LA BLOCKCHAIN: FUNDAMENTOS, APLICACIONES Y RELACIÓN CON OTRAS TECNOLOGÍAS DISRUPTIVAS

LA BLOCKCHAIN: FUNDAMENTOS, APLICACIONES Y RELACIÓN CON OTRAS TECNOLOGÍAS DISRUPTIVAS

Desde su publicación en 2009, bitcoin ha pasado de ser una propuesta de sistema alter­nativo de pagos, a la cripto-moneda más exitosa hasta el momento, con una nada des­preciable capitalización que llega a los dieciséis mil millones de dólares (Bitcoin Price Index, 2017). Siguiendo su ejemplo, ha florecido un amplio ecosistema de monedas electrónicas paralelas y aplicaciones que comparten parte del éxito de bitcoin. Todas ellas tienen algo en común: la block- chain. La «cadena de bloques» o blockchain vio la luz en 2008 con la publicación de un artículo (Nakamoto, 2008) donde se explicaba el protocolo que usa actual­mente bitcoin. Este nuevo concepto formaba parte de un sistema para procesar transacciones electrónicas de forma que no fuera necesaria una autoridad cen­tral o un sistema de fideicomiso (escrow). A principios de 2009 se publicó el primer cliente bitcoin, de código abierto, con el que empezó a funcionar la creación de bitcoins y la base de datos pública e inmutable con las transacciones, conocida como «ledger» (libro de registros). La tecnología para implementar este libro de registros fue la blockchain.

Autonomos

Aunque originalmente la cadena de bloques fue creada para almacenar el historial de transaccio­nes del bitcoin, con el paso del tiempo se le ha visto gran potencial para ser aplicada en otros ámbitos debido a las propiedades que ofrece. La blockchain proporciona una base de datos distribuida inmuta­ble basada en una secuencia creciente de blo­ques. Estos bloques, al ser públicos, conforman un sistema abierto que potencia la confianza en base a la transparencia y a la solidez de la técnica de construcción de la blockchain. El sistema, aunque es abierto, es también semi-anónimo: los usuarios se identifican con claves públicas (pseudónimos), no con sus identidades reales. En este contexto, podemos encontrar una primera relación entre la blockchain y big data: la necesidad de asegurar un entorno de pagos legal y libre de fraudes ha llevado al desarrollo de herramientas de análisis basadas en técnicas de big data para procesar la gran canti­dad de datos representados en la blockchain (Ron, 2013, April) y (Reid, 2013). Por tanto, el anterior, es un posible caso de uso de big data para mejorar los procesos de inserción de datos en la blockchain.

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Sin embargo, también podemos encontrar casos de uso a la inversa, es decir, casos donde se utiliza la tecnología blockchain para mejorar procesos en el entorno big data. En este sentido, la blockchain puede proporcionar robustez, seguridad, transpa­rencia y escalabilidad a grandes sistemas de datos, lo que permite hacer frente a un amplio abanico de amenazas. Esto incluiría desde fugas de infor mación a manipulación maliciosa del contenido. Mediante la blockchain, estas amenazas pueden combatirse trazando individualmente todas las ac­ciones realizadas sobre los datos, resultando en una auditoría constante. Finalmente, otro caso de uso para la blockchain se podría dar en el ámbito del Internet de las cosas. Un ejemplo es la distribución segura y fiable de fírmware a dispositivos IoT me­diante un sistema de archivos peer-to-peer sobre blockchain (Benet, 2014). En este caso de uso, se podría utilizar la blockchain para almacenar actua­lizaciones de fírmware de una forma descentraliza­da y segura (Christidis, 2016).

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Una vez introducido el contexto de la blockchain, el resto del artículo describe el funcionamiento de esta tecnología en mayor detalle y proporciona una des­cripción más amplia sobre posibles aplicaciones de la misma en diversos ámbitos.

FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA CADENA DE BLOQUES 

Descripción básica

Devonn 

La cadena de bloques es una base de datos que puede ser compartida por una gran cantidad de usuarios en forma peer-to-peer y que permi­te almacenar información de forma inmutable y ordenada. En el caso de bitcoin, la información añadida a la blockchain es pública y puede ser consultada en cualquier momento por cualquier usuario de la red. La información solo puede ser añadida a la cadena de bloques si existe un acuer­do entre la mayoría de las partes. Transcurrido un cierto tiempo, se puede asumir que la información agregada en un bloque ya no podrá ser modifica­da (inmutabilidad). La creación de nuevos bloques es realizada por nodos denominados «mineros». Los mineros son nodos de la red que participan en el proceso de escritura de datos en la blockchain a cambio de una recompensa económica. La va­lidez de la escritura de un bloque por parte de un minero es revisada y acordada tácitamente por el resto de participantes.

El proceso que permite alcanzar un consenso con garantías entre los mineros de la blockchain para el orden de escritura de bloques es la denominada prueba de trabajo o Proof-of-work (PoW). En con­creto, para que un bloque sea aceptado, el minero tiene que ser el primero en completar una PoW para el siguiente bloque de la blockchain. El PoW es un rompecabezas matemático de dificultad ajustable. En particular, la PoW consiste en encontrar un pará­metro (nonce) que consiga que al hacer el hash so­bre todo el bloque (incluido el nonce) se obtenga un valor inferior a la dificultad actual establecida por la red. Dicho de otra forma, se trata de encontrar un nonce que consiga un valor hash del bloque con un determinado número de ceros al inicio. Debido a las características de la función de hash, no es posible calcular estos valores analíticamente, es decir, para obtener un bloque válido, el minero debe recurrir a la fuerza bruta: probar valores del parámetro nonce hasta hallar uno válido. El proceso de probar valores o fuerza bruta es un proceso computacionalmente costoso, de ahí que este mecanismo se conozca como «prueba de trabajo».

La PoW hace que la creación de bloques con la in­tención de subvertir el consenso tenga un coste alto para el atacante. Por otra parte, la dificultad de este rompecabezas criptográfico es fácilmente ajustable: se puede incrementar la dificultad aumentando el número de ceros necesarios para completar la PoW o decrementarla reduciendo dicho número de ce­ros. En particular, en bitcoin la dificultad se reajusta cada 2016 bloques (que equivalen a catorce días), con tal de que la creación de nuevos bloques tenga una frecuencia aproximada de un bloque cada diez minutos. La fórmula para dicho ajuste es la siguiente:

dificultad_nueva = dificultad_previa* 2 semanas / (tiempo en minar los últimos 2016 bloques)

Estructura de los bloques

La blockchain almacena una gran cantidad de da­tos y además su tamaño es creciente con el tiempo ya que en la misma sólo se añade información. Por tanto, es aconsejable disponer de algún meca­nismo que permita una consulta a la blockchain eficiente, es decir, que permita realizar consultas sin tener que descargar toda la información alma­cenada. Para este propósito, en la blockchain de bitcoin, se propone utilizar un árbol hash de Merkle (Merkle, 1987, August).

Como se muestra en la Figura 1, el árbol de hash de Merkle permite almacenar diversas piezas de información independiente (en el caso de bitcoin son transacciones económicas) en las hojas de una estructura en árbol. Para formar el árbol, se hace un hash de la información contenida en cada nodo hoja. A continuación, para generar los nodos de cada nivel superior del árbol se concatenan diver­sos valores hash del nivel inferior (dos valores si el ár­bol es binario) y se le aplica la función hash a esta concatenación (ver Figura 1). Repitiendo este pro­ceso se llega a un nivel donde hay un sólo nodo, denominado la «raíz» del árbol.

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La ventaja de esta estructura en árbol es que podremos consultar la presencia en dicho árbol de los datos de un cierto nodo/hoja de forma autenticada y sin tener que disponer de toda la información que almacena el árbol. En particular, se puede consultar de forma autenticada cualquier contenido del árbol con una cantidad de valores hash proporcional al logaritmo del número de nodos del árbol.

Esto es porque para validar un contenido únicamente hay que proporcionar los nodos adyacentes en cada nivel y el nodo raíz (que tiene contribución de todos los datos almacenados en las hojas) autenticado. Entonces, para validar un contenido se calcula el valor raíz a partir de los nodos adyacentes proporcionados y se comprueba que coincide con el valor raíz autenticado. La estructura es segura porque no se puede generar un conjunto de nodos adyacentes a voluntad que dé como resultado el valor del nodo raíz autenticado. En Muñoz (2004), se puede encontrar una descripción detallada y una implementación eficiente de este tipo de árboles. Por otra parte, en la Figura 2, se muestra la información que contiene cada bloque en la blockchain de bitcoin:

  • El valor hash del bloque previo. Este valor permi­te que los bloques queden vinculados secuen- cialmente formando una cadena.
  • Marca de tiempo (timestamp). Esta marca de tiempo permite identificar el instante en el que fue creado el bloque.
  • El valor del Este es el valor encontrado por fuerza bruta en el proceso de minado.
    se ha comentado, con el valor de la raíz del ár­bol y ciertos valores adiciones se pueden realizar consultas a cerca de la información contenida en un bloque de forma eficiente y segura.
  • Información. Por último, el bloque contiene la información en sí.

En el caso de bitcoin, la información contenida en los bloques son las transacciones realizadas con la cripto-moneda. En particular, una de las transacciones que debe ser añadida es la que adjudica al creador del bloque una recompensa por haberlo minado. La recompensa por la creación de un bloque se divide entre dos cada 210.000 bloques que equivalen a cuatro años. A su inicio en 2009, la recompensa estaba fijada en 50 bitcoins y actualmente, tras el paso de 8 años, esta es de 12,5 bitcoins.

Propiedades fundamentales de la blockchain

La creación de una blockchain robusta debe garantizar dos propiedades fundamentales (Garay, 2015, April):

  • Disponibilidad: Asegura que una transacción honesta que ha sido emitida acabe siendo aña­dida a la cadena de bloques, evitando que se produzca una denegación de servicio (Denial of Service, DoS) por parte de nodos corruptos.
  • Persistencia: Cuando un nodo da una transac­ción como estable, el resto de nodos, si son honestos, validarán ésta como estable hacién­dola inmutable.

Para cumplir con la propiedad de disponibilidad, la blockchain de bitcoin (y también la de muchos otros sistemas) implementa una red de nodos interco­nectados donde dichos nodos interaccionan como iguales (red peer-to-peer). La red peer-to-peer de bitcoin es descentralizada, es decir, cualquier usuario que desee puede contribuir. Otras blockchain utilizan un sistema con lista blanca (white-list) (Christidis, 2016) en la que sólo pueden participar los nodos listados. En cualquier caso, los nodos que forman parte de la red peer-to-peer disponen, cada uno de ellos, de una copia de la cadena de bloques. La gran can­tidad de copias de la blockchain proporciona una gran disponibilidad y robustez. En particular, en la in­serción de bloques en la blockchain mediante la red peer-to-peer se distinguen diferentes estados para la información de bloque que está siendo procesada:

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  • Información candidata a ser añadida: es infor­mación que los nodos han enviado al resto de nodos mediante la red peer-to-peer pero que aún no ha sido validada en ningún bloque.
  • Información confirmada: es información valida­da por la red y se procede a añadirla al próxi­mo bloque.
  • Información estable: es información que forma parte de la blockchain de forma inmutable.

En la práctica, se considera que se cumple la pro­piedad de persistencia para un cierto bloque cuan­do existen seis bloques minados con posterioridad al mismo (aproximadamente 1 hora de espera). Mediante esta sencilla regla se asegura que una transacción será inmutable con un riesgo inferior al 0,1%, suponiendo que algún atacante tenga más del 10% de la capacidad total de hash de la red.

Generación de bloques en la blockchain 

La generación de bloques en la blockchain se realiza de forma descentralizada. La clave para esta des­centralización es que se llegue a un acuerdo sobre qué información se guarda en ella. Para ello, es ne­cesario conseguir un consenso distribuido que permi­ta que los nodos honestos tengan la capacidad de generar la información válida conjuntamente y así evitar que nodos maliciosos puedan guardar infor­mación no deseada. En el caso del bitcoin, este pro­ceso permite resolver el problema del doble gasto (un usuario gastando dos veces el mismo dinero) que hasta entonces parecía un escollo insalvable para llevar a cabo el uso de monedas digitales.

En la Figura 3 se muestra el proceso seguido en bit­coin para añadir bloques a la blockchain. En primer lugar, un usuario debe convertirse en nodo dentro del sistema para poder escuchar y emitir nuevas transac­ciones (información). En segundo lugar, si el usuario desea convertirse en minero y crear nuevos bloques debe competir contra el resto de mineros en la red para resolver el rompecabezas criptográfico y así ser el que escriba el nuevo bloque en la blockchain oficial.

El proceso de autenticación de las transacciones se basa en criptografía asimétrica. Cada cuenta de usuario de Bitcoin posee dos llaves relacionadas matemáticamente: una pública (identificador del usuario en la red, conocida por todos) y una privada (secreta, conocida por el usuario). La llave privada se usa para firmar las transacciones emitidas por el usuario; éste especifica las cantidades de moneda a transferir y las llaves públicas de destino. La red y el resto de usuarios, usando la llave pública del emi­sor, pueden obtener una prueba matemática de que la transacción fue efectivamente firmada por ese usuario y por nadie más, puesto que nadie más tiene su llave privada.

Las nuevas transacciones emitidas son validadas por los nodos más cercanos al emisor, descartando todas las transacciones inválidas y propagando al resto de nodos las transacciones válidas, es decir, aquellas que cumplen con las especificaciones de la red. Posteriormente, se procede a añadir las nuevas transacciones a la cadena de bloques. Este proceso de confirmación de datos se lleva a cabo en bitcoin mediante el proceso de minado PoW (aunque en la actualidad están surgiendo otros me­canismos alternativos a PoW como se discute en la siguiente sección).

Finalmente, los nodos comprueban que, en el nue­vo bloque creado/minado, todas las transacciones son válidas y que el bloque está correctamente vin­culado con su predecesor, es decir, que contiene el hash del bloque anterior en su cabecera. En caso afirmativo el bloque es añadido a la blockchain incrementando así la cadena. El proceso se repi­te generando una nueva ronda de minado con las nuevas transacciones emitidas que aún no hayan sido agregadas en ningún bloque anterior de la blockchain. Si el bloque es inválido, es descartado, y el resto de nodos siguen el proceso de minado hasta encontrar un bloque válido.

Alternativas a PoW

Existen alternativas a la creación de bloques medi­ante el minado por PoW. El más usado es el Proof- of-Stake (PoS). Su principal diferencia respecto a la PoW es que la creación de bloques es llevada a cabo por nodos que ya poseen la cripto-moneda subyacente (stakeholders), lo que por sí solo con­sigue que no haya interés en corromper el correcto funcionamiento del sistema. Este protocolo asigna una probabilidad de crear bloques proporcional a la cantidad de moneda que posee cada nodo. Así, aquellos usuarios que tengan más cantidad de la cripto-moneda serán los que creen bloques con más frecuencia.

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La principal ventaja respecto al PoW es que la creación de bloques no requiere potencia de com­putación para su correcto funcionamiento lo que, por sí mismo, es una gran ventaja. En la actualidad el minado de bítcoins genera un gran gasto de energía con el único objetivo de mantener robusto el sistema. Como referencia cabe destacar que en el año 2014 la PoW de bitcoin ya consumía tanta energía eléctri­ca como lo hacía toda Irlanda (O’Dwyer, 2014).

La principal desventaja es que el sistema podría lle­gar a no ser descentralizado. Para evitar que esto pase han surgido diferentes métodos que solventan el problema. En ellos se pondera el stake de cada propietario junto con la duración que hace que este lo posea con tal de asignar una probabilidad para la creación del próximo bloque. Varios ejemplos de implementaciones con PoS son Kiayias (2016), Ben- tov (2014) y Mizrahi (2014).

En el esquema (Cuadro 1) se pueden observar las principales cripto-monedas existentes (con más val­or de mercado) con el método de consenso usado. Además, se incluye información relevante como el algoritmo de hash que usan, su precio y su capital­ización (Farell, 2015).

APLICACIONES *

A día de hoy bitcoin es, sin duda alguna, la reali­zación práctica de la tecnología blockchain más conocida. Sin embargo, la lista de posibles casos de uso es mucho más larga y potencialmente más revolucionaria que la cripto-moneda, que se está erigiendo como sistema alternativo de pa­gos a nivel mundial. A continuación, se describen algunas de dichas aplicaciones y casos de uso.

Cripto-monedas

Una blockchain puede diseñarse como una base de datos verdaderamente descentralizada y sin una autoridad central. Puede, por tanto, servir como centro de intercambios de confianza entre múltiples entidades sin que unas deban confiar en la otras, ni tan siquiera en un intermediario. Esto representa una verdadera revolución: en los sistemas de inter­cambio ha existido históricamente la necesidad de un intermediario de confianza de todas las partes. Por ejemplo, cuando alguien compra un objeto de segunda mano en una plataforma online, ésta se encarga de verificar, a cambio de un porcen­taje, que la transacción se ha realizado con éxito y de compensar a las partes en caso de fraude. O, análogamente, cuando un banco acuerda un préstamo con una empresa, el acuerdo se explicita en un contrato con validez legal: el Estado, con sus poderes coercitivos, es el garante del cumplimiento del contrato. Nada de esto es necesario en la bloc- kchain.

En el caso de las monedas clásicas, existe además una autoridad monetaria: los bancos centrales. És­tos son los únicos con la capacidad de emitir más unidades monetarias: se encuentran en la base de la cadena crediticia y tienen cierta potestad para determinar el precio base del crédito. Estas decisio­nes se toman habitualmente respondiendo a crite­rios de política macroeconómica tales como: esta­bilidad a largo plazo, objetivos de inflación, relación importaciones/exportaciones, etc.

Las cripto-monedas basadas en blockchains eli­minan también la necesidad de una autoridad central. El criterio de emisión de nuevas unidades monetarias se encuentra prefijado. En el caso del Bitcoin, por ejemplo, se emite nueva moneda cada vez que se mina un bloque (cada 10 minutos apro­ximadamente) y se pone en posesión del nodo que lo ha minado. La cantidad decrece aproximada­mente cada cuatro años y el sistema está diseñado para llegar a un total de 21 millones de bitcoins en 2040. Desaparece, por tanto, la incertidumbre aso­ciada a este tipo de decisiones políticas. Se elimina, además, la posibilidad de que los Estados usen los
bancos centrales para beneficiar a unos sectores o perjudicar a otros.

Existen decenas de cripto-monedas. Todas ellas comparten su utilidad como sistema de pago. Algu­nas utilizan una blockchain propia y otras funcionan encima de la blockchain de bitcoin. Su funciona­miento es bastante heterogéneo y todas ellas pre­tenden aportar alguna mejora respecto a bitcoin.

Probablemente, la más prometedora entre las alter­nativas es Ethereum, que es la segunda cripto-mone- da con mayor capitalización (Cuadro 1). Ethereum cuenta con una blockchain propia, es decir, distinta a bitcoin y por el momento también basada en PoW (aunque tiene planeada una migración a PoS). Más allá de su funcionamiento como cripto-moneda, la aportación principal de Ethereum son los contra­tos inteligentes (Smart Contracts) (Buterin, 2014). Los contratos inteligentes son scripts (pequeños códigos) auto-ejecutables que residen en la blockchain y que permiten automatizar gran cantidad de procesos comerciales de una forma segura y transparente para todos los participantes. Los ejemplos del sigui­ente apartado representan algunos usos potenciales de este tipo de funcionalidad.

Blockchain e loT

Sistema de distribución de firmware (Christidis, 2016). A medida que la Internet de las cosas (Inter­net of Things, loT) vaya convirtiéndose en realidad, el número de dispositivos conectados a la red de redes crecerá exponencialmente (The internet of everything, 2015). Ahora, además de computadores y equipos red, se van conectando a Internet elec­trodomésticos, dispositivos de vigilancia y seguridad, sensores de todo tipo, etc. Sin duda este nuevo eco­sistema ofrece una flexibilidad sin precedentes. Sin embargo, este paradigma tiene también algunos retos a resolver. Entre ellos, destaca sobremanera el ámbito de la seguridad. Por ejemplo, varias fuentes afirman que el reciente ataque a los servidores de DNS del proveedor DynDNS, que dejaron sin servicio durante horas a gigantes como Twitter o Facebook, se realizaron controlando remotamente un gran nú­mero de dispositivos de IoT (Hackers Used New Wea- pons to Disrupt Major Websites Across U.S., 2016).

Uno de los primeros problemas de seguridad que aparece en el entorno IoT es el nivel de supervisión de los dispositivos. En este sentido, en el entorno IoT, muchos dispositivos no están supervisados con los niveles usados en el mundo de la computación (or­denadores personales o teléfonos inteligentes). Ade­más, por su bajo coste, muchos de estos dispositivos no siempre reciben actualizaciones con una eleva­da frecuencia por parte de los fabricantes (o incluso se quedan sin actualizar en algún punto). Para los fabricantes resulta bastante costoso tener que enviar directamente a millones de dispositivos actualizacio­nes y realizarlo incluso después de años de haber abandonado la fabricación de tales dispositivos.

Al mismo tiempo, para el consumidor, existe cierta desconfianza en dispositivos que se comunican con su fabricante sin la supervisión del usuario final y sería mucho mejor un enfoque de seguridad más transpa­rente. Este escenario, bien podría solucionarse con una blockchain. En este caso, se aprovecharía tanto su característica de sistema distribuido y su transpa­rencia, como su robustez y fiabilidad. Los disposi­tivos consultarían la blockchain para averiguar si su firmware está actualizado. En caso que no lo esté, pedirían a otros nodos que les manden la nueva ver­sión. Una vez recibida, podrían usar el código de la blockchain para comprobar que el firmware no ha sido alterado en modo alguno, evitando así las intru­siones. Este enfoque, una vez implementado, resulta­ría bastante más barato para el fabricante que sólo tendría que mandar la actualización a unos pocos nodos y dejar que la actualización propague.

Mercado de servicios entre dispositivos. Si a una cripto-moneda se le añade capacidad para con­tratos inteligentes, la aplicabilidad en IoT se dispara. En el caso anterior, por ejemplo, los dispositivos que mandan el nuevo firmware podría tener una peque­ña remuneración, ya que consumen recursos (elec­tricidad y ancho de banda). La idea es, en general, que cada aparato conectado a la blockchain ten­ga su propia «cuenta bancaria» y ofrece sus servicios en el ecosistema. Filecoin (FileCoin: A Criptocurrency Operated File Storage Network, 2017), por ejemplo, permite a sus nodos alquilar espacio de almacena­miento. Por otra parte, EtherAPIs (EtherAPIs: Decentrali- zed, anonymous, trustless APIs, 2017) sirve para mone­tizar llamadas remotas a un programa determinado.

En el mercado de la energía, esta arquitectura resul­ta especialmente útil. La entrada de las renovables como factor de peso y la proliferación de sistemas de almacenamiento (bancos de baterías y baterías en casa) ha vuelto el ecosistema más heterogéneo de lo que ya era. Hay productores que producen de forma constante (p.ej. central nuclear), otros sólo du­rante el día (placas solares) y otros sólo cuando hace viento (generadores eólicos). La demanda tiene ho­ras muy intensivas y otras de muy bajo consumo.

Una batería conectada a la red, por ejemplo, po­dría comprar energía en las horas de bajo precio para luego venderla en las horas puntas, según las normas definidas por el propietario. TransActve Grid (Transactive Grid: Secure, transactional control of uti- lity systems, 2017), por ejemplo, está experimentan­do con este concepto de mercado entre aparatos. Aunque muchas de estas funcionalidades ya se reali­zan actualmente, la tecnología blockchain permitiría hacerlo en un ecosistema unificado, seguro, versátil, transparente y barato.

Sistema de seguimiento de transportes. En un envío internacional de mercancías participan normalmen­te varias empresas ya que se utilizan varios medios de transporte. Todas ellas tienen sus bases de datos independientes donde actualizan el estado del envío en función de la información proporcionada por las otras o por sus agentes. Blockchain tiene aquí una clara aplicabilidad que permitiría hacer el sistema más simple, más transparente y menos costoso. Para empezar, la base de datos (la propia blockchain) se­ría compartida por todos los intermediarios y por el remitente y destinatario, reduciendo los costes. No sería para ello necesaria la confianza entre ellos en general. Al llegar el contenedor en cuestión a un cier­to puerto, se añadiría una actualización a la base de datos. Al estar todas las actualizaciones firmadas con las claves privadas del que entrega y el que reco­ge y con la clave del contenedor, esta actualización actuaría como prueba criptográfica de que el con­tenedor se encuentra ahora en posesión del adminis­trador del puerto. Además, el sistema incluye marcas de tiempo (timestamps) para hacer el seguimiento. La transparencia y fiabilidad del concepto ayudaría sin duda a la resolución de disputas entre los partici­pantes.

Si a este enfoque innovador se le añade IoT se pue­de ganar aún más eficiencia. Los contenedores y los lugares de intercambio pueden tener dispositivos in­corporados que automaticen totalmente el proceso, disminuyendo los costes aún más y reduciendo las probabilidades de error y de fraude.

Prueba de existencia

Una de las características más notables de block­chain, sino la más notable, es su inmutabilidad: una vez una información se ha añadido a la base de datos distribuida, y añadidos unos pocos bloques detrás, la probabilidad de que sea modificada es, a efectos prácticos, cero.

Esta propiedad, sin equivalente en el mundo digital ni en el mundo real, tiene obvias aplicaciones. Tradi­cionalmente, si alguien quiere probar públicamen­te ser el autor de una información, sea un diseño tecnológico o una canción, acude a una oficina de patentes o similar. Esto es, como pasaba con las transacciones, una entidad de confianza de to­das las partes que ofrece, básicamente, la garantía de no modificar nada y de no revelar nada (a ex­cepción de lo necesario para una potencial batalla legal, siempre autorizado por el propietario). La tec­nología blockchain puede sustituir también a este intermediario.

Por ejemplo, en Proof of existence (2017) se ha im- plementado un servicio donde cualquiera puede generar una prueba de que una información existía en un momento determinado en el tiempo y alma­cenarla en la blockchain de Bítcoin. El funciona­miento es sencillo: se calcula un hash para el docu­mento en cuestión. Del hash no se puede deducir el documento, pero sólo el poseedor del documento puede haber generado el hash. Luego se genera una transacción especial que permite almacenar este código en la blockchain. La transacción se en­vía y una vez es añadida en un bloque, queda ahí para siempre. El bloque contiene, además, fecha y hora, tan inmutables como el resto, completan­do así la prueba segura, pública y verificable de existencia. Además, su coste es ínfimo, sobre todo comparado con los costes de las patentes conven­cionales.

En cuanto al propietario del documento, sus da­tos pueden encontrarse en el mismo documento. Debido a las propiedades de la función de hash, cualquier cambio, por pequeño que sea, resulta en un hash totalmente diferente. El sistema tiene ahí otra utilidad derivada: comprobación de integri­dad de documentos. Un usuario puede comprobar mediante la misma página web que un cierto do­cumento original almacenado en la blockchain es idéntico al que posee.

Seguridad en Big Data mediante blockchain

Varias técnicas de big data se usan actualmente para analizar la blockchain e incrementar sus nive­les de seguridad. Estas técnicas permiten deducir las identidades de los nodos en las cripto-monedas, detectar fraudes y mapear los flujos reales de dinero (Reid, 2013), (Farell, 2015).

La relación inversa, sin embargo, es aún más pro­metedora: utilizar la tecnología blockchain para dar seguridad y verificabilidad a entornos empresariales de big data. Con la explosión del big data, prácti­camente toda empresa con un mínimo de clientes está interesada en sacar el máximo partido a sus datos para así mantenerse competitiva. Se trata de datos que habitualmente provienen de diver­sas fuentes, en diversos formatos, y son utilizados en diversos procesos por distintos departamentos de la empresa. Los peligros de estos sistemas resultan bastante evidentes: manipulación de los datos por parte de trabajadores internos, proveedores mali­ciosos, corrupción de los datos, fallos de almace­namiento, uso defectuoso, incumplimiento de legis­laciones respecto a los datos personales y un largo etcétera.

En este contexto, la blockchain tiene mucho que aportar: transparencia, verificabilidad, portabilidad y escalabilidad. Mediante blockchain, cada aña­dido en los datos, cada cambio, cada extracción para su uso o cada visualización se podría realizar utilizando un registro transparente y seguro. Además, los datos podrían ir acompañados de pruebas de integridad a bajo nivel o incluso, en el caso de la extracción, de firmas concretas que posibiliten su trazabilidad.

Estos entornos permiten un grado de seguridad y verificabilidad suficiente para cumplir con regula­ciones bastante restrictivas a la vez que son intrínse­camente distribuidos, escalables e interoperables. Los requisitos legales en cuanto a la retención de datos dejan de ser un problema pues está en la propia naturaleza de blockchain el poder deducir el estado de la base de datos en cualquier punto del tiempo.

La herramienta Hadoop Big Data Lakes de la em­presa Guardtime es un ejemplo de este tipo de tecnología (GuardTime: Hadoop Big Data Lakes, 2017).

CONCLUSIÓN

La blockchain permite implementar una base de da­tos distribuida, pública e inmutable basada en una secuencia creciente de bloques. Esta base de datos proporciona de forma intrínseca tolerancia a fallos en nodos, robustez frente a manipulación y al ser pública, transparencia. Los usos de esta tecnología son poten­cialmente inmensos y por ello se considera como una de las tecnologías con más potencial disruptivo de los últimos años.

La posibilidad de tener una base de datos distribuida e inmutable a posteriori tiene un sinfín de utilidades prác­ticas que solo empiezan a vislumbrarse. Las cripto-mo- nedas han sido su primera aplicación de éxito debido a las necesidades de seguridad y transparencia de los sistemas de pago y a la posibilidad de eliminar inter­mediarios. En el futuro, sin embargo, es posible que encontremos sistemas de blockchain en una infinidad de contextos y sistemas. En este sentido, y como pun­to de partida, se pueden considerar los casos de uso en escenarios como Internet de las cosas (IoT) y big data mencionados en este artículo.

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