sistema blockchain

Cadena - Un orden de unidades conocidas como bloques

Consenso (protocolo): conjunto de normas y acuerdos para ejecutar transacciones de blockchain.

Tipos

Privado

Una arquitectura de cadena de bloques privada permite que sólo un determinado grupo de miembros (organizaciones o personas) acceda a los materiales. Estas arquitecturas blockchain las construyen las empresas con el objetivo de aumentar el beneficio o la eficacia general. Su fiabilidad está garantizada por los objetivos comunes de los participantes y los algoritmos de consenso de prueba de participación (PoS) y tolerancia bizantina a fallos (BFT).

Una arquitectura de cadena de bloques privada desacopla el protocolo principal de la cadena de bloques de la capa de contratos inteligentes. Utilizando una cadena de bloques privada, puedes abrir un área de transacciones programable conocida como contrato inteligente, así como mercados en línea.

Público

Una arquitectura de cadena de bloques pública funciona sobre la base de algoritmos de consenso de prueba de trabajo (PoW) y utiliza protocolos adecuados. Una cadena de bloques pública no necesita ningún permiso, ya que es de código abierto. Puedes definir nuevos bloques con su estado actual, ya que es de código abierto. También puedes descargar el código de una cadena de bloques y comprobar las transacciones en la red.

Esto hace posibles las transacciones en todo el ecosistema. Una arquitectura de cadena de bloques pública proporciona operaciones transparentes pero no reveladas o seudónimas. Las cadenas de bloques de Ethereum, Bitcoin y Litecoin son públicas.

Consorcio

Y por último, pero no por ello menos importante, una arquitectura blockchain de consorcio. En este tipo de arquitectura blockchain, cualquier participante puede unirse y verla, pero sólo es posible cambiar o añadir información con la autorización de otras partes. Las empresas utilizan este tipo de blockchain para fidelizar a sus clientes. Es fiable debido a la presencia de confianza entre los usuarios y a los mismos algoritmos de consenso PoS y BFT.

Según el tipo de estructura de blockchain y su contexto, este ecosistema puede estar más centralizado o descentralizado. Esto sólo pertenece al diseño de la arquitectura de la cadena de bloques y a quién gestiona el libro mayor de la cadena de bloques. Una blockchain privada está centralizada, ya que está gobernada por un equipo con alta privacidad. Por el contrario, una versión pública es abierta y difundida.

En una blockchain pública, todos los registros son accesibles para todo el mundo, y cualquiera puede participar en ella. Pero este tipo de blockchain es menos eficiente, ya que cada nuevo registro tarda un tiempo considerable en ser aceptado en la arquitectura blockchain.

En cuanto a su rendimiento y al tiempo necesario para procesar cada operación en una blockchain pública, tampoco es ecológico. La mayor potencia de procesamiento es obligatoria en comparación con la arquitectura blockchain.

Pros

De confianza

El proceso de transacción tradicional cuenta con un tercero participante, como una entidad bancaria, una plataforma de pago o una tarjeta bancaria. Por tanto, cobran una comisión adicional por procesar cada transacción. La principal ventaja de la tecnología Blockchain es que todas las transacciones realizadas son públicas. También se reduce el coste total, y ofrece a los consumidores una comisión mínima.

Los nodos de la red distribuida de la tecnología blockchain verifican cada etapa de la transacción y sustituyen la necesidad de interposición de terceros. El proceso en el que los mineros verifican constantemente todo tipo de transacciones 24 horas al día, 7 días a la semana, se llama minería.

Así pues, la tecnología blockchain nunca deja de controlar los aspectos de las transacciones y es casi impenetrable para los tramposos. Excluir a los intermediarios reducirá los riesgos de depender de una sola empresa y también los costes.

Pagos instantáneos con costes reducidos

Las transferencias realizadas a través de blockchain son rápidas, pero con un coste global reducido. Los procesos tradicionales de las etapas de transacción, que requieren mucho papel, se sustituyen sin esfuerzo por el registro único de la cadena de bloques. Se consigue bien con tratos de confianza, incluso sin interferencia de terceros.

No hay lugar para el papeleo pesado, y las transacciones se procesan sin problemas y casi sin fallos. Los activos virtuales ayudan a agilizar los procesos de forma más rápida y con tarifas bajísimas.

Estable

Uno de los principales pros es su estabilidad. Las empresas pueden confiar en estos sistemas que tienen una mayor retención en sus servicios. Una vez que los datos se descargan en el libro mayor digital, no tienes posibilidad de excluirlos o editarlos. Por tanto, puede ser una gran solución para una plataforma.

Todos los datos guardados en una cadena de bloques son transparentes y accesibles para todos los participantes. La precisión y el ecosistema sin papeles permiten una mayor transparencia en todo el proceso de la transacción. También es fácil hacer un seguimiento de las transferencias realizadas con antelación.

No es necesario crear varios libros mayores para distintos miembros. Se emite un único libro de contabilidad blockchain estable entre los miembros con menos actividades fraudulentas.

No hay lugar para el control total

La tecnología Blockchain puede controlar más eficazmente los servicios clave gestionados por las autoridades existentes. Puede hacer, guardar y procesar datos sobre cada operación en cualquier momento.

Las autoridades financieras, al igual que las autoridades, no tienen ningún control sobre las criptodivisas. Y la razón principal es la tecnología blockchain. Como sabemos, la intervención de las autoridades ha provocado a menudo el desplome del dinero fiduciario, causando inflación o hiperinflación debido a la emisión de demasiadas monedas fiduciarias en un corto periodo de tiempo.

Como la cadena de bloques no tiene un gobierno central, las autoridades de los distintos países no tienen ninguna posibilidad de controlarla ni de influir en los criptoactivos.

Seguridad mejorada y mayor rendimiento

La tecnología Blockchain ofrece transacciones más rápidas y fiables al eliminar la intervención de terceros, mejorar la eficiencia y agilizar los procesos.

Las personas dependerán de las cadenas de bloques para no depender de una sola empresa para todo su proceso. Una vez que se reclama una transacción, el sistema difunde la información a un amplio conjunto de redes abiertas en lugar de a un único lugar como en el sistema tradicional de realizar transacciones. Esto puede evitar actividades ilícitas y ciberdelitos.

Contras

Por desgracia, la cadena de bloques tiene varios contras. Según las últimas investigaciones, hoy en día se producen algunos tipos de ataques en la industria. Debes ser consciente de estas cuestiones, y aquí están.

Problemas con la clave privada

Las direcciones están formadas por claves privadas individuales. Eso significa que cada participante tiene su clave privada para realizar estas transacciones. La encriptación está relacionada con la cadena de bloques de clave pública y sus procesos. Esta dirección de clave pública se comparte con las personas a las que se accede a través de sus claves privadas.

Si la persona pierde su clave privada, el proceso se convierte en un fracaso. No pueden hacer nada para salvar su dinero ni realizar más trámites.

No es 100% seguro

Todos sabemos que blockchain ofrece la máxima fiabilidad y seguridad a sus consumidores. Pero es importante tener en cuenta que no está totalmente protegido, y siguen sufriendo ataques con frecuencia.

Es tan crucial que los estafadores pueden piratear y hacerse con el control del sistema. La amenaza a la seguridad se agudiza por la naturaleza latente de este sistema bitcoin. El anonimato es bienvenido, pero identificar a los estafadores que intentan realizar transacciones ilícitas es bastante difícil, y es un punto débil de la tecnología blockchain.

Problemas de escalabilidad

Los expertos en TI y otros participantes de la esfera señalan que BTC es la mejor moneda para elegir. Por eso la tecnología blockchain merece atención. Pero debemos destacar que sólo procesa siete operaciones en cuestión de un segundo.

En cuanto a los problemas de escalabilidad, es crucial decir que el rango de transacciones en cada nodo es limitado. Por eso, a veces los consumidores tienen problemas y deben esperar para completar sus transacciones.

Si tenemos en cuenta la velocidad de transacción de blockchain, ampliar el abanico de participantes activos es una mala idea. Los procedimientos bancarios ordinarios son rápidos y más escalables en comparación con la cadena de bloques.

Extremadamente volátil

Las altcoins que se utilizan en la tecnología blockchain son volátiles. Por ejemplo, la carrera desenfrenada de BTC. Su precio cambia cada minuto.

Una de las razones de estas salvajes fluctuaciones de precios es que los activos, así como la tecnología descentralizada blockchain, son novatos en el segmento financiero. Esto significa que las empresas, las autoridades y otros grupos tienen la posibilidad de influir en los precios y provocar fuertes fluctuaciones. Estas subidas y bajadas de precios suscitan preocupación entre los posibles inversores. Por tanto, es difícil que empiecen a utilizar BTC o cualquier otra altcoin.

Es Difícil de Modificar

En la tecnología blockchain, es difícil añadir o modificar detalles en cuanto se registran. También puede considerarse una desventaja. El problema es que tienes que cambiar y reescribir los códigos para modificar los datos. Por tanto, este proceso consume mucho tiempo.

Pero es crucial decir que un sistema estable no es tan bueno como se pretende. Por tanto, los registros irreversibles y los complicados procesos de modificación como protagonistas de la tecnología blockchain pueden causar un impacto negativo en el servicio.