¿Cómo crear una cadena de bloques? Guía para principiantes

Embarcarse en el viaje de crear una cadena de bloques abre un abanico de posibilidades en el mundo digital. En el corazón de la tecnología blockchain reside el poder de revolucionar la forma en que interactuamos con todo, desde la moneda digital hasta los bienes inmuebles. Pero, ¿cómo se crea una cadena de bloques? ¿Cuáles son los pasos necesarios?

Esta guía se adentra en los entresijos del desarrollo de una cadena de bloques, desde la elección del lenguaje de programación adecuado hasta la selección entre las plataformas de cadenas de bloques existentes, como Ethereum o Hyperledger Fabric.

Construir una cadena de bloques desde cero es una tarea larga pero gratificante, que implica tomar decisiones como optar por la prueba de trabajo, la prueba de participación o la prueba del tiempo transcurrido como mecanismo de consenso.

A medida que aprendas a crear un bloque, implementar firmas digitales y escribir código fuente, descubrirás el potencial de las aplicaciones descentralizadas. Tanto si desea innovar en las transacciones digitales como remodelar el mercado inmobiliario, dominar el desarrollo de blockchain es un primer paso fundamental para hacer realidad su visión.

Blockchain es una nueva tecnología que muchos consideran exclusiva de las criptomonedas. En realidad, puede intervenir en otros muchos campos, como la educación, la moda o la medicina. Dicho esto, para sacar el máximo partido a esta tecnología, será necesario dominar su funcionamiento y su creación. ¿Cuáles son los diferentes pasos para crear una blockchain?

¿Qué es una cadena de bloques?

Una blockchain es un libro de contabilidad digital inmutable que almacena datos y transacciones a través de una red de ordenadores. Se trata de una cadena de bloques enlazados en la que cada bloque registra una transacción realizada. Cada bloque depende de otro bloque, lo que convierte a la blockchain en una cadena irreversible y, por tanto, en un sistema inmutable y robusto.

Blockchain tiene varias características. En efecto, los usuarios de una red blockchain pueden verificar las transacciones de datos realizadas en la misma red. La blockchain es capaz de mantener la trazabilidad de las personas que han realizado transacciones certificadas.

En resumen, esta tecnología permite la descentralización de los flujos de transacciones, el registro de datos, la verificación de la ejecución de un contrato y la aplicación de procesos de garantía en bases de datos digitales y comerciales. Una cadena de bloques también ofrece la posibilidad de minar criptomonedas para su distribución en línea.

¿Cómo funciona blockchain?

Blockchain funciona como un libro de contabilidad descentralizado, transformando fundamentalmente la forma en que los datos se almacenan y verifican a través de una red. He aquí un desglose de cómo funciona, basado en el texto proporcionado:

Cadena de bloques

Una cadena de bloques es esencialmente una serie de bloques vinculados entre sí. Cada bloque, similar a una tabla de una base de datos, contiene datos como transacciones, nonce, bit de destino, dificultad, marcas de tiempo e ID de bloque. A diferencia de las bases de datos tradicionales, estos bloques no pueden actualizarse ni borrarse.

Libro mayor inmutable

La información contenida en estos bloques, incluidos los hashes criptográficos de los bloques actual y anterior y un árbol de Merkle (una estructura que resume todas las transacciones de un bloque), está sellada criptográficamente. Este sellado convierte a la cadena de bloques en un libro de contabilidad inmutable, garantizando que una vez registrados los datos, no puedan ser alterados.

Distribución entre nodos

Esta cadena de bloques se distribuye entre varios nodos (ordenadores o mineros) de la red a través de una red peer-to-peer (P2P). Cada nodo posee una copia de toda la cadena de bloques, lo que garantiza la descentralización.

Protección de datos

Los datos de la cadena de bloques se protegen mediante hashing criptográfico y firmas digitales. El hashing criptográfico consiste en convertir una entrada (o «mensaje») en una cadena de bytes de tamaño fijo, que suele ser un hash. Las firmas digitales garantizan la autenticidad e integridad de los datos.

Mecanismo de consenso

Para que se añadan nuevos bloques a la cadena de bloques, deben ser validados por un algoritmo de consenso. Este algoritmo puede variar, siendo métodos comunes Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) y otros como PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance). Estos mecanismos son esenciales para mantener la integridad de la red y el acuerdo sobre el estado del blockchain.

Validación de bloques

Este proceso, a menudo denominado minería (en PoW) o falsificación (en PoS), implica que los nodos se pongan de acuerdo sobre la validez de las transacciones y los bloques que las contienen. Si la validación tiene éxito, se añade un nuevo bloque a la cadena de bloques.

Cómo crear su propia cadena de bloques

Para crear una cadena de bloques, hay dos opciones.

La primera y más sencilla consiste en aprovechar plataformas de cadena de bloques de código abierto ya creadas, como Ethereum, Fabric, EOS o Cardano. Utilizando estas plataformas, puede crear aplicaciones distribuidas, altcoins, proyectos financieros descentralizados (DeFi) y tokens no fungibles (NFT), sin tener que abordar las complejidades del motor central.

Si este enfoque no satisface sus necesidades específicas, puede optar por construir una blockchain desde cero. También puede bifurcar el código fuente de una cadena de bloques existente y modificarlo o mejorarlo. Por ejemplo, los desarrolladores crearon Litecoin y Bitcoin Cash bifurcando Bitcoin. Este método, aunque más complicado y lento, ofrece mayor personalización y control. Exige un esfuerzo considerable y un equipo de desarrollo fuerte.

Cómo crear una blockchain: guía paso a paso para principiantes

La implementación de una blockchain utiliza la tecnología peer to peer, las características técnicas necesarias para las direcciones de cuenta únicas y los diversos métodos de posesión de una clave privada. En cuanto a su programación, puede estructurarse en varias etapas.

Selección de la plataforma

Lo primero que hay que hacer al implantar una cadena de bloques es seleccionar la plataforma que se va a utilizar. La mayoría de las empresas que se embarcan en un proyecto de blockchain optan por el entorno de código abierto que ofrece Ethereum, que es una red de blockchain.

Los entornos cliente de Ethereum se basan en lenguajes comunes como C++, JavaScript, Go o Python. La elección de la plataforma se reduce, por tanto, a la instalación en el ordenador del cliente elegido.

Inicialización de la cadena de bloques

En segundo lugar, se trata de inicializar la cadena de bloques. Este paso consiste en definir manualmente un primer bloque mediante la creación de un archivo JSON. Este bloque debe contener todas las características de la cadena.

Así, el valor aleatorio utilizado por el hash criptográfico, el nivel de exigencia vinculado al procesamiento criptográfico y la duración de validación entre dos bloques sucesivos son parámetros esenciales que deben ser informados.

Una vez completado correctamente el archivo, corresponderá al cliente crear el archivo blockchain e inicializarlo. Dicho esto, los comandos se replicarán tantas veces como nodos tenga tu red.

Elegir un buen protocolo de consenso

Aquí, todo se reduce a validar y asegurar el contenido de los bloques a través de un protocolo de consenso. Este último varía en función de si tu blockchain es pública o privada. Así, debido al elevado número de actores y a la multitud de nodos existentes en una blockchain pública, el concepto de prueba de trabajo es el protocolo más adecuado.

Por otro lado, en una configuración privada, los protocolos de consenso como la prueba de participación o la prueba de autoridad están más fácilmente disponibles. Dicho esto, el protocolo elegido, así como el número de nodos, se introducen en el archivo de configuración que se ejecuta en una línea de comandos.

Ejecución de un primer «contrato inteligente»

En realidad, la creación de una cadena de bloques no tiene ningún interés si no permite que se ejecute en ella un «contrato inteligente». Se trata de un contrato inteligente que se ejecuta automáticamente una vez alcanzado un umbral predefinido, como una fecha o un evento bien identificado.

En Etherum, el lenguaje de referencia utilizado para desarrollar un contrato inteligente es Solidity. Se trata de un lenguaje sencillo que se asemeja a un entorno de programación con nociones de clase, atributo y función. También hay que tener en cuenta que el «contrato inteligente» no está diseñado como una aplicación web. Su ejecución requiere un conocimiento más profundo de la blockchain y sus restricciones.

Depuración de la blockchain

El último paso en la creación de una cadena de bloques, la depuración, es una fase crucial que no debe tomarse a la ligera. A diferencia de los programas que se ejecutan en un ordenador, un bloque se ejecuta en todos los nodos, de modo que cada terminación de la red debe dar lugar a un procesamiento que coincida con el de los demás. Este proceso hace bastante compleja la depuración de la blockchain, que se realiza a tientas en modo error.

A diferencia de las aplicaciones tradicionales, las más mínimas modificaciones de una blockchain quedan almacenadas en ella. Entonces será necesario crear un nuevo contrato inteligente para resolver el problema. Dada la complejidad de depurar una blockchain, es aconsejable recurrir a un experto para que audite su contrato inteligente cuando desee crear una blockchain.

Tres tipos de blockchain

La tecnología blockchain, con su enfoque innovador de la gestión de datos y la seguridad, se presenta en varias formas para satisfacer diferentes necesidades y escenarios. Los tres tipos principales de blockchain son privado, público e híbrido, cada uno con características y casos de uso únicos.

Blockchain privada

• Utilización: Las blockchains privadas suelen utilizarse dentro de una única organización o por un consorcio de entidades conocidas. No están abiertas al público.
• Control: Una única organización o un grupo de entidades conocidas gestiona la red. Este control centralizado permite transacciones más rápidas y una gobernanza más eficiente.
• Acceso: El acceso a una blockchain privada está restringido, y los participantes necesitan permiso para unirse.
• Privacidad y seguridad: Ofrecen mayores niveles de privacidad y seguridad, ya que las entidades son conocidas y de confianza.
• Ejemplos: Hyperledger Fabric es un ejemplo notable de blockchain privada. Se utiliza a menudo en entornos empresariales para la gestión de la cadena de suministro, la verificación de identidad, etc.
• Caso de uso: Ideal para empresas que requieren transacciones confidenciales y privacidad de los datos, como instituciones financieras o redes de cadenas de suministro.

Cadena de bloques pública

• Utilización: Las blockchains públicas están abiertas a cualquiera, y todas las transacciones son visibles para todos los participantes.
• Descentralización: Están totalmente descentralizadas, sin ninguna entidad que posea o controle la red.
• Participación: Cualquier individuo puede participar en la red, realizar transacciones o convertirse en minero (en sistemas PoW).
• Transparencia: Altos niveles de transparencia, ya que todas las transacciones son públicas y pueden ser verificadas por cualquier persona.
• Ejemplos: Bitcoin y Ethereum son los ejemplos más destacados, permitiendo transacciones peer-to-peer sin intermediarios.
• Caso de uso: Adecuado para escenarios que requieren transparencia y confianza, como las monedas digitales y las aplicaciones descentralizadas (dApps).

Cadena de bloques híbrida

• Combinación: Las cadenas de bloques híbridas combinan elementos de las cadenas de bloques privadas y públicas. Su objetivo es aprovechar las ventajas de ambos tipos y mitigar sus limitaciones.
• Control y acceso: Suelen estar controladas por una única organización, pero permiten hacer públicos determinados datos o transacciones.
• Privacidad y transparencia: Las blockchains híbridas ofrecen un equilibrio entre privacidad para los datos internos y transparencia para determinadas transacciones públicas.
• Flexibilidad: Proporcionan flexibilidad en cuanto a quién puede participar en la red y qué transacciones se hacen públicas.
• Caso de uso: Ideal para organizaciones que necesitan una red privada para uso interno pero también requieren cierto grado de transparencia e interacción con la blockchain pública, como en soluciones de cadena de suministro en las que ciertos datos deben ser públicos al tiempo que se mantiene la privacidad de la información sensible.

Casos de uso de la cadena de bloques

• Inmobiliario para el seguimiento de la propiedad de la tierra.
• Sanidad para el registro seguro de datos de pacientes.
• Finanzas para reducir los impuestos, los intermediarios, la lucha contra el blanqueo de dinero y facilitar los pagos transfronterizos.
• Gestión de la cadena de suministro para rastrear artículos y verificar su autenticidad.
• Ciberseguridad, especialmente contra ataques DDOS.
• Identidad digital (DID), que permite a los usuarios poseer y compartir sus datos de forma segura.
• Criptomonedas, como Bitcoin y memes como Dogecoin.
• Mecanismos de votación.

Las principales plataformas y aplicaciones de cadenas de bloques son Bitcoin, Ethereum, Hyperledger Fabric, EOS, Chainlink, Cardano y Dogecoin. Estas plataformas demuestran la versatilidad y el amplio potencial de la tecnología blockchain.