Blockchain se protege mediante varios mecanismos que incluyen técnicas de criptografía avanzadas, modelos de comportamiento y toma de decisiones matemáticas. La tecnología Blockchain es la estructura detrás de la mayoría de los sistemas de moneda digital y es lo que evita que dichas monedas digitales se dupliquen y destruyan.
La utilidad de la tecnología blockchain también se está explorando en otros contextos donde la inmutabilidad y la seguridad de los datos son valiosas. Algunos ejemplos incluyen el registro y seguimiento de datos de donaciones caritativas, bases de datos médicas y gestión de la cadena de suministro.
Sin embargo, la seguridad de blockchain está lejos de ser una cuestión sencilla. Por lo tanto, es muy importante comprender los conceptos y mecanismos básicos que brindan una fuerte protección a estos sistemas innovadores.
El concepto de eternidad y consenso.
Si bien hay muchas características que desempeñan un papel en la seguridad asociada con blockchain, las dos características más importantes son los conceptos de consenso e inmutabilidad. El consenso se refiere a la capacidad de los nodos en una red blockchain distribuida para acordar el estado de la red y la validez de las transacciones. Generalmente, el proceso de llegar a un consenso se basa en lo que se denomina algoritmo de consenso.
Por otro lado, la Inmutabilidad, se refiere a la capacidad de la cadena de bloques para evitar cambios en las transacciones confirmadas. Si bien estas transacciones a menudo se relacionan con la transferencia de moneda digital, también pueden referirse a otras formas de datos digitales, como el historial no financiero.
Combinados, el consenso y la inmutabilidad proporcionan un marco para la seguridad de los datos en las redes blockchain. Aunque el algoritmo de consenso es lo que determina las reglas del sistema que deben seguirse, y todos los participantes relevantes deben estar de acuerdo sobre el estado actual de la red, la inmutabilidad garantiza la integridad de los datos y el historial de transacciones después de que se confirma cada nuevo bloque de datos. su validez.
El papel de la criptografía en la seguridad blockchain
Las cadenas de bloques dependen en gran medida de la criptografía para garantizar la seguridad de sus datos. Una de las funciones criptográficas muy importantes en este contexto es el hash. Hashing es un proceso en el que un algoritmo conocido como función hash recibe datos de entrada (de cualquier tamaño) y produce una salida predeterminada que tiene un valor con una longitud definida.
Independientemente del tamaño de entrada, la salida siempre tendrá la misma longitud. Si la entrada cambia, la salida cambiará en consecuencia. Sin embargo, si la entrada no cambia, el resultado hash siempre será el mismo, incluso si la función hash se realiza varias veces.
En blockchain, el valor de salida, conocido como hash, se utiliza como identificador único para un bloque de datos. El hash de cada bloque resultante está relacionado con el hash del bloque anterior. Además, el bloque hash depende de los datos contenidos en el bloque, lo que significa que cualquier cambio que se produzca en esos datos requerirá cambios en el bloque hash.
Por tanto, el hash de cada bloque se genera en base a los datos contenidos en ese bloque y el hash del bloque anterior. Estos marcadores hash desempeñan un papel importante a la hora de garantizar la seguridad y la inmutabilidad de la cadena de bloques.
Hashing también juega un papel en el algoritmo de consenso utilizado para validar transacciones. Por ejemplo, el algoritmo de prueba de trabajo (PoW) utilizado en la cadena de bloques de Bitcoin para lograr consenso y extraer nuevas monedas utiliza una función hash llamada SHA-256. Como sugiere el nombre, SHA-256 toma datos de entrada y produce un hash de 256 bits o 64 caracteres.
Además de brindar protección para el historial de transacciones en el libro mayor, la criptografía también desempeña un papel para garantizar la seguridad de las billeteras utilizadas para almacenar moneda digital. Los pares de claves públicas y privadas que permiten a los usuarios recibir y enviar pagos se crean mediante el uso de criptografía de clave pública o "asimétrica". La clave privada se utiliza para crear una firma digital para la transacción y permite la autenticación de la propiedad de las monedas enviadas.
Aunque hay muchas propiedades de la criptografía asimétrica que no se tratan en este artículo, esta criptografía asimétrica evita que cualquier persona ajena al propietario de la clave privada acceda a los fondos almacenados en una billetera de moneda digital y protege los fondos hasta que el propietario decida usarlos. ellos (siempre que la clave privada no sea divulgada ni comprometida).
Criptoeconómico
Además, además de la criptografía, un nuevo concepto conocido como criptoeconomía también desempeña un papel en el mantenimiento de la seguridad de las redes blockchain. Se relaciona con un campo de aprendizaje conocido como teoría de juegos. Que es un modelo matemático de toma de decisiones racionales en situaciones donde se han determinado las reglas y recompensas. Si bien la teoría de juegos tradicional se puede aplicar a muchos usos, la criptoeconomía modela y describe específicamente el comportamiento de los nodos en los sistemas distribuidos de blockchain.
Brevemente, la criptoeconomía es el estudio de la economía dentro del alcance de los protocolos blockchain y los posibles resultados del comportamiento de los participantes. La seguridad derivada de la criptoeconomía se basa en la idea de que los sistemas blockchain brindan mayores incentivos para que los nodos actúen con honestidad que para involucrarse en comportamientos maliciosos o ilícitos. Una vez más, el algoritmo de consenso de prueba de trabajo utilizado en la minería de Bitcoin es un buen ejemplo de este tipo de estructura de incentivos.
Cuando Satoshi Nakamoto creó el marco para la minería de Bitcoin, lo diseñó intencionalmente para que fuera un proceso costoso y que requiriera muchos recursos. Debido a su complejidad y demandas computacionales, minar con el algoritmo PoW implica una enorme inversión de dinero y tiempo, independientemente de dónde y quién esté el nodo de minado. Por lo tanto, dicha estructura supone una desventaja para las actividades maliciosas y una ventaja para las actividades mineras honestas. Los nodos deshonestos o ineficientes serán rápidamente eliminados de la red blockchain, donde los mineros honestos y eficientes tienen el potencial de ganar grandes recompensas en bloque.
Asimismo, este equilibrio entre riesgo y recompensa también brinda protección contra posibles ataques que podrían alterar el consenso. Esto se puede hacer asignando la mayor parte del hash ratio de la red blockchain a un grupo o entidad. Un ataque como este, conocido como ataque del 51%, puede ser extremadamente dañino si se lleva a cabo con éxito. Debido a la alta competitividad de la minería de prueba de trabajo y al gran tamaño de la red Bitcoin, es muy poco probable que alguien con intenciones maliciosas consiga hacerse con el control de la mayoría de los nodos.
Además, el coste de la potencia informática necesaria para obtener el 51% del control de una red blockchain gigante es astronómico, lo que supone una desventaja directa si se compara esta enorme cantidad de inversión con la recompensa potencial relativamente pequeña. Esto contribuye a una característica de la cadena de bloques conocida como tolerancia a fallas bizantinas (BFT), que es esencialmente la capacidad de un sistema distribuido de continuar funcionando normalmente si algunos nodos se ven comprometidos o actúan incorrectamente.
Mientras los costos necesarios para hacer que la mayoría de los nodos actúen de manera maliciosa no sean rentables y, por otro lado, proporcionen mayores incentivos para que los nodos actúen honestamente, el sistema podrá continuar desarrollándose sin grandes interrupciones. Sin embargo, es importante saber que las pequeñas redes blockchain son muy vulnerables a ataques masivos porque el ratio de hash total dedicado al sistema es mucho menor que el de Bitcoin.
Conclusión
Mediante el uso combinado de la teoría de juegos y la criptografía, blockchain puede tener un mayor nivel de seguridad como sistema distribuido. Sin embargo, para lograrlo, casi todos los sistemas requieren de la correcta aplicación de estas dos áreas de conocimiento. El equilibrio adecuado entre descentralización y seguridad es esencial para el desarrollo de una red de moneda digital confiable y eficaz.
A medida que los usos de blockchain evolucionen, sus sistemas de seguridad también cambiarán para satisfacer las necesidades de diferentes aplicaciones. Ahora, las cadenas de bloques privadas están empezando a desarrollarse para las empresas, y dependen más de la seguridad a través del control de acceso que de mecanismos de teoría de juegos (o criptoeconómicos) que no son críticos para la seguridad de las cadenas de bloques públicas.