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¿Qué es Blockchain y cómo funciona? – Guía para principiantes
Blockchain es una palabra de moda en estos días. Comprender blockchain también es importante en el mundo de las criptomonedas.
Este artículo es una guía para principiantes de blockchain. ¿Cuáles son las ventajas de usar blockchain en comparación con las bases de datos tradicionales? ¡Obtendrás respuestas a esta y muchas otras preguntas!
La forma tradicional de almacenar información
La cadena de bloques permite una nueva forma de almacenar y verificar datos. En primer lugar, es bueno comprender cómo se ha almacenado la información en el pasado.
Hemos tenido sistemas centralizados de almacenamiento de datos durante miles de años. Ejemplos típicos son los archivos de ciudades, iglesias y bibliotecas. Los incendios y otros desastres han destruido información valiosa desde el principio de los tiempos. Esto se debe a que no había copias.
Cuando la información se almacena en un solo lugar, no hay problemas con la sincronización. Antes de la era digital, era muy difícil mantener copias.
Los avances en la tecnología de la información han hecho posible el almacenamiento digital. En los países desarrollados, toda la información crítica se almacena digitalmente. El registro de población y el registro de vehículos son buenos ejemplos de grandes bases de datos, que incluyen el historial de los ciudadanos, el historial de propiedad de automóviles, etc.
Hay dos problemas principales con las bases de datos tradicionales: la confianza y la seguridad. Una base de datos centralizada es un objetivo atractivo para los piratas informáticos. En los últimos años, se han informado innumerables violaciones de datos en todo el mundo, con la piratería de datos personales de millones de personas.
El modelo tradicional también requiere confianza en el administrador de datos. Importantes bases de datos están en manos de instituciones públicas, bancos y gigantes corporativos globales. El titular de los datos puede controlar el acceso a la información y, si lo desea, bloquearlo por completo.
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Blockchain es una base de datos descentralizada
Blockchain también se llama Tecnología de libro mayor distribuido – DLT. Estas tres palabras resumen muy bien el principio detrás de blockchain. Primero veremos blockchain desde la perspectiva de Bitcoin. Más adelante también cubriremos otras soluciones.
Una cadena de bloques es, en toda su simplicidad, una base de datos. Es una nueva forma de almacenar información. El propósito de una cadena de bloques es resolver los problemas con las bases de datos centralizadas: confianza y seguridad. ¿Cómo resuelve una cadena de bloques estos problemas?
Una vez que la información está en la cadena de bloques, se almacena en los servidores que ejecutan la red. Estos se llaman nodos. La red Bitcoin consta de decenas de miles de nodos ubicados en todo el mundo. No hay un servidor central u otros puntos críticos de falla que puedan ser paralizados por una unidad hostil.
Una red de nodos resuelve el problema de seguridad. La cadena de bloques de Bitcoin no se puede destruir ni cerrar. Incluso con diez, cien o incluso mil servidores paralizados, esto no tendría ningún impacto en la cadena de bloques.
Los datos en la cadena de bloques de Bitcoin tampoco se pueden piratear, lo que significa que es imposible cambiarlos. Esto se debe al enorme poder de hash de los mineros de Bitcoin.
La red descentralizada también resuelve el problema de la confianza. Este es un gran logro e innovación de blockchain. La cadena de bloques de Bitcoin no está controlada por una sola entidad. Nadie puede apagar la cadena de bloques o evitar que otros la usen.
La red Bitcoin tampoco tiene permiso. Cualquiera puede descargar el software de Bitcoin, unirse a la red como un nodo y comenzar a almacenar información de la cadena de bloques. Los nodos también aseguran que los datos almacenados en la cadena de bloques sigan las reglas de la red.
Información almacenada en la cadena de bloques
La cadena de bloques de Bitcoin es una base de datos descentralizada almacenada en miles de computadoras. ¿Qué información se almacena realmente en la cadena de bloques? Aquí es donde surgen las diferencias entre diferentes proyectos (criptomonedas). Sin embargo, ciertos principios son universalmente válidos.
Aunque blockchain es una solución revolucionaria, también tiene limitaciones. La principal diferencia con una base de datos centralizada es la capacidad de las redes y servidores. Dado que una cadena de bloques debe sincronizarse con miles de servidores en Internet, existen límites en la cantidad de datos que se pueden transferir.
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Es bastante obvio que no debe almacenar información innecesaria en la cadena de bloques. Hay dos buenas razones para esto.
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- Si el tamaño de los bloques es grande y el tiempo entre bloques es corto, los nodos de la red tendrán dificultades para procesar todos los datos.
- Cuantos más datos hay en una cadena de bloques, más espacio requiere de los discos duros de los nodos.
En el caso de Bitcoin, solo estamos hablando de un par de megas por bloque. Además, el tiempo promedio de bloque es de diez minutos. Esto hace posible convertirse en un nodo con un hardware muy modesto. Este ha sido uno de los valores clave de Bitcoin desde el principio.
Algunas criptomonedas han sacrificado esta característica. La construcción de una cadena de bloques de alta capacidad con tiempos de bloque de 1 a 2 segundos genera requisitos de red y hardware elevados. Solo un pequeño número de participantes podrá ejecutar un nodo. Esto conducirá a un sistema más centralizado.
Se almacena principalmente de datos transaccionales, es decir, las transferencias realizadas en la red Bitcoin. Debido a que la cadena de bloques de Bitcoin está abierta, todos pueden ver los datos de las transacciones. Un servicio popular para explorar estos datos es Blockchain.com explorer.
Cada transacción contiene, entre otras cosas, la siguiente información:
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- El valor hash (identificador único) de la transacción;
- Dirección del remitente;
- Dirección del destinatario;
- Monto enviado en bitcoins;
- Tarifa de transacción pagada en bitcoins.
Además de esto, también se almacenan otros detalles sobre la transacción, pero la lista anterior muestra las partes más importantes.
Al momento de escribir (8/2022), el tamaño de la cadena de bloques de Bitcoin es de alrededor de 415 gigabytes. Ha crecido alrededor de 65 gigabytes por año en los últimos años.
Los mineros mantienen la cadena de bloques
Ahora que se han presentado blockchain y sus beneficios, podemos pasar al mantenimiento de datos.
En el caso de Bitcoin, la información ingresa a la cadena de bloques en dos pasos. Los nodos mencionados reenvían todas las transacciones al mempool. Esto puede considerarse un centro de clasificación de correo. El mempool puede tener decenas de miles de transacciones esperando ser procesadas. Luego entran los mineros.
Los mineros tienen dos tareas importantes:
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- Recopile nuevas transacciones del mempool y guárdelas en un nuevo bloque.
- Intenta vencer a los otros mineros en un cálculo matemático y obtén el derecho a crear el siguiente bloque.
Los mineros son computadoras especialmente diseñadas, conocidas como ASIC. Actualmente se encuentran principalmente en mineros gigantes, que pueden contener decenas de miles de ASIC. Según el tipo, una máquina cuesta varios miles de dólares. La minería de Bitcoin es un negocio de miles de millones de dólares en estos días.
Todos los mineros del mundo compiten entre sí para crear el siguiente bloque. Se puede pensar en el proceso como adivinar los números de lotería correctos. Alguien siempre tendrá suerte y adivinará los números correctos aproximadamente una vez cada 10 minutos, luego el trabajo comienza de nuevo.
Debido a que las máquinas que se usan para minar son caras y la minería usa grandes cantidades de energía, deben pagarse. Aquí es donde entran las recompensas en bloque. Con cada bloque, se crean nuevos bitcoins; actualmente (8/2022) 6,25 BTC por bloque.
Las recompensas en bloque se reducen cada cuatro años en un cincuenta por ciento. Este evento se llama Halving. Después de unos 120 años, las recompensas por bloque se reducen a cero. En este punto, se han extraído los 21 millones de bitcoins. Además de las recompensas del bloque, los mineros reciben todas las tarifas de transacción del bloque.
La recompensa del bloque es un incentivo para los mineros. De hecho, el poder de minería de la red Bitcoin ha aumentado enormemente a lo largo de los años. La red Bitcoin es, con mucho, la supercomputadora más poderosa del mundo en términos de potencia informática.
Debido a su enorme poder de cómputo, la cadena de bloques de Bitcoin no se puede cambiar. Si quieren hacer algún cambio, una parte enemiga tuvo que llevar a cabo el llamado ataque del 51%. Esto significa que tiene que tener más poder de cómputo que todas las computadoras mineras no hostiles juntas.
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Blockchains de otras criptomonedas
Bitcoin es actualmente una de las pocas criptomonedas populares que utilizan el algoritmo de consenso de prueba de trabajo. Es PoW que requiere equipo físico de minería para funcionar. Ethereum es otra cadena de bloques que usa PoW, pero se está moviendo hacia el muy popular consenso de prueba de participación.
Aproximadamente el 90 % de las 100 principales criptomonedas operan con un consenso de prueba de participación. Ninguna criptomoneda de prueba de trabajo significativa ha ingresado al mercado en cinco años. Esto se debe a que los nuevos proyectos han comenzado a centrarse cada vez más en la escalabilidad de la cadena de bloques.
La cadena de bloques de un sistema PoS funciona de la misma manera que en Bitcoin. Depende de la criptomoneda qué datos se almacenan. Pero los principios básicos son los mismos. No tiene sentido almacenar información innecesaria en miles de servidores. Por lo tanto, las cadenas de bloques contienen principalmente datos de transacciones.
La tecnología blockchain y la red descentralizada
Finalmente, cerremos con un tema que surge regularmente. La pregunta es: ¿es razonable construir una cadena de bloques cerrada o privada?
Como se mencionó anteriormente, blockchain tiene sus propios desafíos. De ninguna manera es la forma más eficiente u óptima de almacenar datos. Aunque la cadena de bloques de Bitcoin no es el modelo de contabilidad óptimo, es la única forma de crear una base de datos de moneda digital verdaderamente descentralizada, segura y libre de corrupción.
La velocidad de Internet, la potencia de procesamiento de los servidores y la capacidad de los discos duros imponen límites a las cadenas de bloques. Actualmente tiene sentido almacenar solo ciertos tipos de datos en una cadena de bloques. El dinero digital, descentralizado, es la mejor aplicación. Captura los beneficios de blockchain sin superar sus limitaciones prácticas.
La tecnología Blockchain también se utilizará y probará en otros contextos. Algunos ejemplos son el seguimiento y la votación en la cadena de suministro. El tiempo dirá si el uso de blockchain realmente proporcionará ventajas significativas frente a otras alternativas.
Si los datos de blockchain no son almacenados y mantenidos por un solo operador en lugar de hacerlo de manera descentralizada, se perderán los beneficios de la tecnología. Entonces, un modelo de base de datos tradicional puede ser una solución más inteligente. Por lo tanto, la descentralización es una parte integral de todo el concepto de blockchain.
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