Tecnología blockchain: que son los sistemas de criptografía y el árbol de Merkle

Por Equipo Santander Post | 31-08-2023 | 5 min de lectura

Siendo una técnica de larga trayectoria, la criptografía es uno de los aspectos fundamentales de la seguridad en la cadena de bloques (o blockchain) y los criptoactivos. Conocé todo sobre información encriptada y qué hay detrás de la tecnología de muchas criptomonedas. 

La criptografía es uno de los pilares esenciales en la seguridad de la cadena de bloques (blockchain) y las criptomonedas. Aunque las criptomonedas son una innovación reciente, la criptografía tiene una larga trayectoria, debido a que es una técnica que busca cifrar mensajes de forma que resulten incomprensibles para todos, excepto los destinatarios autorizados de dichos mensajes. La raíz “cripto” deriva de la palabra griega “Kryptos”, que significa oculto.

Hay muchos ejemplos en los que se ha usado la criptografía a lo largo de la historia. En el Imperio Romano, Julio César utilizaba lo que se conoce en la actualidad como cifrado César para informar a sus generales de los planes de batalla. El cifrado César, por ejemplo, consistía en el desplazamiento del alfabeto en una serie de “espacios” y su aplicación por equivalencia

La criptografía también se utilizó en la II Guerra Mundial cuando Alemania desarrolló un sistema de criptografía cuyo cifrado cambiaba cada día, utilizando una máquina de rotores para cifrar y descifrar mensajes, conocidos como máquinas Enigma. El matemático y criptógrafo británico Alan Turing consiguió descifrar el código, usando una combinación de máquinas Enigma, llamado máquinas Bombe. El cifrado ya era cosa de ordenadores. La película “Descifrando el enigma” o “El código Enigma” (“The Imitation Game” en su título original) desarrolla esta historia.

De acuerdo a Santander.com, la criptografía utilizada en nuestro tiempo tiene que ver con las redes blockchain, como la usada por el protocolo de Bitcoin, la cual es imposible de descifrar. En concreto, Bitcoin utiliza el método de encriptado hash SHA-256. El sistema de criptografía SHA fue desarrollado por la NSA (Agencia de Seguridad Nacional Estadounidense). Consiste en convertir el mensaje de entrada, independientemente de su longitud, en un mensaje de salida de un tamaño fijo. 

Qué es el Árbol de Merkle

Con este sistema de encriptado de la información se adquiere una forma de cadena de bloques. Cada bloque contendrá información que, en el caso del blockchain de Bitcoin, son transacciones realizadas por su criptoactivo. En este sentido, el hash derivado de la encriptación de la información de un bloque es una especie de DNI o nombre identificativo de ese bloque. 

Cada bloque se construye en base al anterior, de forma que dentro de la información que contiene un bloque se incluye, además, la información del bloque anterior. Esto es lo que se conoce como Árbol de Merkle y es lo que hace que un blockchain sea irreversible. Modificar un bloque añadido a la red supone modificar todos los bloques siguientes sobre los que se ha ido construyendo la cadena de bloques.

El consumo energético que supone el trabajo de minado, a través del que se añaden bloques a la red, es el principal factor de desincentivo frente a la modificación de información recogida en el blockchain. Santander.com explica que, en el caso de Bitcoin, se utiliza un minado en base a una prueba de trabajo (proof of work). Se establece una dificultad de minado que, en este caso, es que el hash resultante de encriptar la información del bloque empiece por un número determinado de ceros.

Para llegar a ese hash, se incluye la información del bloque anterior, el nuevo bloque propuesto y un nonce (número aleatorio que se puede usar una única vez en una comunicación criptográfica). Se debe tener en cuenta que este último elemento es el único elemento aleatorio y, por tanto, variante, de este proceso. 

Una vez se obtiene el hash final, se debe comprobar si cumple la dificultad de minado (si el hash resultante empieza por el número de ceros exigido). En este punto, pueden ocurrir dos cosas: 

  • Se cumple con la dificultad de minado, de forma que se resuelve la prueba de trabajo, el bloque propuesto se adhiere a la cadena y el minero que ha completado el trabajo recibe la recompensa de nueva emisión de monedas determinadas por el protocolo. 
  • No se cumple con la prueba de trabajo, de modo que se debe cambiar el nonce hasta obtener el número de ceros exigido. 

Este trabajo es laborioso y consume tiempo y energía. Consecuentemente, el desincentivo a tratar de modificar la información escrita en la red es claro.

El encriptado es, entonces, algo básico de la tecnología blockchain para proteger la información, pero solo es un sistema más evolucionado frente a otros utilizados en el pasado. Los sistemas de incentivos introducidos para la validación por consenso es una de las diferencias fundamentales.

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