Sobre blockchain
¿Qué era eso de lo que todo el mundo estaba hablando entre 2016 y 2021?
Introducción
Si estabas vivo entre 2016 y 2021 es casi seguro que, incluso en contra de tu voluntad, hayas sido bombardeado con alguna de las siguientes palabras o términos: blockchain, Bitcoin, criptomonedas, NFTs, Proof of Work...
Es inevitable: en estos tiempos que vivimos cuando surge una nueva tecnología "prometedora" la misma es ovacionada y aclamada como si fuese la segunda venida de <INSERTAR MESÍAS ACA SEGUN TU RELIGIÓN>. Después de un rato, cuando el humo comienza a disiparse, se ven las cosas como son y lo que prometía ser una revolución de la humanidad pasa a un relativo olvido.
Blockchain es una de estas tecnologías. Algo que, según algunos, prometía ser la rampa de la humanidad hacia el futuro1, algo que fue tan popular que crypto se convirtió en sinónimo de criptomonedas (en vez de criptografía), pero que hoy en día quedó en segundo plano, reemplazada por otra tecnología que está siendo aclamada y ovacionada como la nueva "cosa caliente".
Pero es muy fácil criticar una cosa cuando ya pasó su momento de fama y sus promesas resultaron ser vacías. Lo difícil es sostener este escepticismo cuando las cosas se están desarrollando en vivo y en directo. Para eso no hay mejor arma que el conocimiento: saber y entender cómo funciona algo es fundamental para no ser arrastrado por olas masivas de desinformación y sensacionalismo.
Por eso, más tarde que nunca y sin que sea de mucha utilidad, en este post vamos a explicar: ¿¿QUÉ ES UNA CADENA DE BLOQUES Y QUÉ TIENE DE IMPORTANTE??
1: Fragmento extraído de una conversación que tuve con una persona, la cual lo dijo con absoluta seriedad y convicción.
¿¿QUÉ ES UNA CADENA DE BLOQUES Y QUÉ TIENE DE IMPORTANTE??
Antes de meternos de lleno en este grandioso tema hay que detallar algunos conceptos.
¿Qué es una aplicación distribuida?
Una aplicación distribuida es un programa/software donde los componentes que lo conforman se encuentran ubicados (o distribuidos) en diferentes computadoras conectadas entre sí por medio de una red.
Dichos componentes se comunican a través de mensajes, que son enviados por la red, con el objetivo de brindar un servicio o proporcionar alguna funcionalidad en específico.
Las computadoras que son parte de la aplicación suelen conocerse como nodos. Cada nodo posee sus propios recursos (memoria, almacenamiento, ancho de banda, etc.), y a su vez, un nodo puede ejercerse diferentes tareas y asumir distintos roles.
Existen distintas formas de armar una red para una aplicación distribuida. En este caso vamos a mencionar solo dos:
- Arquitectura cliente-servidor
- Arquitectura Peer to Peer (P2P)
Cliente servidor
Quizá sea la forma más popular de armar una aplicación distribuida, ya que en general la mayoría de las aplicaciones que usamos hoy en día utilizan esta arquitectura.
En este caso, tenemos un nodo central que actúa como servidor. ¿Servidor de qué? De alguna funcionalidad o servicio (de ahí su nombre, se llama servidor porque provee un servicio...).
Mientras que el resto de los nodos son considerados clientes: consumen y solicitan los servicios ofrecidos por el servidor.
Lo importante es saber que la carga pesada de la aplicación la lleva el servidor, y que no hay colaboración directa entre los clientes al momento de ofrecer el servicio.
Veamos un ejemplo: imaginate una aplicación como Instagram. Cada persona que tiene la aplicación descargada en su celular es un cliente. Cuando abrís la aplicación y empezás a... consumir contenido (o lo que sea), tu celular se comunica con un servidor y es el servidor el que responde con el contenido que estás viendo.
Y si bien es posible que dos usuarios de Instagram se comuniquen, esta comunicación no es directa, no sucede "cliente a cliente". La misma "pasa" a través del servidor. Si se caen los servidores de Instagram, los clientes quedan inutilizables, incapaces de consumir cualquier servicio.
Peer to Peer
En este caso, cada computadora (nodo) perteneciente a la red contribuye a brindar el servicio. Los nodos actúan como clientes y proveedores. De esta forma, los mismos "comparten" una porción de sus recursos (memoria, espacio en disco, ancho de banda) con los otros miembros de la red.
No existe un nodo "central" (o si lo hay, su importancia queda reducida), y ya no tenemos el problema de que si se cae el servidor nuestra aplicación queda inutilizable. Para que la aplicación deje de funcionar, se tendrían que caer todos los nodos de la red. Es decir, en comparación con la anterior, esta arquitectura es más resiliente ante fallos.
Veamos un ejemplo: aplicaciones de torrents. Cuando descargás un archivo usando un cliente de torrents, no lo descargás desde un servidor central, si no de los diferentes nodos que hay en la red P2P que posean una copia del archivo. A su vez, a medida que lo vas descargando, tu computadora ahora se vuelve capaz de compartirlo a otros nodos. Es decir: no solo actuás como un cliente solicitando un archivo, si no que tambén actuás como servidor proveyendo ese archivo a otros.
Qué tecnología impresionante, ¿no?
Esquema centralizado vs descentralizado
En términos de informática, la centralización/descentralización hace referencia a dónde están ubicados los recursos/quién es el que provee los servicios de una aplicación.
En un esquema centralizado, la mayoría de los recursos se encuentran en una sola ubicación, y los servicios son ofrecidos por una sola computadora que actúa como servidor.
En un esquema descentralizado, los recursos se encuentran desparramados en diferentes computadoras, y no hay una sola computadora de la cual dependa el servicio.
O al menos, esto era así en los inicios de la computación. Hoy en día la definición no es tan literal.
No es que Instagram (nuevamente como ejemplo) tenga solamente UNA computadora donde almacenan toda la información y que provee todos los recursos para brindar su servicio. Tiene varias (más de 2 seguramente), posicionadas en distintas ubicaciones geográficas incluso. Todas estas actúan como servidores de la aplicación.
Es por eso que tenemos que alejarnos un poco y verlo de forma más abstracta: sí, tiene distintos servidores, pero aún así posee la forma de un esquema centralizado. Todo lo que pasa en la aplicación depende de los servidores, y los clientes no tienen injerencia alguna, y no pueden colaborar con sus recursos para ayudar a ofrecer el servicio.
En temas relacionados a Blockchain, la descentralización es algo nombrado a menudo y con cierta relevancia. Tiene este aspecto tanto técnico que acabamos de mencionar, como también un aspecto filosófico/ideológico.
EJERCICIO PARA EL LECTOR: ¿CUÁL DE LAS ARQUITECTURAS DE APLICACIONES DISTRIBUIDAS QUE VIMOS SE PRESTA MEJOR PARA CADA ESQUEMA? MANDÁ TUS RESPUESTAS A iluminame@linternita.com
La cadena de bloques
Bueno BASTA de preámbulos. ¿Qué es esto? ¿Por qué es tan importante? ¿Por qué todavía te sigo escuchando decir que nunca romperías la cadena?
Es como un libro contable.
Un libro contable digital.
En un libro contable se registran las transacciones que ocurrieron en un período de tiempo. Por ejemplo, si tenés un emprendimiento de ropa, cada venta que realices es una transacción que será registrada en una nueva línea dentro de una página del libro contable.
Con una blockchain podemos hacer prácticamente lo mismo: mantener un registro de sucesos que ocurrieron en un determinado tiempo y orden. Pero como estamos en el mundo digital, en vez de agrupar las transacciones en una página de un libro, las agrupamos en una estructura de datos que recibe el nombre de bloque.
Y así como las páginas de un libro se siguen una con la otra, los bloques se enlazan uno con otro formando una cadena.
Lector/a de Linternita.com: Ok. Todo esto es llamativo. Pero sigo sin entender por qué tanto revuelo. Visa existe desde 1970 y ya en 1973 estaban usando un sistema computarizado para agilizar el procesamiento de transacciones de tarjetas de crédito. ¿Me estás queriendo decir que el mundo no tenía una forma de registrar transacciones digitalmente hasta que surgió todo esto de blockchain?
No. Justamente, mantener un registro de digital transacciones era un problema resuelto hace mucho tiempo.
Pero a diferencia del servicio ofrecido por Visa (o cualquier otra institución financiera), manejar transacciones usando blockchain tiene las siguientes ventajas:
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Inalterabilidad de la cadena: la forma en la que están enlazados los bloques hace que la cadena sea inalterable. Es decir: una vez que un bloque es agregado a la cadena, no hay forma de modificarlo, ni de añadirle o quitarle transacciones. El esfuerzo computacional que llevaría hacer esas modificaciones es tan grande que lo convierte en algo fútil.
Esto no pasa con una tarjeta de crédito, donde las transacciones pueden ser disputadas/desconocidas, obligando a la institución financiera a mediar. Dependiendo del resultado de la mediación, la transacción puede ser alterada. Por lo tanto, el registro de transacciones no está escrito en piedra.
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Descentralización: cuando hacés una compra con una tarjeta de crédito (Visa, Mastercard, etc) la misma es procesada por una institución financiera. Todas las transacciones pasan a través de sus servidores y son estos los que tienen la última palabra. Es decir: siguen un esquema centralizado.
¿Cuál es el problema de esto? Que el manejo de tu transacción depende total y absolutamente de un único tercero. En cambio, en blockchain, las transacciones son manejadas por los distintos nodos de una red Peer to Peer. No hay una autoridad central, todos los nodos de la red trabajan para brindar el servicio.
No necesariamente usemos una cadena de bloques para registrar transacciones comerciales (compras, ventas, uso de tarjetas de crédito, etc). Podemos usarlas para registrar cualquier suceso. Pero torné el post para este lado para hablar de la primera aplicación que utilizó la tecnología blockchain...
Bitcoin
¿Existe alguna forma de crear un sistema de pagos electrónico que no dependa en depositar toda la confianza en un tercero?
Esa pregunta es la razón de existir de Bitcoin. Esa fue la razón por la cual surgió todo esto. O al menos eso es lo que dice el autor en el paper titulado Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
Para crear este sistema de pagos, Bitcoin utiliza los conceptos que venimos viendo hasta el momento: hay una cadena de bloques inalterable donde se registran las transacciones, es una aplicación distribuida que sigue un esquema descentralizado, utiliza la arquitectura Peer to Peer...
Pero un sistema de pagos involucra más cosas que solamente registrar que se realizó una transacción. Tiene que haber un movimiento de plata desde el pagador al pagado. También, al ser un sistema electrónico, hay que tener especial cuidado para no caer en el problema del doble gasto (cosa que no pasa con dinero físico porque no podés gastar el mismo billete dos veces).
Si empezamos a hilar fino, surgen muchas preguntas: ¿cómo se valida que la persona que está pagando tiene los suficientes fondos para hacer el pago? ¿Qué evita que un nodo introduzca transacciones falsas en la cadena de bloques? ¿De dónde sale el incentivo para que alguien quiera poner una computadora como nodo de la red y ofrecer sus recursos para que el sistema funcione?
Hagamos un recorrido top-down de los elementos que conforman Bitcoin para intentar responder estas preguntas.
Bloques
Los bloques agrupan transacciones y están encadenados uno con el otro.
Para "encadenar" los bloques se incluye una referencia al hash del bloque anterior. Para hacerlo simple, una función hash toma una entrada y devuelve un valor único que depende de esa entrada. De ahora en adelante cuando mencione "hash" voy a estar haciendo referencia al valor único que se obtiene.
Y acá pasa algo importante: este hash no es cualquier hash. Al momento de crear un bloque nuevo, Bitcoin impone una restricción: el hash resultante de este bloque tiene que contener un número de bits que estén en cero.
Recordemos que el valor del hash calculado depende de la entrada. Si nuestra entrada es siempre la misma, obtendremos el mismo valor.
Los bloques en Bitcoin tienen un campo extra llamado nonce. Este campo es un número, y la idea es que este número puede ser incrementado/modificado cuantas veces queramos, con el objetivo de poder generar hashes distintos para el mismo bloque.
Calcular un hash es algo que se puede hacer relativamente rápido. El problema acá es que no nos sirve cualquier hash, necesitamos obtener sí o sí uno que tenga N bits con valor cero. No hay forma fácil de hacer esto. No queda otra que hacerlo a "fuerza bruta": empezar con un nonce, calcular el hash, verificar si tiene N bits en 0, incrementar el nonce, calcular el hash, verificar si tiene N bits en 0, incrementar el nonce...
Esto es un proceso muy lento. Comúnmente recibe el nombre de "minado" y hay nodos dentro de la red que solamente se encargan de minar el bloque, es decir, calcular un hash válido para que el bloque sea añadido a la cadena.
Una vez que se obtiene un hash válido, el nodo que lo obtuvo difunde el bloque a toda la red, otros nodos verifican que este todo sea correcto, y ese bloque queda oficialmente añadido a la cadena.
Supongamos que tenemos tres bloques A, B, y C en este orden:
A --> B --> C
Si un nodo "maligno" quisiera tomar ventaja del sistema y modificar el bloque A con transacciones que le sean favorables, debería volver a calcular el hash del bloque A.
Y el hash del bloque B, porque el bloque B tiene una referencia al de A.
Y el hash del bloque C, porque el bloque C tiene una referencia al de B.
Ya de por sí es bastante complicado calcular el hash para un solo bloque, pero este nodo maligno está intentando calcular los hashes para 3 bloques distintos con el fin de modificar la "historia" de la blockchain.
Y no solo eso: mientras este nodo está ocupado calculando esos 3 hashes, los otros nodos "honestos" están trabajando para expandir la cadena con nuevos bloques. En Bitcoin la cadena "verdadera" es aquella que sea la más larga. Así que el nodo maligno tendría que, de alguna forma, sobrepasar a los demás nodos honestos y tratar de crear una cadena más larga que ellos.
Mientras la red de Bitcoin esté compuesta por una mayoría de nodos honestos, es efectivamente imposible que un nodo con malas intenciones introduzca cambios en la historia de la cadena.
Por eso la cadena es inalterable.
El incentivo de "minar" bloques
Cada vez que un nodo calcula un hash válido y difunde el nuevo bloque, recibe "monedas".
La primera transacción que se incluye en el nuevo bloque es una transacción que le atribuye monedas al nodo que lo está intentando minar.
También existe otro incentivo, las tarifas de transacción, que también son atribuidas al nodo.
De esta forma, un nodo gana "plata" haciendo su trabajo. Es recompensado por los recursos que está poniendo a disposición. Además, el incentivo monetario ayuda a que el nodo se mantenga honesto: es preferible hacer las cosas bien y ganar monedas que arriesgarse a rescribir la cadena de bloques, comprometiendo al sistema y la validez del mismo.
Unspent Transaction Outputs (UTXOs)
Los UTXOs son análogos a los billetes que usamos para pagar algo. Son efectivamente la "moneda" que se usa en Bitcoin al momento de realizar una transacción.
Un UTXO es una estructura de datos que almacena un valor que representa una cantidad de monedas y cierta información que ayuda a identificar a quién le pertenecen esas monedas.
Como su nombre lo indica, los UTXOs son la "salida" que se obtiene luego de realizar una transacción. Estas salidas permanecen "no gastadas" (unspent) hasta que... alguien las gasta en una transacción, generando nuevos UTXOs en el proceso (pero que tendrán distinto dueño).
Figura 1: Probablemente el café más caro de la historia
En el diagrama de arriba podemos ver un ejemplo donde Bob utiliza un UTXO con valor de 5 monedas para comprar un café que con valor de 3. Cuando la transacción se realiza, el UTXO de 5 monedas se convierte en un Spent Transaction Output (se gasta), y al mismo tiempo se generan dos nuevos UTXOs, uno de valor 3 del cual Bonafide pasa a ser dueño, y el vuelto con valor 2 que es de Bob.
Todos los nodos que conforman la red Bitcoin mantienen una copia del conjunto de UTXOs en su totalidad, actualizándola a medida que suceden nuevas transacciones. Este conjunto de UTXOs es usado para verificar que una transacción sea válida (es decir: que los UTXOs no hayan sido ya gastados en otra transacción, incurriendo en doble gasto).
¿Cómo se genera el conjunto de UTXOs? ¿Cómo funciona la validación de una transacción? 📌
Esas son muy buenas preguntas a las cuales les pondremos un "pin" y responderemos luego.
Transacciones
Las transacciones son un registro de los pagos dentro del sistema. Y al igual que los bloques, las transacciones también están enlazadas.
Vista simplificada de las transacciones en Bitcoin
Una transacción puede tener múltiples entradas y salidas. Las salidas de una transacción son los UTXOs (que acabamos de ver), y las entradas... son los UTXOs también.
La estructura real de una transacción en Bitcoin es algo como esto:
Un UTXO es identificado de forma única utilizando el hash de la transacción de donde surgió, y además, usando el output index, un número que indica cuál de las múltiples salidas de una transacción es esta.
¿Cómo se genera el conjunto de UTXOs? ¿Cómo se valida una transacción?
Tiempo de sacar el pin y responder estas preguntas.
Un nodo tiene acceso a toda la cadena de bloques, es decir, al historial completo de transacciones.
Para generar el conjunto de UTXOs, un nodo recorre el historial de transacciones. A medida que avanza a través de cada bloque y transacción, realiza modificaciones en el conjunto. Cuando llega a la última transacción tendrá el conjunto de UTXOs final que representa el "estado actual".
Este trabajo de recorrer toda la cadena de bloques se hace una sola vez. Después de eso, cuando se recibe un nuevo bloque, solo basta con analizar las transacciones dentro de ese bloque y actualizar el conjunto de UTXOs adecuadamente.
Para saber si una nueva transacción es válida, el nodo tiene que verificar que los UTXOs que están siendo utilizados en las entradas de la misma se encuentren dentro del conjunto. Si no están, es posible que ya hayan sido gastados en una transacción previa, por lo que esta nueva transacción queda invalidada.
Conclusiones
Lector/a de Linternita.com: ¿Eso es todo? ¿La gente se volvió loca por un sistema de pagos electrónico?
Sí, más o menos.
La verdad es que la tecnología y el concepto detrás de una blockchain fue algo innovador. Incluso impulsó y revitalizó el mundo de la criptografía (un tema que irónicamente evité lo más que pude en este post): una oleada de gente nueva se vio interesada en la criptografía, se crearon nuevos algoritmos y protocolos, algunos ideas y conceptos criptográficos que tenían poco uso práctico lo encontraron gracias a blockchain.
Fuera de eso, no fue más que otra burbuja.
Bitcoin y otras criptomonedas siguen existiendo y son utilizadas a día de hoy. Se pueden comprar cosas con criptomonedas, pero no es algo masivo y soportado por todos los comercios, ya que no se convirtió para nada en una moneda estándar.
Pero más que nada las criptomonedas se terminaron usando como un activo financiero debido a la alta especulación y volatilidad del valor de las mismas.
Se crearon otras cosas "interesantes" basadas en blockchain. Una de ellas fue la tan conocida estupidez de los NFTs. Otras fueron ideas un poco más inteligentes, como los smart contracts.
Aún así, hoy (en 2025) el hype murió. No surgió ninguna aplicación o solución basada en blockchain que revolucionase al mundo (fuera de la locura financiera). Muchos se dieron cuenta que blockchain era "una solución sin problema", y con el tiempo, la industria la fue descartando y buscando algo nuevo en lo que centrarse.
No es algo de lo que deberíamos sorprendernos. Después de todo, el mundo se mueve de burbuja en burbuja. Pasó en los 80s con la inteligencia artificial. Pasó en los 90s/00s con dot-com. Y pasó entre 2016 y 2021 (fechas aproximadas) con blockchain.
Y en la actualidad estamos con mucho hype por la inteligencia artificial (de nuevo). Pero eso es un tema para otro post.