Blockchain en informática: qué es y cómo funciona

Pocas tecnologías han dado tanto de qué hablar como el blockchain. Lo que comenzó como la base de funcionamiento del bitcoin, hoy se ha convertido en una herramienta que se aplica en sectores tan diversos como la banca, la logística, la sanidad o la administración pública. Pero, más allá de la especulación financiera y los titulares rimbombantes, el blockchain es ante todo una estructura técnica con un potencial enorme para redefinir la informática tal y como la conocemos.

Su propuesta de descentralización, trazabilidad y seguridad ha abierto nuevos caminos para el desarrollo de aplicaciones distribuidas, más transparentes y robustas. Hoy, esta tecnología ha sabido integrarse con la computación en la nube, los contratos inteligentes y otros avances recientes para ofrecer soluciones que antes parecían imposibles.

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¿A qué nos referimos con blockchain en la ingeniería informática?

Historia y evolución del blockchain en el ámbito informático

La historia del blockchain comienza en 1991, cuando los investigadores Stuart Haber y W. Scott Stornetta propusieron un sistema para sellar digitalmente documentos y evitar su manipulación. Sin embargo, fue en 2008 cuando Satoshi Nakamoto presentó el concepto de blockchain como la base para la criptomoneda Bitcoin. Pero lo realmente revolucionario no fue solo la moneda, sino la tecnología que había detrás para registrar cada movimiento sin necesidad de intermediarios: el blockchain.

Poco a poco, la comunidad tecnológica empezó a darse cuenta de que esa misma tecnología podía servir para mucho más. En 2015 llegó Ethereum, que abrió las puertas a algo nuevo: los contratos inteligentes. Es decir, programas que se ejecutan solos cuando se cumplen ciertas condiciones. Desde ahí, el crecimiento ha sido imparable, y hoy en día ya hay empresas, gobiernos y organizaciones utilizando blockchain para todo tipo de cosas.

Integración del blockchain con la computación en la nube

Una de las cosas que ha hecho que el blockchain se extienda con más facilidad es su integración con la nube. ¿Por qué? Porque montar desde cero una red blockchain no es algo que se haga en cinco minutos. Hace falta infraestructura, servidores, mantenimiento… y no todo el mundo tiene los recursos para eso. Ahí es donde entran los grandes proveedores cloud como Amazon Web Services, Microsoft Azure o IBM, que ofrecen servicios de Blockchain-as-a-Service (BaaS).

Gracias a esto, empresas de todos los tamaños pueden probar y lanzar proyectos blockchain sin necesidad de tener expertos o un departamento de IT gigantesco. ¿Y qué ventajas aporta esta combinación? Pues sobre todo escalabilidad (puedes crecer sin preocuparte de la infraestructura), facilidad para hacer pruebas y seguridad reforzada.

Funcionamiento del blockchain

Estructura de bloques y cadena de bloques

La palabra “blockchain” lo dice todo: cadena de bloques. Cada bloque es como una página de un libro de contabilidad. En ella se registran varias transacciones (por ejemplo, transferencias de dinero, movimientos de productos, firmas digitales…). Cuando ese bloque se llena, se enlaza al anterior, y así se va formando una cadena.

Lo interesante es que cada bloque lleva una especie de huella digital (hash) que depende del contenido del bloque anterior. Eso significa que si alguien intentase cambiar algo en un bloque del pasado, toda la cadena se rompería.

Mecanismos de consenso: prueba de trabajo y prueba de participación

Vale, pero… ¿quién decide qué bloques se añaden a la cadena? Aquí entran los mecanismos de consenso. En el blockchain no hay un jefe que diga “esto va” o “esto no va”. Son los propios participantes de la red quienes validan la información.

Hay varios métodos para llegar a ese consenso. Uno es la prueba de trabajo (Proof of Work), que es el que usa Bitcoin. Consiste en resolver un problema matemático muy difícil. El primero que lo resuelve, gana el derecho a añadir el bloque y se lleva una recompensa. El problema es que esto consume muchísima energía.

Otro método es la prueba de participación (Proof of Stake), que en lugar de usar potencia de cálculo, usa capital. Cuantas más monedas tengas y “apuestes”, más posibilidades tienes de validar bloques. Esto consume menos energía y está ganando terreno rápidamente, sobre todo en redes como Ethereum 2.0.

Diferencias entre blockchain público y privado

No todos los blockchains son iguales. Hay redes públicas, como Bitcoin o Ethereum, en las que cualquiera puede participar, ver las transacciones y contribuir a validar bloques. Estas redes son totalmente abiertas y transparentes.

Luego están las redes privadas, que suelen usar empresas o instituciones. Aquí no entra cualquiera: los participantes están controlados, y muchas veces el acceso a los datos también está limitado. Son ideales para casos donde hace falta más control, como en procesos internos de una empresa, en banca o en sistemas logísticos.

Ambos modelos tienen sus ventajas y desventajas, y elegir uno u otro depende de para qué se quiera usar el blockchain.

Componentes fundamentales del blockchain en informática

Nodos y mineros en la red blockchain

Para que una red blockchain funcione, hace falta que haya muchos ordenadores conectados entre sí, que son los que guardan y comparten toda la información. A esos ordenadores se les llama nodos. Todos tienen una copia completa (o parcial) de lo que pasa en la red, y se comunican constantemente para estar al día y comprobar que todo es correcto.

Dentro de estos nodos, hay algunos que tienen un papel especial: los mineros. Son los que se encargan de validar y añadir nuevos bloques con transacciones a la cadena. Para hacerlo, tienen que resolver un problema matemático que requiere mucha potencia de cálculo (de lo que hemos hablado en apartados anteriores). El primero que lo consigue, añade el bloque y recibe una recompensa. Esto no solo hace que el sistema sea seguro, sino que además motiva a los participantes a mantenerlo funcionando.

Criptografía asimétrica y su papel en la seguridad

La seguridad del blockchain no se basa en contraseñas largas o cortafuegos. Se basa en algo aún más potente: la criptografía. Concretamente, la criptografía asimétrica. ¿Qué significa esto? Que cada usuario tiene un par de claves: una pública y una privada. La pública se puede compartir con cualquiera; la privada, en cambio, se guarda en secreto.

Cuando alguien quiere enviar información o realizar una transacción, la firma con su clave privada. Los demás pueden comprobar que esa firma es auténtica utilizando su clave pública. Así se garantiza que nadie puede hacerse pasar por otro, y que los datos no han sido manipulados en el camino.

Contratos inteligentes y su automatización

Un contrato inteligente no es un contrato que piense por sí solo, pero casi. Es un programa que se ejecuta solo cuando se cumplen ciertas condiciones. Por ejemplo, imagina una compra online: si el producto llega al comprador, el contrato libera el pago automáticamente. Sin que nadie tenga que pulsar un botón o hacer una gestión manual.

Lo bueno es que todo está escrito de antemano: qué se espera de cada parte, qué pasa si alguien no cumple, cuándo se hace efectivo… Todo se queda registrado en la blockchain, así que no hay forma de hacer trampas o cambiar los términos a mitad de camino.

Seguridad y transparencia en el blockchain

Inmutabilidad de los datos almacenados

Una vez que algo se registra en la blockchain, se queda ahí. No se puede borrar ni modificar. Esto es lo que se conoce como inmutabilidad. Y es una de las claves del sistema. Cada bloque tiene una especie de código (hash) que lo identifica y que depende del contenido del bloque anterior. Si alguien intentara cambiar una línea, ese código ya no coincidiría y la red lo detectaría.

Esto da mucha tranquilidad en contextos donde la información debe ser confiable: desde registros médicos hasta trazabilidad de alimentos o certificados digitales. Saber que nadie puede alterar los datos una vez validados es una garantía muy poderosa.

Protección contra manipulaciones y ciberataques

Al estar distribuida entre miles de nodos, una red blockchain no tiene un único punto débil. Si un nodo se cae o es atacado, el resto sigue funcionando sin problema. Esto hace que sea muy difícil manipular los datos o tumbar la red.

Para conseguir modificar una transacción, un atacante tendría que controlar más del 50% de los nodos al mismo tiempo. Y eso, en una red pública grande como Bitcoin o Ethereum, es casi imposible. Este diseño descentralizado es una de las razones por las que muchas empresas están empezando a usar blockchain como base para sistemas críticos.

Por eso, entender bien cómo funcionan estas tecnologías es clave para cualquier persona que quiera dedicarse a la informática con una mirada puesta en el futuro. Si ese es tu caso, échale un vistazo al Grado online en Ingeniería Informática de UNIE Universidad, que incluye contenidos sobre ciberseguridad, blockchain y desarrollo de software desde una perspectiva muy aplicada.

Criptografía y resguardo de la información

Además de la clave pública y privada, blockchain utiliza otras herramientas criptográficas, como los algoritmos de hashing. Estos algoritmos convierten cualquier tipo de información (un documento, una transacción, una imagen) en una cadena de números y letras única. Si cambias solo un detalle del contenido, ese código cambia completamente, como si fuera otra cosa.

Esto permite verificar fácilmente si los datos han sido alterados. No hace falta revisar todo el contenido, basta con comparar los hashes.

Aplicaciones del blockchain en diferentes sectores

En sanidad, el blockchain ya se está usando para algo tan importante como guardar historiales médicos de forma segura. La diferencia con otros sistemas es que aquí los datos no se pueden modificar sin dejar rastro, y solo los profesionales autorizados pueden acceder a ellos.

En logística, la clave está en saber de dónde viene un producto y por dónde ha pasado. El blockchain permite registrar cada paso de esa cadena: desde que un alimento sale de una granja hasta que llega al supermercado. Esto es útil no solo para evitar fraudes, sino para actuar rápido si hay un problema, como una alerta sanitaria.

Y en educación, esta tecnología también tiene mucho que decir. Algunas universidades están empezando a emitir títulos en formato blockchain. ¿Qué implica esto? Que esos títulos no se pueden falsificar y se pueden verificar en segundos desde cualquier parte del mundo. Es práctico para los estudiantes y cómodo para las empresas o instituciones que quieren comprobar si un candidato realmente cursó lo que dice.

 

Lo que empezó como la base de una criptomoneda se ha convertido en una tecnología que está empezando a cambiar sectores enteros. Y aunque todavía quedan retos por resolver —como su consumo energético en algunos casos, o la necesidad de formar a más profesionales en esta tecnología—, lo cierto es que el camino ya está en marcha. Cada vez son más las empresas, gobiernos e instituciones que apuestan por integrar blockchain en sus procesos.