¿Qué garantiza la seguridad de la blockchain?

Fundamentos

La seguridad de las blockchains se garantiza mediante diversos medios, como técnicas criptográficas avanzadas y modelos matemáticos de comportamiento y toma de decisiones. La blockchain es la base de la mayoría de los sistemas de criptomonedas y asegura la integridad y la unicidad del dinero digital. Además de las finanzas, esta tecnología moderna se utiliza en distintos campos donde el registro y seguimiento seguro de datos es esencial, como donaciones benéficas, bases de datos médicas y la gestión de la cadena de suministro.

No obstante, la seguridad de la blockchain es un tema complejo que requiere una comprensión básica de los conceptos y mecanismos subyacentes que garantizan la resiliencia de estos sistemas innovadores.

La importancia del consenso y la inmutabilidad en la seguridad de la blockchain

La seguridad de la blockchain depende de varias características, pero el consenso y la inmutabilidad son los conceptos más cruciales que aseguran su protección. 

El consenso es la capacidad de los nodos dentro de una red blockchain descentralizada para ponerse de acuerdo sobre la validez de las transacciones y el estado real de la red, lo cual se logra mediante algoritmos de consenso. La inmutabilidad es la propiedad que impide cambios en las transacciones confirmadas, tanto en datos monetarios como no monetarios. Juntos, consenso e inmutabilidad forman la base de la seguridad de los datos en las redes blockchain. Los algoritmos de consenso garantizan que el sistema funcione conforme a las reglas, mientras que la inmutabilidad garantiza la integridad de los datos y los registros de transacciones después de que cada bloque válido se confirma.

¿Cómo contribuye la criptografía a la seguridad de la blockchain?

La criptografía es un componente crucial de la seguridad de la blockchain. Las funciones de hashing criptográfico son esenciales para las blockchains, ya que ayudan a transformar datos de entrada de cualquier tamaño y devolver una salida denominada hash de tamaño fijo, independientemente del tamaño de la entrada. Estos valores hash son identificadores únicos para los bloques de datos y crean una cadena de bloques enlazados. El hash de cada bloque se genera en relación con el hash del bloque anterior, y cualquier alteración de los datos dentro de un bloque exigiría cambiar el hash de ese bloque. El hashing también desempeña un papel importante en los algoritmos de consenso que se usan para validar transacciones. Por ejemplo, SHA-256 es una función hash utilizada en el algoritmo Proof of Work (PoW) de la blockchain de Bitcoin. 

La criptografía también asegura las carteras (wallets) de criptomonedas que se usan para guardar activos digitales. Las claves públicas y privadas emparejadas utilizan criptografía asimétrica o de clave pública. Las claves privadas generan firmas digitales para las transacciones, autenticando la titularidad de las monedas enviadas. La criptografía asimétrica garantiza que solo el poseedor de la clave privada pueda acceder a los fondos almacenados en una cartera de criptomonedas, haciéndolo imposible para cualquier otra persona a menos que la clave privada sea compartida o comprometida.

Criptoeconomía

La seguridad de las redes blockchain no se mantiene únicamente por la criptografía, sino también por el concepto relativamente nuevo de la criptoeconomía, que está relacionado con la teoría de juegos. A diferencia de la teoría de juegos tradicional, la criptoeconomía modela y describe específicamente el comportamiento de los nodos en sistemas blockchain distribuidos. Estudia la economía dentro de los protocolos blockchain y los posibles resultados según el comportamiento de los participantes. 

La criptoeconomía aporta seguridad mediante incentivos que fomentan que los nodos actúen honestamente en vez de maliciosamente. El algoritmo de consenso Proof of Work empleado en la minería de Bitcoin es un ejemplo paradigmático de esta estructura de incentivos. Satoshi Nakamoto diseñó intencionadamente el marco como un proceso costoso y que consume muchos recursos, creando un fuerte desincentivo para la actividad maliciosa y significativos incentivos para la minería honesta.

Además, este equilibrio entre riesgos y recompensas ofrece protección frente a posibles ataques que podrían socavar el consenso al concentrar la mayor tasa de hash de una red blockchain en manos de un solo grupo o entidad. Estos ataques, conocidos como ataques del 51 por ciento, podrían ser muy dañinos si se ejecutaran con éxito. Debido a la competitividad de la minería Proof of Work y a la magnitud de la red de Bitcoin, la probabilidad de que un actor malicioso controle la mayoría de los nodos es extremadamente baja.

El coste de la potencia computacional necesario para alcanzar el control del 51 por ciento en una red blockchain grande sería astronómico, lo que constituye un desincentivo inmediato para realizar una inversión tan significativa por una recompensa relativamente pequeña. Este hecho contribuye a la característica de Tolerancia a Fallos Bizantinos (Byzantine Fault Tolerance, BFT) de las blockchains, que es la capacidad de un sistema distribuido para seguir funcionando con normalidad incluso si algunos nodos se ven comprometidos o actúan de forma maliciosa. Mientras el coste de establecer una mayoría de nodos maliciosos siga siendo prohibitivo y existan mejores incentivos para la actividad honesta, el sistema prosperará sin interrupciones importantes. Sin embargo, cabe señalar que las redes blockchain pequeñas son ciertamente susceptibles a ataques de mayoría porque su tasa de hash total es mucho menor que la de Bitcoin.

Conclusión

Lograr la seguridad en las redes blockchain se basa en la combinación de la teoría de juegos y la criptografía, creando un sistema distribuido altamente seguro. La correcta aplicación de estos dos campos del conocimiento es fundamental para garantizar la fiabilidad y eficacia de las redes de criptomonedas. Para lograrlo debe existir un delicado equilibrio entre descentralización y seguridad. A medida que la blockchain sigue desarrollándose y ampliando sus usos, los sistemas de seguridad deben adaptarse a las necesidades de las distintas aplicaciones. Por ejemplo, las blockchains privadas utilizadas por empresas priorizan la seguridad mediante control de acceso en lugar de los mecanismos criptoeconómicos utilizados en blockchains públicas.