Blockchain para Dummies: Guía de introducción - Aprender BIG DATA (2024)

Última actualización: 26/03/2024 – Oscar Fernandez

¿Quieres aprender rápidamente qué es el Blockchain? Este es un buen punto de partida. Aquí, intentaré simplificar esta tecnología al máximo para que puedas entender de qué se trata fácilmente leyendo este artículo sobre Blockchain para dummies y en español.

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¿Qué es Blockchain?

Blockchain es una tecnología que involucra principalmente a una red de nodos descentralizada. Una red descentralizada o P2P es un conjunto de nodos sin elementos centrales o puntos únicos de fallo, en la que las decisiones se toman basándose en un consenso o acuerdo común.

Como su nombre indica, el Blockchain no es más que una cadena de bloques. Estas cadenas de bloques, además de un registro de transacciones, tienen la particularidad de incluir en cada uno de sus bloques nuevos una función hash o resumen del bloque anterior.

La tecnología Blockchain se hizo popular cuando un individuo o grupo con el seudónimo de Satoshi Nakamoto publicó un artículo con los conceptos para implementar un sistema de moneda digital descentralizada conocido como Bitcoin.

Funcionamiento

Las funciones hash generan un identificador único a partir del contenido de cada bloque. Estas funciones no se pueden revertir y por tanto, contribuyen a hacer más segura la cadena y la convierten en inmutable al no ser posible modificar los bloques antiguos.

Cada nodo que participa en la red contiene una copia de la cadena de bloques. Así, cada vez que se genera un nuevo bloque y es validado, los nodos actualizan su cadena añadiendo este nuevo bloque al final de la misma.

El proceso para generar nuevos bloques de transacciones se denomina minería. Cada nodo puede participar verificando transacciones mediante algoritmos criptográficos. En el caso de que resuelva estos problemas será recompensado con criptomonedas.

Ventajas

La descentralización es uno de los puntos fuertes de la tecnología. Cuantos más nodos participen en esta red, más segura se vuelve ante ataques externos o nodos comprometidos. El conocido ataque del 51% consiste en tomar control de más de la mitad de los nodos de la red, y de esta forma controlar el mecanismo de consenso.

En el artículo original publicado por Satoshi se observa una de las ventajas más importantes del Blockchain: la capacidad de realizar transacciones en la red sin la supervisión de ninguna tercera entidad. Esta característica la convierte en una tecnología con mucho seguimiento y popularidad ya que los participantes no necesitan confiar en nadie para realizar sus operaciones.

En los sistemas tradicionales existen organismos reguladores como bancos y gobiernos que actúan como entidad intermediadora entre las partes. Los usuarios deben confiar en estas entidades, que podrían ser también un único punto de fallo o de control externo.

Aplicaciones Blockchain

Una cadena de bloques puede almacenar información de transacciones, contratos o monedas digitales (criptomonedas).

En la actualidad, las aplicaciones Blockchain más populares y open source son Bitcoin y Ethereum.

Para almacenar las claves privadas que necesitan los usuarios de estas criptomonedas han surgido monederos o wallets. Las claves y direcciones que contienen permiten acceder a los fondos y realizar transacciones con en el Blockchain.

En los últimos años ha habido una explosión en la cantidad de proyectos nuevos que han surgido alrededor de estas tecnologías. Muchos de ellos muy prometedores a largo plazo y con impacto en sectores como la medicina, finanzas, energía o agricultura.

A pesar de llevar años en funcionamiento, los proyectos surgidos alrededor del concepto de Blockchain aún no tienen una gran madurez y adopción masiva. Sin embargo, el uso y las aplicaciones desarrolladas está creciendo en el tiempo.

¿Qué es Bitcoin?

Bitcoin es una moneda digital descentralizada. El proyecto es de código open source y se puede encontrar en Github para que cualquier persona pueda revisarlo y usarlo. Lo único que conocemos de su creador o grupo de creadores es que utilizó el pseudónimo Satoshi Nakamoto. Al ser un protocolo descentralizado, no existe ninguna entidad o institución que lo controle.

Bitcoin es una criptomoneda basada en blockchain surgida en 2008 centrada en proporcionar transacciones monetarias. Es el proyecto más extendido y en la actualidad se encuentra disponible como medio de pago en negocios por internet.

El proyecto de Bitcoin se asemeja a un libro contable distribuido y público que no se puede alterar ni falsificar. El algoritmo que implementa Bitcoin también produce su moneda llamada de la misma forma (Bitcoin o BTC). Esta moneda representa el valor de la red y se utiliza como recompensa para los mineros, que son los individuos que proporcionan recursos computacionales a la red para validar las transacciones de la blockchain.

Bitcoin es la primera implementación de una blockchain funcional, y actualmente es la más extensa y segura. Esta blockchain contiene el registro de todas las transacciones y direcciones con la cantidad de Bitcoins que posee cada una. Siguiendo la analogía del libro contable, las transacciones serían verificadas por contables (o nodos de la red) repartidos por todo el mundo, debiendo llegar a un consenso entre ellos para verificar cada transacción

Una de las particularidades de la red, es que cada usuario es propietario y custodia sus claves privadas que le dan acceso a su cuenta o dirección y la capacidad de firmar las transacciones. Solamente el conocedor de esta clave privada puede realizar transferencias usando esta dirección. Por tanto, se trata de una manera muy segura de custodiar tus unidades monetarias.

Protocolo Descentralizado

Para entender la diferencia respecto a las divisas tradicionales, debemos entender que estas son conocidas como dinero FIAT, y pertenecen a países o agrupaciones que pueden decidir sobre cuestiones relativas a la creación o retirada de dinero a través de bancos centrales.

Bitcoin propone cambiar esta estructura centralizada en los bancos centrales sin la capacidad de tomar decisiones unilaterales. En los protocolos descentralizados es mucho más complejo realizar cambios ya que deben ser aceptados de forma voluntaria por los usuarios. En el caso de que una parte importante de sus usuarios no acepten estos cambios, puede dar lugar a un «fork» o creación de una división o nuevo proyecto paralelo al original.

Aunque esto puede parecer una desventaja, los usuarios pueden rechazar cambios en las características, al contrario de lo que ocurre en los sistemas centralizados como los bancos centrales.

Por diseño, no existirán más de 21 millones de Bitcoins. Actualmente, no se ha llegado a esta cifra, ya que los Bitcoins que quedan son producidos de una forma planificada y previsible en los siguientes años por el mecanismo de minado (o verificado de transacciones). Cada 210.000 bloques de transacciones o aproximadamente cada 4 años considerando el tiempo medio de cada bloque de 10 minutos, se reduce la recompensa por minar bitcoins a la mitad. El proceso se denomina Halving. Esta característica mantiene el valor de los bitcoins al producir escasez y también recompensa a los mineros de la red.

Bitcoin se basa en establecer una red de ordenadores llamados nodos, que ejecutan el protocolo y contribuyen a la red a cambio de unas recompensas en bitcoins. El libro contable, o base de datos de transacciones se encuentra distribuida en todos los nodos de la red. Los usuarios no necesitan confiar en ninguna entidad tercera. Los nodos o mineros compiten entre sí para resolver un problema computacional que valida la transacción. Al resolverlo, se añade el nuevo bloque a la cadena de transacciones y recibe la recompensa.

Además de esta recompensa, los mineros también reciben las comisiones que proporcionan a la red los usuarios que ordenan las transacciones. Cuando no existan bitcoins nuevos que minar, la recompensa se reducirá a estas comisiones.

Toda la información que de la red Bitcoin es pública y puede ser consultada a través de portales web. Esta información se trata de direcciones Bitcoin, sus movimientos y la cantidad de bitcoins en cada una de ellas. Aunque las direcciones no tengan asociadas un nombre ni información personal Bitcoin no es anónimo, ya que se puede seguir la traza de transacciones que se han producido desde una dirección de entrada.

Ventajas del Bitcoin

Fuerte resistencia a ataques y pérdida de datos, es un sistema muy seguro.

Comisiones por transacción muy reducidas, configurables y aplicables a toda la red, independientemente de donde se encuentre el destinatario de la transacción. A diferencia de las transacciones tradicionales que pueden tener comisiones muy elevadas.

El tiempo para validar una transacción es muy bajo.

Sistema independiente y descentralizado, no se puede controlar ni responde ante gobiernos o bancos centrales.

Sistema de pagos similar al dinero FIAT que puede reemplazarlo.

Contras del Bitcoin

Adopción minoritaria como sistema de pago en comercios.

El valor de bitcoin es muy volátil respecto al dinero FIAT, como puede ser USD o EUR. Esto dificulta la adopción como medio de pago estándar.

Imposibilidad de operar con crédito, los usuarios solo pueden transferir cantidades de dinero disponible en su dirección. Bitcoin no implementa contratos inteligentes como sí lo hacen otros proyectos como Ethereum o Solana.

Coste computacional creciente y baja escalabilidad. Resolver los desafíos computacionales requieren de un gran gasto de energía, que están resolviendo otros proyectos pasando de un protocolo de prueba de trabajo (PoW) que usa bitcoin a protocolos más sofisticados como prueba de participación (PoS).

Minería Bitcoin y Prueba de Trabajo

Ethereum utiliza actualmente el mecanismo de consenso llamado Prueba de Trabajo (PoW). Esto permite a la red ponerse de acuerdo en el estado de las transacciones registradas en su cadena de bloques para evitar ciertos tipos de ataques maliciosos.

La prueba de trabajo es el algoritmo de consenso más utilizado en este momento. Es criticado debido a las grandes cantidades de energía computacional que requiere para funcionar.

Este mecanismo de consenso es uno de los más seguros. Sin embargo, existen varias vulnerabilidades a las que está expuesto. Si un grupo de mineros puede obtener una cantidad significativa de control en la red, pueden atacar fácilmente al protocolo para interrumpir la seguridad y la disponibilidad del blockchain.

Aunque los bloques antiguos no se verían afectados, el ataque podría afectar a los bloques más recientes y causar una denegación de servicio para calcular los bloques futuros. Para realizar este tipo de ataques no es necesario contar con el 51% de poder de minado para comprometer la cadena de bloques. Se podría llevar a cabo con un porcentaje menor pero con menos probabilidad de éxito.

¿Qué es Ethereum?

Ethereum es una plataforma de software open source descentralizada basada en la tecnología blockchain que usa su propia criptomoneda llamada Ether. El proyecto se inició en el año 2015.

Ethereum es el proyecto más popular para crear aplicaciones distribuidas con contratos inteligentes. Su criptomoneda Ether se encuentra en segunda posición en popularidad y mercado tras el Bitcoin. Ethereum también sirve como plataforma para otras muchas criptomonedas y proporciona una máquina virtual distribuida (EVM) para ejecutar en su red de nodos.

Ethereum permite crear aplicaciones descentralizadas (Dapps) como los contratos inteligentes que facilitan cualquier transacción. También permite que los contratos se ejecuten solamente bajo determinadas condiciones inmutables. Esta característica dificulta el fraude y permite que no exista una tercera parte.

Actualmente, la red cuenta con más de 6500 nodos conectados que procesan más de 1 millón de transacciones al día. Puedes encontrar todos los recursos del proyecto e información detallada en su repositorio de Github.

Con Ethereum también es posible alojar nuestros propios tokens o criptomonedas con el protocolo ERC20. Estos tokens se almacenan y se envían usando transacciones y direcciones de la red de Ethereum.

¿Qué es un contrato inteligente?

Un contrato inteligente o smart contract es un fragmento de código que se ejecuta en la red de Ethereum. Este contrato que contiene el código puede controlar cosas con un valor asociado como Ether u otros activos y tokens digitales.

Una vez desplegado, el código de un contrato no puede cambiar. La única manera de modificar un contrato inteligente es desplegar una nueva instancia. Los contratos también tienen la propiedad de ser deterministas, y obtienen el mismo resultado independientemente de quién los ejecute.

Los contratos inteligentes se pueden escribir con el lenguaje de programación Solidity. Para que se ejecuten en la red, se compilan a bytecode y de esta manera pueden ejecutar en la EVM (Ethereum Virtual Machine). Cada contrato se identifica con una dirección Ethereum y solo se ejecutan si son activados por una transacción.

Ejemplo de Contrato Inteligente con Solidity

Vamos a entender un ejemplo básico de contrato inteligente con Solidity para Ethereum. En este ejemplo simplemente se almacena una variable y se permite a otros contratos acceder a ella.

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0pragma solidity >=0.4.16 <0.9.0;contract SimpleStorage { uint storedData; function set(uint x) public { storedData = x; } function get() public view returns (uint) { return storedData; }}

El código comienza especificando la versión de solidity necesaria para compilarlo. A continuación, define el cuerpo del contrato, que contiene una variable de estado llamada storedData y dos funciones: set y get. Estas dos funciones van a ser visibles para otros contratos, y usándolas van a poder modificar u obtener el valor del estado.

Bitcoin vs Ethereum

Desde el punto de vista tecnológico, ambos proyectos están basados en el Blockchain. Sin embargo son muy diferentes. Bitcoin es el primer proyecto que implementó la idea de blockchain en el 2009, anterior a Ethereum.

Al contrario que Bitcoin, Ethereum no es una criptomoneda, sino que además se usa como plataforma para crear aplicaciones descentralizadas. Bitcoin es un sistema que permite procesar transacciones en el Blockchain.

Big Data y blockchain

Los avances en tecnología Blockchain siguen en aumento. Los datos almacenados en las cadenas de bloques cada vez son mayores y surgen nuevas ideas en torno al almacenamiento distribuido (STORJ). Las transacciones bancarias podrían transformarse en el futuro a transacciones en Blockchain, consiguiendo mayor inmediatez, bajos costes y bajos riesgos.

El uso de blockchain como capa de datos en analítica Big Data aporta beneficios como seguridad, anonimización e inmutabilidad. En el entorno financiero y bancario, existen pilotos para detectar y prevenir casos de fraude usando tecnología Blockchain e inteligencia artificial.

Otro ejemplo son las aplicaciones de Blockchain el sector del IoT. El Blockchain puede convertirse en una innovadora forma de poder escalar estos sistemas a medida que el volumen de dispositivos inteligentes y de datos crece. Podría ser la forma de evitar grandes costes o los cuellos de botella en el procesamiento de datos en tiempo real y además proporcionar la seguridad necesaria.

¿Qué es DeFi?

Las Finanzas Descentralizadas son un movimiento alternativo a las finanzas tradicionales (TradFi) centralizadas. En este modelo financiero no interviene ningún intermediario, como podrían ser los bancos. Las ventajas de este modelo es el poco control por parte de entidades, la distribución a los usuarios de los beneficios que proporciona y el aumento de eficiencia y accesibilidad al público que supone.

Para hacerlo posible e implementar estos protocolos, se usan los contratos inteligentes y redes Blockchain como Ethereum, BSC, Avalanche, Solana o Fantom. Estas redes han implementado productos como stablecoins o token estables que replican el valor de divisas tradicionales como el dólar.

También, han surgido exchanges descentralizados y servicios de préstamos entre usuarios que ofrecen retornos pasivos con intereses muy interesantes. A continuación tienes las opciones más populares para generar intereses en el ecosistema DeFi.

Exchanges Descentralizados (DEX)

Los Exchanges Descentralizados o DEX ofrecen la posibilidad de comprar y vender criptomonedas sin intermediarios y sin perder la custodia de tus activos. Estos DEX también se denominan Automated Market Makers (AMM) ya que usan pools de liquidez para gestionar los intercambios.

Un pool de liquidez (LP) proporciona liquidez inmediata para las órdenes de compra y de venta de activos a cualquier precio. El protocolo implementa un algoritmo de cálculo de precio automático. Este algoritmo ajusta el precio en función de la liquidez que existe para cada activo en el momento de la operación.

Los pools de liquidez sustituyen a los libros de órdenes de compra y de venta de los exchanges tradicionales y aumentan la eficiencia y la rapidez de los intercambios. Permite a los inversores que proporcionan liquidez obtener un porcentaje de las comisiones de intercambio.

Algunos de los DEX más populares:

• Uniswap
• Bancor
• Curve
• PancakeSwap
• SushiSwap
• SpookySwap
• Osmosis

Préstamos Descentralizados

Al igual que en las finanzas tradicionales, en DeFi existen protocolos que facilitan los préstamos. La tasa de interés también está determinada por algoritmos y es calculada en función de la oferta y de la demanda de los activos.

Algunas plataformas de Lending Descentralizadas:

• Aave
• Compound

Stablecoins en DeFi

Las stablecoins son criptomonedas cuyo valor está ligado al de una divisa estable como el dólar o el euro. Por su valor estable son muy usadas en el ecosistema como divisas de intercambio. Para conseguir dotarlas de este valor, usan algoritmos o reservas en divisas estables, generalmente el dólar.

El principal riesgo de las stablecoins es que su valor se desligue de la divisa que usan como referencia, lo que podría ocurrir por varios motivos, como bugs en los contratos o fraudes.

Algunas stablecoin populares:

• DAI
• USDT
• FRAX
• USDC

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Preguntas Frecuentes Blockchain – FAQ

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