Blockchain explicada: cómo funcionan los bloques, nodos y el consenso

Los bloques y la cadena

Una blockchain (cadena de bloques) es una lista de registros agrupados en lotes llamados bloques. Cada bloque contiene un conjunto de transacciones, una marca de tiempo y un código especial llamado hash.

Un hash funciona como una huella dactilar de los datos. Si introduces cualquier información en una función hash, obtienes un código corto de longitud fija. Cambia un solo carácter de la entrada y la huella cambia por completo. Cada bloque incluye el hash del bloque anterior, y eso es lo que une los bloques en una cadena.

Ese enlace es la parte ingeniosa. Si alguien modificara una transacción antigua, la huella de ese bloque cambiaría y rompería el enlace con el bloque siguiente, y con el siguiente, hasta llegar al más reciente. La manipulación se nota al instante.

Nodos: muchas copias del mismo registro

Una blockchain no se guarda en un solo lugar. Se copia en muchos ordenadores llamados nodos, que a menudo gestionan personas y organizaciones independientes en distintos países. Cada nodo guarda su propia copia del registro y comprueba las nuevas transacciones y bloques según las reglas de la red.

Como hay tantas copias, no existe un único servidor que se pueda apagar o editar a escondidas. Si un nodo se desconecta o intenta hacer trampa, los demás simplemente lo ignoran. En blockchains públicas como Bitcoin y Ethereum, normalmente cualquiera con el hardware adecuado puede ejecutar un nodo.

Consenso: cómo se pone de acuerdo la red

Con miles de ordenadores implicados, la red necesita una forma justa de decidir qué bloque nuevo va a continuación y qué versión del registro es la auténtica. Este proceso se llama consenso. Los dos métodos más comunes son:

• Prueba de trabajo (proof of work). Los mineros usan potencia de cálculo para competir por resolver un acertijo. El ganador añade el siguiente bloque y recibe una recompensa. Bitcoin usa este método. Tiene un largo historial, pero consume mucha electricidad.
• Prueba de participación (proof of stake). Los validadores bloquean parte de las monedas de la red como depósito. El protocolo elige a los validadores que proponen y confirman bloques, y un comportamiento deshonesto puede costarles parte de ese depósito. Ethereum usa este método desde 2022. Consume mucha menos energía, aunque sus críticos sostienen que puede favorecer a quienes ya tienen muchas monedas.

Ambos métodos buscan el mismo resultado: que hacer trampa sea caro y que se recompense a quienes siguen las reglas.

Por qué es difícil cambiar el historial

Para reescribir una transacción pasada en una gran cadena de prueba de trabajo, un atacante tendría que rehacer el trabajo de ese bloque y de todos los posteriores, más rápido que todos los mineros honestos juntos. En la práctica, eso significa controlar la mayor parte de la potencia de cálculo de la red, algo que en una red grande sería enormemente caro. Este escenario se conoce como ataque del 51 %.

En las cadenas de prueba de participación, un atacante necesitaría controlar una gran parte de todas las monedas en staking, y las reglas permiten que los validadores deshonestos pierdan parte de su depósito. En ambos sistemas, cuanto más antigua es una transacción, más difícil es revertirla. Por eso se habla de esperar confirmaciones.

Las blockchains pequeñas, con pocos mineros o validadores, son objetivos más fáciles, y varias han sufrido ataques de este tipo con éxito. El tamaño y la descentralización importan.

Límites y concesiones

• Velocidad y coste. Cada nodo comprueba cada transacción, lo que hace que las blockchains públicas sean más lentas y, a menudo, más caras por transacción que una base de datos de pagos convencional.
• El trilema. Los diseñadores suelen hablar de equilibrar seguridad, descentralización y escalabilidad. Mejorar una de ellas normalmente implica sacrificar un poco de otra.
• Si entra basura, sale basura. Una blockchain puede demostrar que un registro no se ha modificado, pero no puede demostrar que fuera verdadero cuando se introdujo.
• Errores permanentes. La misma característica que impide la manipulación también impide las correcciones. Un pago a una dirección equivocada, por lo general, se queda así.
• No todo necesita una. Para muchas tareas empresariales, una base de datos normal gestionada por una empresa de confianza es más sencilla y barata.

Cuando un proyecto afirma que necesita una blockchain, conviene preguntarse: ¿en quién tendríamos que confiar si no, y compensa eliminar esa confianza a cambio del coste y la complejidad adicionales?