capítulo
Cadena de bloques 101
¿Cómo funciona la cadena de bloques?
¿Para qué se utiliza blockchain?
Capítulo 1 - Cadena de bloques 101
Tabla de contenido
¿Qué es la cadena de bloques?
¿Cómo están conectados los bloques?
Blockchain y descentralización
Problema de los generales bizantinos
¿Por qué blockchain necesita implementar la descentralización?
¿Qué es una red peer-to-peer?
¿Qué es un nodo blockchain?
Cadena pública y cadena privada
¿Cómo funciona la transacción?
Cómo operar con Bitcoin
Cómo retirar Bitcoin de Binance
Cómo enviar Bitcoin desde Trust Wallet a Electrum
¿Quién inventó la tecnología blockchain?
Pros y contras de la tecnología Blockchain
ventaja
defecto
¿Qué es la cadena de bloques?
Blockchain es un tipo especial de base de datos. Es posible que haya oído hablar del término tecnología de contabilidad distribuida, o DLT, y en muchos casos, una cadena de bloques es un libro de contabilidad distribuido.
Blockchain tiene algunas características, como un conjunto de reglas sobre cómo agregar datos en la cadena, y una vez que los datos ingresan al sistema de almacenamiento, es casi imposible modificarlos o eliminarlos por medios virtuales.
Con el tiempo, los datos se agregan a estructuras llamadas bloques. Cada bloque se basa en el bloque anterior y cada bloque contiene una información que lo conecta con el bloque anterior. Sólo necesitamos mirar el último bloque para ver si fue el último bloque creado. Por lo tanto, si continuamos buscando a lo largo de la "cadena", podremos encontrar el primer bloque, que comúnmente se conoce como bloque génesis.
Por ejemplo, digamos que tiene una hoja de cálculo con dos columnas. En la primera celda de la primera fila, puede ingresar cualquier dato que desee guardar.
Luego, los datos de la primera celda se convierten en un identificador de dos letras y se continúan ingresando como parte de la siguiente celda. En este ejemplo, se debe ingresar el identificador de dos letras KP en la celda de la segunda fila (defKP). Esto significa que si cambia los primeros datos ingresados (abcAA), la combinación de letras en la siguiente celda cambiará.
Cada entrada en la base de datos está relacionada con la entrada anterior.
Ahora veamos la línea 4, el último identificador es TH. ¿Recuerdas lo que mencioné antes? No podemos revertir el proceso y no podemos mover ni eliminar entradas. Debido a la naturaleza de la cadena de bloques, cada usuario puede ver visualmente que la operación se completó y simplemente ignorará los cambios que intente.
Supongamos que cambia los datos en la primera celda, el identificador que obtiene cambiará, lo que significa que los datos en el segundo bloque cambiarán, lo que hará que el identificador en la fila 2 también cambie, de modo que Y así sucesivamente. Esencialmente, TH es el producto de toda la información que precedió a su creación.
¿Cómo están conectados los bloques?
Lo que discutimos anteriormente, identificadores de dos letras, simplemente simula el uso de funciones hash por parte de blockchain. Los hashes son el pegamento que asegura que los bloques estén relacionados entre sí. El hashing toma datos de cualquier tamaño y utiliza una función matemática para producir una cadena de resultados (valores hash) que siempre tienen la misma longitud.
El uso de algoritmos hash en blockchain tiene sentido porque la posibilidad de que un usuario encuentre dos datos que produzcan el mismo resultado es extremadamente escasa. Como se muestra en el identificador anterior, una vez que los datos de entrada cambian ligeramente, la salida exportada será completamente diferente.
SHA256 es una función ampliamente utilizada en el campo de Bitcoin, usemos esta función para explicarlo. Como puede ver, incluso cambiar el caso de las letras es suficiente para cambiar completamente la salida.
Datos de entrada | Salida SHA256 |
|---|---|
Academia Binance | 886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3 |
Academia Binance | 4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7 |
Academia Binance | a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181 |
Actualmente, no ha habido colisiones SHA256 (es decir, dos entradas diferentes que conducen a la misma salida), lo cual es particularmente importante en el contexto de blockchain. Esto significa que cada bloque que contiene un hash se puede rastrear hasta el bloque anterior, y cualquier intento de editar un bloque anterior quedará expuesto a plena vista.
Cada bloque contiene la huella digital del bloque anterior.
Blockchain y descentralización
Hemos cubierto en detalle la estructura básica de blockchain. Si escucha a otras personas hablar sobre la tecnología blockchain, es posible que descubra que el tema que están discutiendo no es la base de datos en sí, sino el ecosistema construido alrededor de blockchain.
Blockchain tiene una estructura de datos separada y, por lo tanto, solo es útil en aplicaciones específicas. Si proporcionamos estas herramientas a extraños para facilitar la coordinación y la cooperación, será interesante ver cómo se desarrollan las cosas. Al mismo tiempo, si se combina con otras tecnologías y algunos conocimientos de teoría de juegos, blockchain puede convertirse en un libro de contabilidad distribuido que no está controlado por nadie.
Esto significa que ningún usuario puede editar una entrada que viole las reglas del sistema (más sobre las reglas más adelante). En este sentido, se puede pensar que el libro de contabilidad es compartido por todos: los participantes deben acordar los cambios en la cadena de bloques en todo momento.
Problema de los generales bizantinos
De hecho, el verdadero obstáculo para el desarrollo del sistema mencionado es el problema de los generales bizantinos. El problema, que recibió atención por primera vez en la década de 1980, describe un dilema en el que actores aislados deben comunicarse entre sí para coordinar sus acciones. En esta situación especial, después de que un grupo de generales llevó a sus tropas a rodear una determinada ciudad, tuvieron que decidir si atacar. Pero el general sólo podía comunicar sus decisiones por correo.
Cada general debe dar órdenes de atacar o retirarse. Independientemente de si se trata de un ataque o una retirada, siempre y cuando los generales lleguen a un acuerdo. Si deciden atacar, todo el ejército deberá atacar para conseguir la victoria. Entonces, ¿cómo podemos asegurarnos de que nada salga mal?
Es cierto que tenían mensajeros como medio de comunicación. Pero, ¿qué pasaría si el mensajero fuera interceptado y el enemigo cambiara el mensaje de "Ataque al amanecer" por "Ataque esta noche"? ¿Qué pasaría si uno de los generales se rebelara y engañara deliberadamente a los demás generales, provocando su derrota?
Para tener éxito es necesario un ataque conjunto de todos los generales (izquierda). De lo contrario, serán derrotados (derecha).
Por lo tanto, necesitamos establecer una estrategia que permita a todos llegar a un consenso, incluso si los participantes desertan o los mensajes son interceptados. Si el ejército ataca una ciudad sin apoyo, la situación será muy trágica y la falta de mantenimiento de la base de datos también traerá malas consecuencias, aunque no es una cuestión de vida o muerte, la verdad es la misma. Si la cadena de bloques no se supervisa y es posible que no proporcione a los usuarios la información "correcta", entonces los usuarios deben poder comunicarse entre sí.
Para abordar las posibles fallas que enfrentan uno (o más) usuarios, el mecanismo blockchain debe diseñarse adecuadamente para hacer frente a estos obstáculos. Posteriormente surgieron los sistemas bizantinos tolerantes a fallos. Como veremos a continuación, los algoritmos de consenso se pueden utilizar para hacer cumplir reglas que sean tan sólidas como paredes de hierro.
¿Por qué blockchain necesita implementar la descentralización?
Por supuesto, también puedes ejecutar la cadena de bloques tú mismo. Pero al final, descubrirá que la cantidad de datos y sobrecarga de información es tan terrible que no puede competir con otras cadenas de bloques cuidadosamente operadas. Porque sólo en un entorno descentralizado donde todos los usuarios sean iguales se podrá desarrollar plenamente el verdadero potencial de blockchain. De esta manera, la cadena de bloques está protegida contra la eliminación o la adquisición maliciosa. Dado que sólo existe una fuente de datos, toda la información está disponible para todos los usuarios.
¿Qué es una red peer-to-peer?
Una red peer-to-peer (P2P) consta de nuestra capa de usuarios (o ese grupo de generales en el ejemplo descrito anteriormente). No existe un puesto de administrador en esta red, por lo que si los usuarios necesitan intercambiar información, pueden enviar información directamente a la otra parte sin llamar al servidor central.
Por favor vea la imagen a continuación. A en el diagrama de la izquierda necesita pasar por el servidor para enrutar sus mensajes a F. Pero como puedes ver en la imagen de la derecha, se pueden conectar directamente sin intermediarios.
Red centralizada (izquierda) y red descentralizada (derecha).
En circunstancias normales, el servidor almacenará toda la información requerida por el usuario. Por ejemplo, cuando visita Binance Academy, en realidad le está pidiendo a su servidor que le proporcione todos los artículos del sitio. Si el sitio está fuera de línea, ya no podrá verlo. Sin embargo, si ya descargó todo y lo cargó en su computadora, no es necesario enviar una solicitud a Binance Academy.
De hecho, así es exactamente como opera cada par en la cadena de bloques: toda la base de datos ya está almacenada en su computadora. No importa quién abandone la red, esto no afectará la capacidad de otros usuarios para acceder a la cadena de bloques y compartir información entre sí. Cuando se agrega un nuevo bloque a la cadena de bloques, los datos que contiene se propagarán a todos los usuarios de la red, de modo que cada usuario pueda actualizar su propia copia del libro de contabilidad de manera oportuna.
Asegúrese de leer "Una explicación detallada de las redes peer-to-peer" para obtener una discusión en profundidad de expertos en este tipo de red.
¿Qué es un nodo blockchain?
Los nodos, en pocas palabras, son las máquinas que utilizamos para conectarnos a la red y son responsables de almacenar copias de la cadena de bloques y compartir información con otras máquinas. Los usuarios no necesitan manejar estos procesos manualmente. Por lo general, solo necesitan descargar y ejecutar el software relacionado con blockchain, y el sistema puede hacerse cargo automáticamente de las operaciones restantes.
La descripción anterior de los nodos es muy concisa y la definición también incluye a otros usuarios que interactúan con la red de cualquier forma. Por ejemplo, en el mundo de las criptomonedas, una simple aplicación de billetera en su teléfono es el llamado nodo ligero.
Cadena pública y cadena privada
Quizás sepas que la industria blockchain se ha desarrollado hasta el día de hoy gracias a la sólida base establecida por Bitcoin. Desde que Bitcoin se estableció como un activo financiero legítimo, los innovadores han comenzado a pensar en el potencial de aplicar la tecnología subyacente a otras áreas. De ahí la exploración de blockchain en innumerables casos de uso más allá de las finanzas.
Bitcoin, también conocida como blockchain pública. Esto significa que cada usuario puede ver las transacciones en la cadena y simplemente tener acceso a Internet y al software necesario para unirse a la cadena de bloques. No existen otros requisitos para participar en blockchain, por lo que podemos llamarlo un entorno sin permiso.
La contraparte es la blockchain privada, que es otro tipo de blockchain. Estos sistemas crean un conjunto de reglas que limitan los permisos para acceder e interactuar en la cadena de bloques. Por lo tanto, lo llamamos entorno autorizado. Aunque las cadenas de bloques privadas pueden parecer un poco inútiles a primera vista, se han desarrollado algunas aplicaciones importantes utilizándolas, principalmente en entornos empresariales.
Para obtener más información sobre este tema, consulte "¿Cuál es la diferencia entre cadena pública, cadena privada y cadena de consorcio?" 》
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¿Cómo funciona la transacción?
Si Alice quiere pagarle a Bob mediante un sistema de transferencia bancaria, primero notificará al banco. Para simplificar, asumimos que ambas partes utilizan el mismo banco. El banco verifica si Alice tiene fondos suficientes para realizar la transacción (por ejemplo, se debitan $50 de la cuenta de Alice y se acreditan $50 en la cuenta de Bob) antes de actualizar su base de datos.
Blockchain funciona de manera similar. Después de todo, ambas son esencialmente bases de datos. Pero la diferencia clave es que blockchain omite la necesidad de que un tercero verifique y actualice el saldo. Todos los nodos completarán automáticamente estas operaciones.
Si Alice quiere pagarle a Bob 5 Bitcoins, simplemente transmite este mensaje a la red. La transacción no se agrega a la cadena de bloques de inmediato, pero los distintos nodos reciben la información porque es necesario completar otras operaciones antes de que se pueda confirmar la transacción. Lea ¿Cómo se agregan los bloques a la cadena de bloques?
Una vez que se agrega una transacción a la cadena de bloques, todos los nodos reciben información de que la transacción se ha completado. Estos nodos actualizan su copia de la cadena de bloques para reflejar las nuevas transacciones. Ahora, Alice ya no puede enviar estas cinco unidades a Carol (evitando así un envío duplicado) porque la red sabe que ya pagó estas unidades en una transacción anterior.
El concepto de nombres de usuario y contraseñas no existe en blockchain, y se puede utilizar criptografía de clave pública para demostrar la propiedad de los fondos. El primer paso para recibir fondos es que Bob necesita generar una clave privada. Una clave privada es un número largo generado aleatoriamente que es tan complejo que nadie puede descifrarlo, incluso si lleva cientos de años. Pero si les dice a otros su clave privada, otros podrán demostrar que son propietarios de sus fondos (y por lo tanto tienen derecho a gastarlos). Por lo tanto, la confidencialidad es crucial.
Pero Bob también puede realizar la siguiente acción, que consiste en derivar una clave pública a partir de una clave privada. Puede dar su clave pública a cualquiera porque la posibilidad de aplicar ingeniería inversa a la clave pública para obtener la clave privada es escasa. En la mayoría de los casos, realizará otra operación de clave pública (como ejecutar un algoritmo hash) para obtener una dirección pública.
Le dará a Alice la dirección pública para que sepa dónde enviar los fondos. Ella construye una transacción para pagar fondos a esta dirección pública. Luego necesita generar una firma digital usando su clave privada para demostrarle a la red que está usando sus propios fondos. Todos los usuarios pueden tomar el mensaje firmado de Alice y compararlo con su clave pública para determinar que tiene la autoridad para enviar esos fondos a Bob.
Cómo operar con Bitcoin
Expliquemos cómo operar con Bitcoin a través de los dos escenarios siguientes. El primer caso es retirar Bitcoin de Binance y el segundo caso es enviar fondos desde su TrustWallet a la billetera Electrum.
Cómo retirar Bitcoin de Binance
1. Inicie sesión en su cuenta de Binance. Si aún no posee ningún activo de Bitcoin, consulte nuestra guía de Bitcoin para aprender cómo comprar uno.
2. Pase el cursor sobre "Monedero" y seleccione "Monedero Spot".
3. Haga clic en "Retirar" en la barra lateral izquierda.
4. Selecciona el Bitcoin que deseas retirar (esta vez, selecciona Bitcoin).
5. Copie la dirección de envío de los Bitcoins retirados y péguela en la dirección de Bitcoin del destinatario.
6. Determina cuántos Bitcoins necesitas retirar.
7. Haga clic en "Enviar".
8. Recibirás un correo electrónico de confirmación en breve. Asegúrese de que la dirección sea correcta. Si es correcto, simplemente confirma la transacción vía correo electrónico.
9. Espere a que la transacción ingrese a la cadena de bloques. Puede verificar el estado de la transacción yendo a la pestaña "Historial de depósitos y retiros" o usando el explorador de bloques.
Cómo enviar Bitcoin desde Trust Wallet a Electrum
En este ejemplo, enviaremos Bitcoins desde Trust Wallet a Electrum.
1. Abra la aplicación Trust Wallet.
2. Haga clic en su cuenta Bitcoin.
3. Haga clic en "Enviar".
4. Abra la billetera Electrum.
5. Haga clic en la pestaña Recibir en Electrum y copie la dirección.
También puede regresar a Trust Wallet y hacer clic en el ícono [–] para escanear el código QR y acceder a su dirección de Electrum.
6. Pegue su dirección de Bitcoin en la "Dirección del destinatario" en Trust Wallet.
7. Determinar la cantidad.
8. Si el proceso es correcto, confirme la transacción.
9. ¡Ya terminaste! Espere pacientemente a que se confirme la transacción en la cadena de bloques. Puede copiar la dirección al explorador de bloques y realizar un seguimiento de su estado en cualquier momento.
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¿Quién inventó la tecnología blockchain?
Desde el lanzamiento de Bitcoin, la primera y más popular cadena de bloques, en 2009, la tecnología blockchain se ha formalizado. Sin embargo, su creador anónimo, Satoshi Nakamoto, se inspiró en tecnologías y propuestas anteriores.
Blockchain hace un uso extensivo de funciones hash y conceptos criptográficos que son décadas anteriores a Bitcoin. Curiosamente, la estructura de blockchain se remonta a principios de la década de 1990, pero en ese momento la tecnología solo se usaba para agregar una marca de tiempo a documentos que no podían ser alterados.
Para obtener más información sobre este tema, consulte Historia de Blockchain.
Pros y contras de la tecnología Blockchain
Blockchain ha sido cuidadosamente diseñado para resolver numerosos problemas que afectan a las partes interesadas en diversas industrias. Desde las finanzas hasta la agricultura, blockchain puede desempeñar su papel de manera efectiva. Las redes distribuidas tienen muchas ventajas sobre el modelo tradicional cliente-servidor, pero no son perfectas.
ventaja
Como se menciona en el documento técnico de Bitcoin, uno de los beneficios directos de blockchain es que los usuarios pueden transferir dinero directamente, sin pasar por intermediarios. Las cadenas de bloques posteriores han profundizado esta funcionalidad, permitiendo a los usuarios enviar varios tipos de información. La eliminación del sistema de contraparte significa que los usuarios tienen menos probabilidades de estar expuestos a riesgos y, en consecuencia, las tarifas son más bajas, ya que no hay intermediarios que cobren tarifas.
Como se mencionó anteriormente, la red pública blockchain es un entorno sin permisos y, como no hay una persona a cargo, no existen barreras de entrada. Los usuarios potenciales pueden interactuar con otros en la red siempre que tengan una conexión a Internet.
Muchos creen que blockchain es mejor conocido por su naturaleza altamente evasiva de la censura. Si un actor malicioso intenta atacar un servicio centralizado, simplemente puede apuntar al servidor y terminar de una vez. Pero en una red peer-to-peer, cada nodo puede actuar como su propio servidor.
Sistemas como Bitcoin tienen más de 10.000 nodos visibles repartidos por todo el mundo, lo que hace casi imposible que un atacante comprometa la red incluso si cuenta con buenos recursos. Vale la pena señalar que hay muchos nodos ocultos en el sistema, que están ocultos en una extensa red.
Algunas de las ventajas se describen a continuación. Blockchain puede servir para muchos casos de uso especiales; consulte ¿Para qué se utiliza Blockchain?
defecto
Blockchain no es una solución única para todos los problemas. Como se mencionó en el apartado anterior, si bien se refuerzan las fortalezas, también existen otras áreas de debilidad. El mayor obstáculo que tiene blockchain es su imposibilidad de utilizarse a gran escala debido a su escasa escalabilidad.
Este también es un problema común en las redes distribuidas. Dado que todos los participantes deben permanecer sincronizados, se debe controlar la velocidad a la que se agrega nueva información; de lo contrario, los nodos no podrán seguir el ritmo. Por lo tanto, para garantizar la descentralización del sistema, los desarrolladores tienden a limitar conscientemente la velocidad de actualización de la cadena de bloques.
Para los usuarios de la red, si demasiadas personas intentan realizar transacciones, el período de espera se extenderá indefinidamente. Los bloques tienen una capacidad limitada para contener datos y, a menudo, los datos no se pueden agregar a un bloque de inmediato. Si el número de transacciones excede la capacidad del bloque, las transacciones excedentes deberán ponerse en cola para esperar a ingresar al siguiente bloque.
Otra posible desventaja de los sistemas blockchain descentralizados es que no pueden actualizarse a voluntad. Si desarrolla un software, naturalmente puede agregar nuevas funciones a voluntad. No necesita buscar la cooperación o el consentimiento de otros para garantizar la implementación exitosa de sus cambios.
Sin embargo, con millones de usuarios potenciales en el mismo entorno, es comprensible lo difícil que resulta realizar cambios. Tal vez puedas cambiar algunos parámetros del software del nodo, pero eventualmente esto hará que te desconectes de la red original. Si el software mejora y se vuelve incompatible con otros nodos, otros nodos notarán rápidamente la diferencia y se negarán a interactuar con su nodo.
Supongamos que desea cambiar el tamaño de los bloques (por ejemplo, de 1 MB a 2 MB). Puedes intentar enviar el bloque a los nodos a los que estás conectado, pero estos nodos siguen una regla: no aceptarán bloques de más de 1 MB. Si reciben un bloque más grande, no lo incluirán en su copia de la cadena de bloques.
La única forma de implementar cambios es que la gran mayoría de usuarios del ecosistema los acepten. Para la mayoría de las cadenas de bloques, coordinar los cambios requiere una extensa discusión entre los usuarios en foros, lo que puede llevar meses o incluso años. Consulte Hard Forks y Soft Forks para obtener más detalles.
Capítulo 2: ¿Cómo funciona blockchain?
Tabla de contenido
¿Cómo se agregan los bloques a la cadena de bloques?
Minería (prueba de trabajo)
Ventajas de la prueba de trabajo
Desventajas de la prueba de trabajo
Promesa de capital (prueba de capital)
Ventajas de la prueba de participación
Desventajas de la prueba de participación
Otros algoritmos de consenso
¿Se puede revertir una transacción blockchain?
¿Qué es la escalabilidad de blockchain?
¿Por qué es necesario expandir blockchain?
¿Qué es una bifurcación blockchain?
tenedor blando
tenedor duro
¿Cómo se agregan los bloques a la cadena de bloques?
Hemos cubierto muchos conceptos hasta ahora. Entendemos que los nodos están conectados entre sí y pueden almacenar copias de la cadena de bloques. Además, los nodos compartirán información de transacciones e información de nuevos bloques. Hemos discutido la definición de nodo, pero es posible que aún tengas preguntas: ¿Cómo se agregan nuevos bloques a la cadena de bloques?
Nadie asigna tareas a los usuarios. Dado que todos los nodos tienen el mismo poder, es necesario establecer un mecanismo para decidir de manera justa a quién se le da la oportunidad de agregar nuevos bloques a la cadena de bloques. Necesitamos construir un sistema donde los usuarios paguen altos costos por hacer trampa y sean recompensados por actuar honestamente. Cualquier usuario sensato querría que todo saliera bien.
Debido a que la red es un entorno sin permisos, la creación de un bloque requiere el consentimiento unánime de todos los usuarios. Los protocolos a menudo requieren que todos los usuarios compartan el riesgo, es decir, deben poner en riesgo su propio dinero para que la red funcione correctamente. Esta acción les permite participar en el proceso de creación del bloque y, si finalmente se genera con éxito un bloque válido, todos recibirán una recompensa.
Sin embargo, una vez que alguien intenta hacer trampa, otros usuarios de la red lo descubren inmediatamente. Los tramposos perderán todos los derechos invertidos. A este mecanismo lo llamamos algoritmo de consenso porque permite a los participantes de la red ponerse de acuerdo sobre qué bloques se deben agregar a continuación.
Minería (prueba de trabajo)
La minería es, con diferencia, el algoritmo de consenso más utilizado. El algoritmo de prueba de trabajo (PoW) se utiliza a menudo en el proceso de minería. Los usuarios deben trabajar duro para resolver los difíciles problemas de formulación de protocolos a expensas de la potencia informática.
Estos acertijos requieren que los usuarios realicen hash de transacciones y otra información contenida en los bloques. Pero el valor hash debe estar por debajo de cierto valor para que sea efectivo. Dado que no hay forma de predecir un resultado determinado, los mineros deben seguir procesando datos ligeramente modificados hasta que encuentren una solución válida.
Obviamente, el costo de realizar hash de datos repetidamente es bastante elevado. En una cadena de bloques que utiliza un mecanismo de prueba de trabajo, el "capital" invertido por los usuarios incluye el dinero gastado para comprar máquinas mineras y la electricidad consumida por las máquinas mineras. Este movimiento tiene como objetivo ganar recompensas en bloque.
Mencionamos anteriormente que las funciones hash son teóricamente irreversibles, pero el proceso para verificar su corrección es bastante simple. Si un minero envía un nuevo bloque a otros usuarios de la red, todos los demás nodos utilizarán ese nuevo bloque como entrada para la función hash. Estos nodos solo necesitan realizar una verificación para confirmar si el bloque es válido según las reglas de la cadena de bloques actual. Si se trata de información falsa, los mineros no sólo no obtendrán ninguna recompensa, sino que también desperdiciarán muchos costes de electricidad.
Bitcoin es la primera cadena de bloques que adopta un mecanismo de prueba de trabajo. Desde la creación del mecanismo de prueba de trabajo, se han utilizado muchas cadenas de bloques.
Ventajas de la prueba de trabajo
Probado: la prueba de trabajo es, con diferencia, el algoritmo de consenso más maduro y ha creado un valor de cientos de miles de millones de dólares.
No se requieren permisos: todos los usuarios pueden unirse a competencias de minería o simplemente ejecutar un nodo de validación.
Descentralización: los mineros compiten entre sí para producir bloques, lo que significa que ninguna de las partes puede controlar el poder de hash.
Desventajas de la prueba de trabajo
Residuos: la minería consume mucha electricidad.
Las barreras de entrada aumentan gradualmente: el número de mineros que se unen a la red aumenta día a día, por lo que el protocolo aumenta la dificultad del problema de la minería. Para seguir siendo competitivos, los usuarios deben comprar dispositivos de mejor rendimiento. Esto es suficiente para disuadir a muchos mineros.
Prenda de patrimonio (prueba de patrimonio)
En un sistema que ejecuta un mecanismo de prueba de trabajo, usted paga por la máquina minera y paga la factura de electricidad, lo cual es un incentivo para actuar con honestidad. Si no explota la cadena de bloques de la manera correcta, no obtendrá ningún retorno de su inversión.
Con el mecanismo de Prueba de participación (PoS), no hay costos externos. Además de los mineros, también tenemos validadores que pueden proponer (o producir) bloques. Pueden utilizar computadoras comunes para generar nuevos bloques, pero solo si invierten una gran cantidad de fondos de capital y representan una proporción considerable de toda la cadena de capital para disfrutar de este privilegio. Dependiendo de las reglas de cada protocolo, los usuarios deben apostar una cantidad predeterminada de la criptomoneda nativa de blockchain.
Aunque las diferentes implementaciones darán resultados muy diferentes, una vez que un validador apuesta sus unidades, el protocolo selecciona aleatoriamente un usuario elegible para anunciar el siguiente bloque. Si se hace correctamente, estos usuarios pueden ganar recompensas. También es posible que muchos validadores quieran hipotecar el siguiente bloque, entonces la cadena de bloques asignará recompensas de acuerdo con el índice de hipoteca invertido por cada validador.
Las cadenas de bloques de prueba de participación "pura" son menos comunes que la prueba de participación delegada (DPoS), que requiere que los usuarios voten por nodos (testigos) que validan bloques en toda la red.
Ventajas de la prueba de participación
Respetuoso con el medio ambiente: la prueba de participación tiene una huella de carbono mucho menor que la minería de prueba de trabajo. El replanteo elimina la necesidad de operaciones de hashing que consumen muchos recursos.
Transacciones más rápidas: algunos defensores de la prueba de participación creen que puede aumentar el rendimiento de las transacciones al eliminar la necesidad de invertir potencia informática adicional en cualquiera de los acertijos arbitrarios establecidos por el protocolo.
Recompensas e intereses por apuesta: estos beneficios no se pagan a los mineros, ya que las recompensas por proteger la red van directamente a las cuentas de los poseedores de tokens. En algunos casos, la Prueba de participación permite a los usuarios obtener ingresos pasivos (en forma de airdrops o intereses) simplemente apostando sus activos.
Desventajas de la prueba de participación
Relativamente no probado: los protocolos de prueba de participación no se han probado a escala. Puede haber algunas vulnerabilidades desconocidas en el proceso de ejecución o en la criptoeconomía.
Plutocrático: a algunos usuarios les preocupa que la prueba de participación fomente un ecosistema de "los ricos se hacen más ricos", donde los validadores reciben más recompensas cuanto más apuestan.
Problema sin participación: en la prueba de trabajo, los mineros solo pueden "participar" en una cadena, por lo que tienden a minar en la cadena con la mayor tasa de éxito. Durante la bifurcación dura, no pudieron apostar en múltiples cadenas manteniendo el mismo poder de hash. Sin embargo, bajo el mecanismo de prueba de participación, los validadores pueden minar en múltiples cadenas al mismo tiempo con solo un pequeño costo adicional, por lo que es probable que cause problemas económicos.
Otros algoritmos de consenso
La prueba de trabajo y la prueba de participación son los dos algoritmos de consenso más comunes, aunque existen muchos otros algoritmos. Algunos algoritmos combinan elementos de ambos sistemas, mientras que otros son algoritmos completamente diferentes.
No lo discutiré esta vez. Si está interesado, puede consultar los siguientes artículos:
"Explicación detallada de la prueba de carga de trabajo retrasada"
"Explicación detallada del consenso sobre prueba de interés de arrendamiento"
¿Se puede revertir una transacción blockchain?
Desde una perspectiva de diseño, las cadenas de bloques son bases de datos extremadamente sólidas. Sus propiedades inherentes hacen que los datos de blockchain sean difíciles de eliminar o modificar una vez registrados. Y en Bitcoin y otras grandes áreas de la red, la probabilidad de que ocurra un accidente de este tipo es extremadamente pequeña. Por lo tanto, cuando realice transacciones en blockchain, piénselo dos veces porque no hay margen de maniobra.
Dicho esto, hay muchas formas de implementar blockchain en el mercado, y la diferencia más esencial entre estas formas es cómo lograr un consenso dentro de la red. Esto significa que, en algunas implementaciones, un grupo puede obtener suficiente poder dentro de la red para revertir efectivamente una transacción a pesar de tener un número relativamente pequeño de participantes. Es por eso que la circulación de altcoins en ciertas redes pequeñas (donde la competencia minera es baja, lo que resulta en bajas tasas de hash) es particularmente preocupante.
¿Qué es la escalabilidad de blockchain?
La escalabilidad de blockchain se utiliza a menudo como un término general para referirse a la capacidad de un sistema blockchain para satisfacer la creciente demanda. Aunque blockchain combina muchos atributos deseables (como descentralización, resistencia a la censura e inmutabilidad), no es perfecto.
Las bases de datos centralizadas se ejecutan más rápido y tienen un mayor rendimiento que los sistemas descentralizados. Esto último existe por sus propios motivos, como por ejemplo no tener que sincronizarse con la red a través de miles de nodos distribuidos por el mundo cada vez que algo cambia. Blockchain es exactamente lo contrario. Como tal, la escalabilidad ha sido un tema muy debatido entre los desarrolladores de blockchain durante años.
Para abordar algunas de las deficiencias de rendimiento de blockchain, desde hace tiempo se han propuesto o implementado una variedad de soluciones. Sin embargo, hasta el día de hoy no se ha llegado a una solución perfecta. Es posible que sea necesario probar innumerables soluciones antes de encontrar finalmente una respuesta clara a su problema de escalabilidad.
A nivel macro, queda por resolver una cuestión fundamental sobre la escalabilidad: ¿deberíamos mejorar el rendimiento de la cadena de bloques en sí (escalado en cadena), o deberíamos permitir que se realicen múltiples transacciones simultáneamente sin inflar la cadena de bloques principal (escalado en cadena)? ) extensión)?
Ambas direcciones de investigación tienen ventajas obvias. Las soluciones de escalado en cadena pueden reducir el tamaño de las transacciones e incluso optimizar la forma en que se almacenan los datos en bloques. Las soluciones fuera de la cadena, por otro lado, pueden requerir que las transacciones en la cadena de bloques principal se procesen en lotes y solo se agreguen a la cadena de bloques más tarde. Además, las cadenas laterales y los canales de pago también son soluciones fuera de la cadena que merecen un estudio en profundidad.
Para obtener más información sobre este tema, consulte Escalabilidad de Blockchain: cadenas laterales y canales de pago.
¿Por qué es necesario expandir blockchain?
Si un sistema blockchain quiere competir con los sistemas centralizados, debe tener al menos un rendimiento igual de bueno. En situaciones reales, los primeros deben tener un mejor rendimiento para motivar a los desarrolladores y usuarios a inclinarse hacia plataformas y aplicaciones blockchain.
Esto significa que blockchain debe brindar a los desarrolladores y usuarios una mejor experiencia que los sistemas centralizados, como ser más rápido, más asequible y más fácil de operar. Sin embargo, en realidad no es fácil mantener las características básicas de la cadena de bloques discutidas anteriormente mientras se garantizan estas premisas.
¿Qué es una bifurcación blockchain?
Todo el software debe actualizarse, y el software blockchain no es una excepción. Sólo mediante las actualizaciones se pueden resolver problemas, agregar nuevas reglas o eliminar reglas antiguas. Dado que la mayor parte del software blockchain es de código abierto, en teoría cada usuario tiene el poder de agregar actualizaciones al software que gobierna la red.
Recuerde, blockchain es una red distribuida. Una vez que se actualiza el software, miles de nodos repartidos por todo el mundo necesitan comunicarse e implementar la nueva versión. Pero, ¿qué sucede si los participantes no pueden ponerse de acuerdo sobre la implementación de la actualización? Como no existe una organización, no se puede proporcionar un proceso detallado de toma de decisiones. En última instancia, esto da como resultado bifurcaciones blandas y duras.
tenedor blando
Si todos los usuarios pueden ponerse de acuerdo sobre la actualización, todos estarán contentos. Pero en este caso, el software se actualiza con cambios compatibles con versiones anteriores, lo que significa que los nodos actualizados aún pueden interactuar con los nodos no actualizados. Pero en realidad, se espera que casi todos los nodos se actualicen con el tiempo. Este es un tenedor blando.
tenedor duro
Las bifurcaciones duras son relativamente complejas. Una vez que se implementan nuevas reglas, son incompatibles con las reglas antiguas. Por lo tanto, si un nodo que ejecuta una regla nueva intenta interactuar con un nodo que ejecuta una regla antigua, la comunicación no será posible. Esta situación daría como resultado que la cadena de bloques se dividiera en dos, y el software original continuaría ejecutándose en la cadena anterior mientras que la nueva cadena implementaría nuevas reglas.
Después de una bifurcación, básicamente habrá dos redes diferentes ejecutando dos protocolos en paralelo. Vale la pena señalar que en el momento de la bifurcación, el resto de las unidades nativas de la cadena de bloques eran tokens clonados de la antigua red. Por lo tanto, después de la bifurcación, todavía habrá saldos en la cadena antigua en la cadena nueva.
Consulte "Hard Fork y Soft Fork" para obtener más detalles.
Capítulo 3: ¿Para qué se utiliza blockchain?
Tabla de contenido
Blockchain aplicado a la cadena de suministro
Blockchain y la industria del juego
Blockchain utilizado en la atención sanitaria
Remesa de cadena de bloques
Blockchain e identidad digital
Blockchain e Internet de las Cosas (IoT)
Blockchain aplicado en la gobernanza
Blockchain utilizado con fines benéficos
Blockchain utilizado en la especulación
Crowdfunding y Blockchain
Blockchain y sistema de archivos distribuido
La tecnología Blockchain se puede aplicar a una amplia gama de casos de uso. Echemos un vistazo a algunos de estos tipos.
Blockchain aplicado a la cadena de suministro
Una cadena de suministro eficiente es la base fundamental para el éxito de muchas empresas e implica el manejo de bienes desde el proveedor hasta el consumidor. Siempre ha sido difícil para las numerosas partes interesadas de una industria determinada ponerse de acuerdo. Sin embargo, la tecnología blockchain podría permitir que muchas industrias alcancen un nivel completamente nuevo de transparencia. Establecer un ecosistema de cadena de suministro interoperable equipado con una base de datos inmutable es la base para el funcionamiento sólido, seguro y confiable de muchas industrias.
Para obtener más información, consulte Casos de uso de Blockchain: cadena de suministro.
Blockchain y la industria del juego
La industria del juego se ha convertido en una de las industrias del entretenimiento más grandes del mundo y puede beneficiarse enormemente de la tecnología blockchain. En términos generales, los jugadores siempre están a merced de los desarrolladores de juegos. En la mayoría de los juegos en línea, los jugadores se ven obligados a utilizar el espacio del servidor del desarrollador y cumplir con sus reglas en constante cambio. En este caso, blockchain puede ayudar a descentralizar la propiedad, la gestión y el mantenimiento de los juegos en línea.
Quizás el más significativo de ellos, sin embargo, es que los elementos del juego no pueden existir sin la propiedad, ya que esto eliminaría la verdadera propiedad y las oportunidades del mercado secundario. Al adoptar un enfoque basado en blockchain, los juegos serán más sostenibles a largo plazo si los elementos del juego se emiten como criptocoleccionables que tienen valor en el mundo real.
Para obtener más información, consulte "Casos de uso de Blockchain: Juegos".
Blockchain utilizado en la atención sanitaria
Los sistemas médicos deben almacenar registros médicos de manera confiable, sin embargo, la dependencia del sistema de servidores centralizados hace que la información confidencial sea vulnerable al robo. Sin embargo, la transparencia y seguridad de la tecnología blockchain la convierten en una plataforma ideal para almacenar registros médicos.
El uso del cifrado para proteger el historial médico del paciente en la cadena de bloques puede proteger eficazmente la privacidad del paciente y, al mismo tiempo, las principales instituciones médicas pueden compartir la información médica de los pacientes. El sistema médico actual está relativamente descentralizado y si todos los participantes tuvieran acceso a una base de datos global segura, el flujo de información entre ellos sería mucho más rápido.
Para obtener más información, consulte Casos de uso de Blockchain: atención médica.
Remesa de cadena de bloques
Cuando se trata de realizar transferencias internacionales, los procesos bancarios tradicionales suelen ser complejos. Esto se debe principalmente a la compleja red de intermediarios, la necesidad de pagar tarifas de gestión y esperar la liquidación. Una serie de factores conducen a altos costos y baja confiabilidad cuando se utilizan procesos comerciales tradicionales para transacciones de emergencia.
Las criptomonedas y blockchain eliminan el ecosistema de intermediarios, lo que hace que las transferencias de dinero sean asequibles y eficientes en todo el mundo. Si bien blockchain sin duda sacrificará el rendimiento por ciertos atributos deseables, ya hay una serie de proyectos que aprovechan la tecnología para permitir transacciones instantáneas y asequibles.
Para obtener más información, consulte Caso de uso de Blockchain: Remesas.
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Blockchain e identidad digital
Todo el mundo quiere poder gestionar de forma segura la información de identidad en Internet, por lo que se necesita urgentemente una solución rápida. Hoy en día, grandes cantidades de datos personales se almacenan en servidores centralizados y se analizan mediante algoritmos de aprendizaje automático sin el conocimiento o consentimiento de la persona.
La tecnología Blockchain permite a los usuarios ser propietarios de sus propios datos y revelar información de forma selectiva a terceros sólo cuando sea necesario. Este tipo de cifrado permite a las personas tener una experiencia en línea más fluida sin sacrificar la privacidad.
Para obtener más información, consulte Caso de uso de Blockchain: Identidad digital.
Blockchain e Internet de las Cosas (IoT)
Actualmente hay una gran cantidad de dispositivos físicos conectados a Internet, y la cantidad no hace más que aumentar. Algunos especulan que la tecnología blockchain mejorará enormemente la comunicación y la cooperación entre dispositivos. Los micropagos automatizados de máquina a máquina (M2M) pueden crear un nuevo entorno económico, pero dependen de una solución de base de datos segura y de alto rendimiento.
Para obtener más información, lea Casos de uso de Blockchain: Internet de las cosas (IoL).
Blockchain aplicado en la gobernanza
Las redes distribuidas pueden definir y hacer cumplir sus propias formas de gobernanza en forma de código informático. Por lo tanto, no sorprende que blockchain pueda tener la oportunidad de descentralizar y eludir diversos procesos de gobernanza a nivel local, nacional e incluso internacional.
Más importante aún, podría resolver uno de los mayores problemas que enfrentan actualmente los entornos de desarrollo de código abierto, que es la falta de un mecanismo confiable para asignar fondos. La gobernanza de Blockchain garantiza que todos los participantes puedan participar en la toma de decisiones y pueda proporcionar una descripción general transparente de qué políticas específicas se implementan.
Para obtener más información, lea Casos de uso de Blockchain: Gobernanza.
Blockchain utilizado con fines benéficos
Las organizaciones benéficas a menudo se ven obstaculizadas en sus esfuerzos debido a restricciones en la forma en que reciben financiación. Aún más frustrante es que a veces es difícil rastrear con precisión el destino final de los fondos donados, lo que sin duda disuade a muchas personas de apoyar a estas organizaciones.
El objetivo de la "criptofilantropía" es utilizar la tecnología blockchain para eludir estas restricciones. Este modelo se basa en las propiedades inherentes de la tecnología para garantizar una mayor transparencia, un compromiso global y una reducción de gastos. Este campo emergente busca una manera de maximizar el impacto de las organizaciones benéficas. La Blockchain Charitable Foundation es una de esas organizaciones.
Para obtener más información, lea "Casos de uso de Blockchain: caridad".
Blockchain utilizado en la especulación
No hay duda de que la tecnología blockchain es muy buscada por la comunidad especulativa. Las transferencias sin fricciones entre plataformas comerciales, las soluciones comerciales sin custodia y un ecosistema de derivados en crecimiento lo convierten en un campo de juego ideal para especuladores de todo tipo.
Debido a sus características inherentes, aquellos que estén dispuestos a asumir el riesgo que implica invertir en esta clase de activos emergente verán blockchain como una excelente herramienta. Algunas personas incluso creen que una vez que la tecnología y las medidas regulatorias circundantes maduren, es muy probable que el mercado especulativo global adopte un modelo de tokenización en blockchain.
Para obtener más información, lea "Casos de uso de Blockchain: mercados de predicción".
Crowdfunding y Blockchain
Las plataformas de financiación colectiva en línea se han estado desarrollando durante décadas y han sentado una base sólida para la economía entre pares. El éxito de estos sitios demuestra que existe un interés real en el desarrollo de productos de financiación colectiva. Sin embargo, como custodios de fondos, estas plataformas pueden cobrar una parte considerable de las tarifas en concepto de tarifas de gestión. Además, desarrollarán su propio conjunto de reglas para facilitar el acuerdo entre los diferentes actores.
La tecnología blockchain, y más específicamente los contratos inteligentes, pueden permitir un modelo de financiación colectiva más seguro y automatizado, donde el código informático define los términos del acuerdo.
Otras aplicaciones de financiación colectiva que utilizan la tecnología blockchain incluyen ofertas iniciales de monedas (ICO) y ofertas iniciales de intercambio (IEO). En un proceso de venta de tokens similar, los inversores recaudan fondos con la expectativa de que la red tenga éxito en el futuro y recibirán el correspondiente retorno de su inversión.
Blockchain y sistema de archivos distribuido
En comparación con los métodos tradicionales de almacenamiento centralizado, el almacenamiento de archivos distribuido por Internet tiene más ventajas. Una gran cantidad de datos almacenados en la nube depende de servidores y proveedores de servicios centralizados, que suelen ser más vulnerables a ataques o pérdida de datos. En algunos casos, los usuarios se enfrentan a la inaccesibilidad ya que los servidores centralizados están sujetos a censura.
Desde la perspectiva del usuario, las soluciones de almacenamiento de archivos blockchain funcionan según los mismos principios que otras soluciones de almacenamiento en la nube: puede cargar, almacenar y acceder a archivos. Sin embargo, lo que sucede detrás de escena varía ampliamente.
Si carga archivos en un repositorio de blockchain, se distribuyen en varios nodos y se replican. En algunos casos, cada nodo almacenará parte del contenido del archivo. Partes de los datos no les son de mucha utilidad, pero siempre puede pedir a estos nodos que le proporcionen partes individuales, de modo que pueda dividirlas en partes enteras y obtener un archivo completo.
El almacenamiento proviene de los participantes que proporcionan su espacio de almacenamiento y ancho de banda a la red. Normalmente, los participantes recibirán recompensas financieras si proporcionan estos recursos, pero estarán sujetos a sanciones económicas si no cumplen con las reglas o no almacenan ni proporcionan documentos.
Puedes pensar en este tipo de red como similar a Bitcoin. En este caso, sin embargo, el objetivo principal de la red no es apoyar la transferencia de valor monetario, sino permitir el almacenamiento de archivos descentralizado y resistente a la censura.
Otros protocolos de código abierto, como el Sistema de archivos interplanetario (IPFS), han allanado el camino para esta nueva red distribuida, persistente. De hecho, IPFS es solo un protocolo y una red peer-to-peer. Para ser precisos, no es una cadena de bloques. Sin embargo, aplica algunos principios de la tecnología blockchain para mejorar la seguridad y la eficiencia.
