Cuando compras algo en una tienda, entregas los billetes y recibes el artículo que pagaste a cambio, hay una clara transferencia de valor. Con la banca digital, como una tarjeta de débito o crédito, el banco se comunica con el minorista para asegurar que se deduzca la cantidad de tu cuenta. Sin embargo, con las criptomonedas, el proceso no es tan claro. Eso plantea la pregunta de cómo la red blockchain evita que la criptomoneda se gaste dos veces. Aquí es donde la tecnología blockchain asegura la seguridad de las transacciones a través de la finalidad del bloque.

¿Qué es la Finalidad del Bloque?

La finalidad del bloque se refiere a la naturaleza permanente de una transacción una vez que se registra en la cadena de bloques. A diferencia de las finanzas tradicionales, donde las transacciones se pueden revertir, las transacciones de la cadena de bloques se vuelven irreversibles una vez que se logra la finalidad. Esto es esencial para mantener la integridad de la red, ya que ningún participante puede manipular o alterar transacciones pasadas.

El punto en el que se logra la finalidad depende del mecanismo de consenso utilizado en esa cadena de bloques en particular. Ya sea a través de Prueba de Trabajo (PoW), Prueba de Participación (PoS) u otros modelos de consenso, cada red tiene un método para determinar cuándo se confirma una transacción y se incluye permanentemente en la cadena de bloques.

¿Cómo funciona la finalidad del bloque?

Cada red de blockchain es única, con características distintas, pero la finalidad del bloque, un concepto clave para la seguridad, existe en todas las redes, lograda a través de diferentes métodos. El mecanismo de consenso, que verifica las transacciones y garantiza la seguridad de una red descentralizada, es fundamental para alcanzar la finalidad en las blockchains.

Diferentes blockchains emplean varios mecanismos de consenso adaptados a sus necesidades. Ejemplos populares incluyen prueba de trabajo (PoW), prueba de participación (PoS) y prueba de historial (PoH) —los dos últimos ejemplos se usan conjuntamente en la red Solana. Estos mecanismos definen cómo se verifican las transacciones y cuándo alcanzan la finalidad, lo que significa que se registran permanentemente y no pueden ser revertidas.

Por ejemplo, Bitcoin utiliza el mecanismo tradicional de prueba de trabajo, donde los mineros compiten para resolver algoritmos complejos y validar transacciones. Una característica clave de PoW, particularmente relevante para la finalidad del bloque, es la 'regla de la cadena más larga'. En este sistema, la cadena con el mayor trabajo acumulado se considera válida. A medida que se agregan más bloques a la cadena de bloques de Bitcoin después de una transacción, su finalidad se fortalece, haciéndola cada vez más segura e irreversible.

Fuente: gsr.io

La finalidad se logra de manera diferente en las redes de prueba de participación (PoS), como Ethereum, después de la transición a Ethereum 2.0. En lugar de mineros, se eligen validadores en función de la cantidad de criptomonedas que han apostado. Estos validadores son responsables de proponer y validar nuevos bloques. Las redes PoS utilizan protocolos como “Casper” para hacer cumplir las reglas de finalidad.

Fuente: unitychain.io

Una vez que se valida un bloque y se agrega a la cadena de bloques, se requiere el consenso de la mayoría de los validadores para ser revertido, lo que implicaría que sacrificaran sus activos apostados. Este disuasivo económico, combinado con el requisito de múltiples confirmaciones, asegura que una vez que una transacción alcanza la finalidad en una red de PoS, es extremadamente difícil y costoso revertirla, lo que la hace tan segura como PoW pero con mayor eficiencia y escalabilidad.

Tipos de Finalidad de Bloquear

Diferentes blockchains tienen diferentes medios para lograr la finalidad. En todas las diversas redes y mecanismos de consenso correspondientes, blockchain tiene cuatro tipos principales de finalidad. Se clasifican por el grado de certeza e irreversibilidad de las transacciones y bloques una vez agregados a la red. Los diferentes tipos de finalidad del bloque incluyen:

Finalidad probabilística

Más común en redes de prueba de trabajo como Dogechain, la finalidad probabilística es una finalidad basada en cadenas simple. En lugar de una finalidad absoluta una vez que se ha agregado un bloque a una red, se considera probablemente final y la probabilidad y certeza de la transacción aumentan con los nuevos bloques registrados encima de ese bloque inicial. Se dice que se ha logrado la finalidad probabilística cuando una transacción ha sido minada, registrada en la cadena pública y se ha minado un bloque posterior a ella.

Finalidad absoluta

La finalidad absoluta es el grado más alto de certeza con respecto a la permanencia de una transacción una vez confirmada. Con la finalidad absoluta, una vez que una transacción se confirma y se registra en la cadena de bloques, nunca se puede alterar ni revertir. La finalidad absoluta es más común en redes de blockchain como Stellar y Ripple, que utilizan un consenso federado. Un mecanismo de consenso federado es respaldado por un grupo de validadores de confianza que aseguran la red al confirmar bloques individuales.

Finalidad Económica

La finalidad económica difiere en que la seguridad depende de la ganancia o pérdida financiera. Es una característica del mecanismo de consenso de prueba de participación, donde los validadores deben apostar tokens para participar en la seguridad de la red. También corren el riesgo de perder tokens apostados si actúan maliciosamente. Así, la confirmación del bloque está impulsada por incentivos financieros, y la seguridad se mantiene a través de disuasivos financieros. En redes como Ethereum, el costo de acciones maliciosas, como el doble gasto o la reversión de transacciones, supera la recompensa potencial por validar bloques, asegurando la finalidad de la transacción y la seguridad de la red.

Finalidad instantánea

Este es el nivel más alto y el tipo más difícil de finalidad de bloquear para lograr, con finalidad instantánea una transacción se considera confirmada y, en consecuencia, irreversible una vez que se registra en la red. Realísticamente, este nivel de finalidad requeriría modificaciones significativas en la naturaleza tradicional de una cadena de bloques y el proceso de confirmación de transacciones.

No se puede afirmar de manera categórica si alguna red ha logrado la finalidad instantánea, pero se dice que algunas blockchains que utilizan mecanismos de consenso de tolerancia a fallos bizantinos (BFT) como Cosmos logran una finalidad casi instantánea. El protocolo Shardeum es una red que intenta lograr resultados similares utilizando el mecanismo de consenso de Prueba de Quórum que garantiza un libro compartido en la confirmación de transacciones realizadas en la red.

Finalidad del Estado

Otro tipo de finalidad se preocupa más por el panorama general, siendo la propia cadena de bloques en lugar de las transacciones individuales. Con la finalidad de estado, se considera si una transacción de estado, que es un cambio en el estado de la cadena de bloques como la ejecución de un contrato inteligente, puede ser modificada o revertida una vez que se haya completado. La finalidad del estado también es importante porque, para protocolos descentralizados como Ethereum y Solana, la permanencia de los contratos inteligentes ejecutados es importante para la seguridad y eficiencia de las aplicaciones descentralizadas.

¿Por qué es importante la finalidad del bloque?

La finalidad del bloque es muy importante en las conversaciones sobre seguridad y fiabilidad de la red. Sin embargo, este concepto fundamental se comprende mejor en el contexto de los contratos inteligentes y el problema del doble gasto.

Los contratos inteligentes son la columna vertebral de las aplicaciones descentralizadas, más comunes en redes DeFi como Solana y Ethereum. En las finanzas descentralizadas (DeFi), los contratos inteligentes automatizan transacciones financieras como préstamos, créditos y operaciones comerciales sin intermediarios. La finalidad del bloque es esencial para que estos procesos funcionen de manera fluida y segura.

Por ejemplo, cuando un usuario inicia un intercambio en un intercambio descentralizado (DEX) como Uniswap, un contrato inteligente coincide automáticamente el intercambio y transfiere tokens entre usuarios. La finalidad del bloque asegura que el intercambio sea inmutable una vez que esta transacción se confirma y se registra en la cadena de bloques. Sin finalidad, un actor malintencionado podría potencialmente revertir la transacción o explotar el sistema, socavando la integridad del ecosistema DeFi. Sin finalidad de bloque, el resultado de estos contratos sería incierto, abriendo la puerta a posibles disputas o ataques, como el doble gasto o reversión de transacciones.

El concepto de doble gasto es otro ejemplo donde se ve la importancia de la finalidad del bloque. El doble gasto es un problema que ocurre cuando el mismo token se gasta más de una vez en múltiples transacciones. Se considera un ataque ya que permite al actor malicioso gastar las mismas monedas más de una vez. La finalidad del bloque evita el doble gasto al asegurar que se registre una vez que se ha ejecutado una transacción. Una vez que se ha confirmado y registrado una transacción en la red de cadenas, el libro mayor de blockchain ha registrado permanentemente que se ha gastado un token al ejecutar una transacción específica. Por ejemplo, una vez que se verifica la transacción, todos los nodos comparten el mismo registro de blockchain en una red de prueba de trabajo que indica que esos tokens se han gastado. De esa manera, un actor malicioso no puede gastar los mismos tokens nuevamente.

Finalidad del bloque en diferentes capas 1

La finalidad del bloque determina la permanencia de cada transacción emitida en la cadena de bloques. Sin embargo, la tecnología de la cadena de bloques es muy compleja y hay muchos otros factores involucrados en el procesamiento de transacciones en la cadena de bloques.

La finalidad del bloque no es lo único que interviene en el procesamiento de transacciones. Otros conceptos como la latencia de red, el tiempo de bloque y las TPS (transacciones por segundo) son considerablemente más importantes. La latencia de red se puede describir como el tiempo observado entre cuando se emite y se confirma una transacción. Sin embargo, el tiempo de bloque es el tiempo que se tarda en minar cada bloque antes de que se pueda agregar a la red. La transacción por segundo (TPS) a menudo se confunde con la latencia de red, pero TPS es el número total de transacciones que una red puede manejar por segundo. Se puede describir como el rendimiento de una red.

Otros conceptos como la altura del bloque, el tamaño del bloque y los bloques huérfanos merecen ser considerados. La altura del bloque y el tamaño se refieren al número de bloques que preceden al bloque actual en la cadena de la red, mientras que el tamaño se refiere a la cantidad total de datos que pueden ser registrados en la cadena. Por ejemplo, el tamaño típico del bloque en la red de Bitcoin es de 1MB, mientras que el de Ethereum es de 1MB. Los bloques huérfanos en la cadena son la consecuencia de la regla de la cadena más larga. Como se explicó anteriormente, Bitcoin sigue la regla de la cadena más larga adoptando la cadena con la mayor prueba. Como resultado de esa regla, aquellos bloques ya minados que son descartados a favor de la cadena más larga se convierten en bloques huérfanos separados del resto de la cadena de bloques.

Obstáculos para la Finalidad del Bloque

Hard Forks

Uno de los principales desafíos para la finalidad del bloque es la ocurrencia de bifurcaciones duras. Una bifurcación dura ocurre cuando una cadena de bloques se divide en dos caminos distintos debido a un cambio en el protocolo o desacuerdo entre los participantes. Esto crea dos versiones de la cadena de bloques, ambas de las cuales temporariamente pueden afirmar ser la cadena legítima. En el contexto de la finalidad, una bifurcación dura interrumpe la certeza de que las transacciones son permanentes e irreversibles. Si la cadena bifurcada es aceptada como dominante, las transacciones confirmadas en la cadena anterior pueden ser invalidadas, socavando la confianza que los usuarios depositan en la finalidad de la red.

Latencia de red y retrasos de comunicación

Otro problema que afecta la finalidad del bloque es la latencia de la red o la comunicación lenta entre nodos. En redes descentralizadas, los nodos deben comunicarse con frecuencia para ponerse de acuerdo sobre el estado de la cadena de bloques y confirmar las transacciones. Si hay retrasos en la comunicación, ya sea debido a la distancia física o la congestión de la red, puede ralentizar la validación del bloque y generar incertidumbre sobre la finalidad de las transacciones. En sistemas de prueba de participación o prueba de trabajo, la propagación lenta del bloque puede crear bifurcaciones temporales, lo que lleva a una posible reorganización de los bloques, lo que retrasa la finalidad de las transacciones.

Vulnerabilidades del contrato inteligente


Las vulnerabilidades del contrato inteligente también desafían la finalidad del bloque, especialmente en plataformas como Ethereum que admiten aplicaciones descentralizadas. Si un contrato inteligente contiene un error o es aprovechado por actores malintencionados, las transacciones que inicialmente se consideraban finales pueden necesitar ser revertidas o impugnadas. Si bien las blockchains están diseñadas para prevenir la manipulación de la historia de transacciones, la complejidad de los contratos inteligentes crea una capa adicional de riesgo. Si un contrato se ve comprometido, las consecuencias pueden ser graves, ya que incluso las transacciones finalizadas podrían ser invalidadas a través de intervenciones legales o comunitarias.

Un ejemplo claro es el infame hackeo de DAO en 2016, donde un atacante explotó una vulnerabilidad en el código de una organización autónoma descentralizada (DAO) para sustraer $60 millones de Ether. Aunque la blockchain técnicamente logró la finalidad al confirmar estas transacciones, la explotación desencadenó un hard fork en la red de Ethereum, lo que llevó a la creación de Ethereum Classic.

Ataques del 51%


Un ataque del 51% es una de las amenazas más serias para la finalidad de bloque. Ocurre cuando una sola entidad o grupo controla más del 50% de la potencia computacional de la red o de los tokens apostados. Con esta mayoría, pueden reescribir la historia del blockchain creando cadenas alternativas, doble gasto o revertir transacciones previamente confirmadas. Esto socava el principio fundamental de la finalidad, ya que se vuelve posible que los atacantes manipulen bloques que antes se consideraban seguros e irreversibles. Aunque estos ataques son difíciles de ejecutar en redes grandes y bien establecidas, siguen siendo una preocupación importante para blockchains más pequeños o menos descentralizados.

Conclusión

La finalidad del bloque es un concepto primario de la tecnología blockchain, ya que garantiza que las transacciones, una vez confirmadas, sean permanentes e irreversibles. Es responsable de asegurar las redes de criptomonedas y de prevenir actividades maliciosas como el doble gasto.

A medida que las redes de bloques continúan creciendo, se conciben nuevos mecanismos de consenso junto con nuevos procesos para lograr la finalidad del bloque. Aún así, siguen existiendo desafíos para la finalidad del bloque, lo que destaca la importancia de desarrollar redes más fuertes.