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Blockchain
es un sistema de registro de igual a igual que permite a los pares
realizar transacciones entre ellos sin ninguna autoridad centralizada.
La red de igual a igual está completamente descentralizada. Para hacerla
descentralizada, cada par lleva una copia del registro. El registro
puede ser una copia completa o una copia mínima requerida para
mantenerse conectado y funcional a la red.
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Para
garantizar el consenso entre las transacciones, se utilizan métodos de
consenso como Proof-of-Work (Prueba de trabajo), Proof-of-Stake (Prueba
de participación) u otros. Además, cada transacción está completamente
asegurada con la ayuda de algoritmos criptográficos avanzados.
Claramente, todo el mecanismo de blockchain se utiliza para aprovechar
la confianza, la inmutabilidad y la transparencia. La idea es todo lo
contrario de la centralización.
En resumen, es una red con pares
capaces de realizar transacciones sin ninguna autoridad centralizada.
Esta idea simple está cambiando la forma en que funcionan las
industrias.
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Por
ejemplo, la atención médica ahora puede revolucionarse para almacenar
los datos de los pacientes en la blockchain. De esta forma, los
pacientes no tienen que llevar sus propios documentos, ya que todo se
almacenará en la red y está a solo un clic de distancia. El paciente
también puede compartir sus datos para investigar y ayudar a mejorar la
investigación sobre muchas enfermedades críticas. Además, resuelve el
problema de las drogas falsificadas, ayudando tanto a los pacientes como
a las compañías farmacéuticas.
Ahora que tenemos una idea de blockchain, es hora de aprender sobre la arquitectura blockchain.
Los componentes clave de la arquitectura blockchain son los siguientes:
- Transacciones
- Bloques
- Minería
- Consenso
Además
de los componentes generales, existen diferentes tipos de arquitecturas
blockchain, que incluyen arquitectura blockchain pública, privada y de
consorcio. Discutiremos esto después de pasar por los componentes clave a
continuación.
Bloques
Una blockchain está
compuesta de bloques. Los bloques se almacenan de forma lineal, donde el
último bloque se adjunta al bloque anterior. Cada bloque contiene
datos: la estructura de los datos almacenados dentro del bloque está
determinada por el tipo de blockchain y cómo gestiona los datos.
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Podemos
tomar el ejemplo de la blockchain de bitcoin. Un bloque en la
blockchain de bitcoin contiene la información básica sobre una
transacción, incluido el receptor, el remitente y la cantidad de bitcoin
transferido.
Además, el primer bloque de cualquier blockchain se
conoce como el bloque génesis. Solo el bloque génesis no tiene ningún
bloque precedente.
En un bloque, hay información importante
conocida como hash. El hash se usa para determinar la autenticidad de
cualquier bloque y si se debe unir a la cadena actual o no. El hash es
exclusivo de cada bloque y, por lo tanto, no puede ser replicado por
ningún bloque malicioso. También es una puerta de entrada para
comprender lo que incluye el bloque. Esto permite que el bloque proteja
los contenidos. Por lo tanto, si alguien intenta cambiar la información
dentro del bloque, el valor hash también cambiará, activando una
advertencia para que otros bloques no lo acepten.
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La estructura de cada bloque se puede dividir en tres partes, incluidos los datos, el hash y el hash del bloque anterior.
De esta manera se crea toda la cadena.
Transacción
Una
transacción tiene lugar dentro de la red cuando un par envía
información a otro par. Es un elemento clave de cualquier blockchain, y
sin ella, no habría ningún propósito de usar una transacción.
Una
transacción consta de información, incluido el remitente, el receptor y
el valor. Es similar a una transacción realizada en plataformas modernas
de tarjetas de crédito. La única diferencia es que la transacción aquí
se realiza sin una autoridad centralizada.
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Un
ejemplo simple sería un usuario que envía bitcoin a otro usuario. La
transacción inicia una blockchain de contrato acordado que cambia su
estado. Como toda la blockchain es una red descentralizada, todos los
nodos deben actualizarla. Cada nodo contiene una copia exacta del
registro y, por lo tanto, se crea un estado de blockchain. Cualquier
transacción individual puede iniciar un cambio de estado.
Un
bloque, del cual discutimos anteriormente, contiene un montón de
transacciones. Hay un límite en la cantidad de transacciones que puede
contener un bloque. Depende del tamaño del bloque y de la transacción y
también de cualquier límite imponente sobre la cantidad de transacciones
que pueden permanecer en un bloque. La verificación de la transacción
se realiza mediante nodos independientes basados en el método de
consenso utilizado.
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Técnicamente,
cada transacción puede tener una o más entradas y salidas. De esta
manera, las transacciones están vinculadas para que pueda mantener una
nota adecuada sobre los gastos realizados en la blockchain.
Minería y Blochain
La
minería es una parte importante de una red blockchain. Bitcoin utiliza
la minería debido al estado de Proof-of-Work (PoW). Claramente, la
creación de bloques requiere un esfuerzo del mundo real, y es
proporcionado por la minería. La minería se realiza a través del trabajo
eléctrico o gastando unidades computacionales para resolver complejos
acertijos matemáticos.
Los mineros son los responsables cuando se
trata de operaciones mineras. Son nodos con el hardware necesario que
participan en el proceso de minería. Requiere que resuelvan soluciones
matemáticas complejas y troceen el bloque. También están incentivados
por hacer el trabajo duro. Sin embargo, su pago depende de la dificultad
de la minería y de su trabajo para validar un bloque.
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La minería solo se requiere en blockchains públicas.
Consenso
La
última parte importante de la arquitectura blockchain es el consenso.
Es el método mediante el cual se valida una transacción. Cada blockchain
puede tener un método de consenso diferente adjunto. Por ejemplo,
bitcoin utiliza Proof-of-Work (PoW), mientras que Ethereum usa
Proof-of-Stake (PoS). También hay otros tipos de métodos de consenso que
vamos a enumerar a continuación.
Un método de consenso es un
conjunto de reglas. Debe ser seguido por todos en la red. Además, para
imponer un método de consenso, los nodos deben participar. Sin la
participación de ningún nodo, el método de consenso no se puede
implementar. Esto también significa que mientras más nodos se unan para
participar en el método de consenso, más fuerte es la red.
Bitcoin
tiene una gran red y ofrece un gran incentivo para convertirse en
minero. De hecho, también tiene una de las comunidades mineras más
grandes que existen.
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Los
mineros a veces también siguen su lealtad cuando se trata de expresar
su punto. Por ejemplo, si se requiere un cambio en la blockchain, los
mineros pueden decidir o intentar al menos protestar contra el cambio.
Los mineros o los nodos que participan en el método de consenso también
son capaces de secuestrar la red si más del 51% de ellos están
controlados por una entidad. Este ataque se conoce como un ataque del
51% en el que más de la mitad de los nodos están controlados por una
entidad. Pueden simular transacciones y también hacer posible el doble
gasto.
Tipos de Arquitectura Blockchain
Ahora que hemos
entendido los componentes principales de cualquier red blockchain,
también deberíamos aprender sobre el tipo de arquitectura blockchain.
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Arquitectura
de blockchain pública: en una arquitectura de blockchain pública,
cualquiera puede participar en la red. La información pública de la
transacción está disponible para todos. Sin embargo, esto no significa
que los datos privados de una transacción ya no estén disponibles.
Ejemplos de arquitectura de blockchain pública incluyen bitcoin,
Litecoin y Ethereum.
Arquitectura de blockchain privada: cuando se
trata de la arquitectura de blockchain privada, nadie puede acceder a
blockchain. El administrador o el conjunto de nodos determinan quién
puede unirse a la red.
Arquitectura de blockchain federada/de
consorcio: el último tipo de arquitectura de blockchain es la
arquitectura de blockchain federada/de consorcio. Combina las mejores
características de blockchain públicas y privadas. También está muy
controlada y es la más adecuada para blockchains empresariales.
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Si
deseas aprender cómo funciona una blockchain en un proceso paso a paso,
podemos verlo a continuación. Antes de comenzar, veamos los componentes
clave de blockchain que incluyen lo siguiente:
- Nodo
- Bloque
- Transacción
- Cadena
- Consenso
- Mineros
Paso
1: en el primer paso, se solicita una transacción. La transacción puede
ser transferir información o algún activo de valor monetario.
Paso 2: se crea un bloque para representar la transacción. Sin embargo, la transacción aún no está validada.
Paso
3: el bloque con la transacción ahora se envía a los nodos de la red.
Si es una blockchain pública, se envía a cada nodo. Cada bloque consta
de los datos, el hash del bloque anterior y el hash del bloque actual.
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Paso
4: Los nodos ahora comienzan a validarse de acuerdo con el método de
consenso utilizado. En el caso de bitcoin, se utiliza la Proof-of-Work
(PoW).
Paso 5: Después de una validación exitosa, el nodo ahora recibe una recompensa basada en su esfuerzo.
Paso 6: la transacción ahora está completa.
Conocer los métodos de consenso
Los
métodos de consenso son una parte integral de cualquier tipo de
blockchain. Determina cuán rápida, eficiente y asegura es una
transacción. Por eso, en esta sección, veremos diferentes métodos de
consenso.
En este momento, hay toneladas de métodos de consenso
por ahí. Pero para simplificar la discusión, vamos a cubrir los cuatro
más populares.
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- Proof-of-Work(PoW)
- Proof-of-Stake(PoS)
- Delegated Proof-of-Stake(DPoS)
- Practical Byzantine Fault Tolerance/Tolerancia práctica a fallas bizantinas (PBFT)
Proof-of-Work
(PoW): es el primer método de consenso utilizado por una red
blockchain. Fue introducido con bitcoin. En este método de consenso, hay
mineros que son responsables de validar una transacción. Se necesita
encontrar el hash de un nuevo bloque para poder agregarlo a la red. El
que encuentra el primero es recompensado con otros. Requiere potencia
computacional extrema y también tiene altos requisitos cuando se trata
de hardware.
Proof-of-Stake (PoS): Proof-of-Stake es utilizada por
la red blockchain de segunda generación, Ethereum. Tiene un enfoque
completamente diferente, ya que no requiere un gran consumo de energía.
Aquí las monedas son estacadas por los nodos. Ethereum tiene sus propios
requisitos sobre cómo se deben apostar las monedas para que sean
elegibles para participar en el algoritmo de consenso. Los nodos que
tienen más monedas en juego tienen más posibilidades de ser
recompensados. Esto también hace que la inversión de Proof-of-Stake sea
considerable.
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Practical
Byzantine Fault Tolerance (Tolerancia Práctica a Fallas Bizantinas):
PBFT es una forma de resolver el problema de los generales bizantinos.
Permite a los nodos decidir si aceptan o rechazan la información
enviada. La parte mantiene un estado interno que se utiliza para
ejecutar un cálculo en los mensajes nuevos. Si el cómputo de la parte
funciona bien, entonces decide compartir la transacción con otras partes
dentro de la misma red. El resultado final ha llegado cuando varias
partes han realizado cálculos en él, y la decisión se basa en los
resultados enviados por las partes. Como no todos los nodos son
necesarios para el método de consenso, también tiene un requisito de
baja tasa de hash. Sin embargo, para que tenga éxito, se requieren
buenos nodos de confianza para trabajar juntos. PBFT se utiliza en
proyectos populares, incluidos Ripple, Stellar e Hyperledger.
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Si
deseas comenzar con el desarrollo de blockchain, primero debes comenzar
con la programación. Es aconsejable aprender C++ primero, seguido de
Python, JavaScript, Solidity y Go.
Cuando se trata de elegir la red blockchain, debes comenzar con Ethereum. Tiene una excelente comunidad, y seguramente te sentirás como en casa mientras la aprendes.
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