Qué es blockchain y cómo funciona, explicado desde cero

Blockchain es un libro de registro digital que muchas computadoras mantienen al mismo tiempo, normalmente sin que una sola empresa o gobierno lo controle. Cada operación se guarda en un bloque, y los bloques se unen en una cadena. Una vez publicada, una operación casi no puede cambiarse sin que la red lo note.

La idea en una frase

Piensa en un cuaderno de cuentas que no está en una oficina, sino repartido entre cientos de personas. Cada una tiene una copia, y todas tienen que coincidir. Si alguien intenta borrar una línea de su copia, las demás copias no van a coincidir con la suya y el cambio queda en evidencia.

Esa combinación de registro compartido y copias repartidas es lo que hace distinta a la blockchain frente a una base de datos tradicional. En un banco, el registro vive en los servidores de la institución, que decide qué se guarda y qué se corrige.

Cómo se agrupan las operaciones

Las operaciones nuevas se envían a toda la red. Algunos participantes las juntan en un bloque. Un bloque tiene dos partes: una cabecera con datos sobre el propio bloque, y el contenido, que es el conjunto de operaciones.

Cada cabecera guarda una referencia criptográfica al bloque anterior. Esa referencia es lo que convierte una lista de bloques en una cadena. Además, cada operación está firmada por quien la envió, así que nadie puede enviar una operación a nombre de otro sin tener su clave.

Qué es una función hash

Una función hash toma cualquier dato, como un texto, una foto o un bloque entero, y produce una huella corta de longitud fija. La misma entrada siempre da la misma huella, así que cualquiera puede repetir el cálculo y comprobar el resultado.

La propiedad clave es que un cambio mínimo en la entrada cambia por completo la huella. Si alguien altera una sola letra de un bloque, su huella deja de coincidir con la que guarda el bloque siguiente. Por eso, modificar un bloque viejo obliga a rehacer las huellas de todos los bloques posteriores.

NIST explica que las funciones hash criptográficas son de un solo sentido: a partir de la huella no es viable reconstruir la entrada original. Por eso la huella sirve para comprobar datos, no para recuperarlos.

Claves públicas, claves privadas y firmas

Cada persona en una blockchain tiene un par de claves. La clave pública funciona como una dirección a la que otros pueden enviar. La clave privada es la que permite firmar, es decir, demostrar que una operación salió de quien dice ser.

La firma digital se verifica con la clave pública, pero solo puede crearse con la privada. Por eso, quien pierde su clave privada pierde el control de lo que tiene asociado. Ninguna institución puede recuperarla por él.

Cómo se ponen de acuerdo

Como no hay un jefe, la red necesita un método para decidir qué bloque es válido. Ese acuerdo se llama consenso. NIST señala que existen muchos modelos de consenso, cada uno con ventajas y desventajas según el caso.

El ejemplo de Bitcoin, descrito en su documento técnico de 2008, usa una competencia de trabajo computacional, la llamada prueba de trabajo. Los participantes buscan un número que haga que la huella de un bloque cumpla cierta condición. Cuesta mucho encontrarlo y es fácil de verificar para los demás. Según ese documento, la cadena más larga es la que la red considera correcta.

Otros sistemas usan otros caminos, como la prueba de participación, que reemplaza el cálculo por bloqueos de monedas. Esa diferencia se explica con más detalle en la guía sobre proof of work frente a proof of stake.

Un ejemplo con números redondos

Supón que una persona en La Paz envía US$ 1.000 a alguien en Quito por medio de una blockchain pública. La operación se firma con la clave privada del remitente, se incluye en un bloque y la red la verifica antes de aceptarla.

Si después alguien quisiera cambiar esa operación para decir US$ 100, tendría que rehacer el bloque y todos los que siguen, y superar el trabajo de la red honesta. Es una tarea enorme, que en la práctica desalienta el intento. Este número es solo un ejemplo para entender el mecanismo, no una cifra real.

Pública o privada: dos tipos de red

NIST separa las blockchains en dos grandes categorías según quién puede publicar bloques.

En una red sin permiso, el consenso suele exigir recursos reales, como trabajo computacional, porque cualquiera puede intentar engañar. En una red con permiso, los participantes ya se conocen y pueden acordar reglas más rápidas, aunque la confianza pasa a depender de quien controla el acceso.

Lo que blockchain no resuelve

Blockchain no es un activo, y tampoco asegura que lo que se registra sea verdad. Si alguien registra un dato falso, la cadena lo guardará igual. La tecnología asegura el historial, no la honestidad de quien escribe.

NIST también advierte que la tecnología no resuelve todos los problemas. Hay que considerar cómo se trata a los usuarios maliciosos, quién opera la red y las limitaciones de cada implementación.

Estos son algunos errores al empezar:

• Confundir la tecnología con un activo seguro. Una red puede ser sólida y aun así el token que circula en ella bajar de valor.
• Perder la clave privada. Sin ella no hay forma de demostrar propiedad ni recuperar fondos.
• Caer en estafas que usan la palabra blockchain como gancho, con promesas de rendimientos sin riesgo.

Sobre qué es legal en Bolivia o Ecuador, revisa las guías de cada país, porque las reglas cambian y no es el mismo tema que la tecnología.

Más a fondo

Para quien quiera seguir, el documento de NIST describe con más detalle los componentes técnicos, los modelos de consenso y los contratos inteligentes, que son programas que se ejecutan sobre la red. Antes de entrar en eso, conviene tener clara la diferencia entre dinero digital y la red que lo registra. Para eso sirve la guía sobre qué es una criptomoneda, y la de qué es Ethereum muestra cómo una red puede ejecutar programas además de registrar pagos. La forma de guardar las claves se explica en la guía sobre qué es una billetera cripto.