Libro blanco de Bitcoin: Guía para principiantes

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El libro blanco de Bitcoin, Bitcoin: Un sistema de dinero electrónico entre iguales, fue publicado en 2008 por Satoshi Nakamoto. El bitcóin está revolucionando el sector de los pagos globales y gente de todo el mundo se está replanteando el significado de su dinero. Además, la tecnología subyacente y la red que procesa las operaciones de Bitcoin, conocida como cadena de bloques, está transformando sectores tan variados como la banca, la agricultura, la logística, la sanidad, las elecciones y la fabricación, por nombrar algunos. Todo esto es posible gracias al innovador trabajo de Satoshi Nakamoto publicado en 2008, que describe qué es el bitcóin y cómo funciona, tal y como se presenta en el libro blanco original de Bitcoin. Esto es Bitcoin Cash. En el resto de este artículo, cuando se usa el término "Bitcoin", nos referimos a Bitcoin Cash (BCH). Para conocer las diferencias entre bitcóin cash (BCH) y bitcóin (BTC), échale un vistazo aesta guía.

Cómo usar esta guía

Bitcoin.com ofrece una explicación simplificada del trabajo de Nakamoto. Ofrecemos anotaciones para las 12 secciones del libro blanco. El texto en cursiva se utiliza para proporcionar comentarios y anotaciones con el fin de distinguir las opiniones del autor de las de Satoshi Nakamoto.

1. Introducción

El creador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto, habla de la dependencia de Internet de terceros de confianza como bancos y compañías de tarjetas de crédito para procesar los pagos electrónicos. El método tradicional puede funcionar para la mayoría de las operaciones, pero los problemas se producen cuando las instituciones financieras facilitan la compra y venta de bienes en Internet. Estos son algunos de los puntos débiles de los pagos electrónicos tradicionales en los que intervienen terceros:

  • Las operaciones se pueden retroceder, ya que los bancos tienen que mediar en las disputas que inevitablemente surgen.

Piensa en los conflictos que se producen habitualmente entre vendedores, consumidores y otras partes, como procesadores de pagos, PayPal o autoridades fiscales.

  • La intervención de los bancos (es decir, la mediación) aumenta los costes de transacción y esto también limita el tamaño mínimo de la transacción en la práctica. La reversibilidad de las operaciones se vuelve un problema cuando un proveedor ha prestado servicios irreversibles.

Los consumidores suelen comprar artículos de poco valor en Internet, como llaveros de 5 $ y gafas de 10 $. Sin embargo, la participación de los bancos resulta muy costosa y estos costes se transmiten a los consumidores a través de las comisiones de las operaciones y otros cargos. Ten en cuenta todos los costes de mediación y judiciales que se acumulan en un año determinado y podrás ver que los costes por operación pueden ser significativos. Además, si un proveedor realiza un servicio, debe recibir el pago correspondiente. Pero el sistema actual permite retroceder las operaciones, lo que supone un riesgo para el proveedor de servicios de no recibir el pago.

  • La posibilidad de la anulación de una operación se cierne sobre todos. Y eso obliga a la gente a confiar en un tercero, como los bancos, para resolver las controversias sobre los pagos.

Muchos vendedores y consumidores no quieren confiar en una institución financiera. Son caras; pueden no ser fiables; se piratean con frecuencia y a menudo dan demasiada información al gobierno sin informar a la parte afectada. Todo esto también crea problemas de privacidad. En esta sección, Nakamoto expone las limitaciones del sistema de pagos tradicional, y prepara a la audiencia para las soluciones que propone.

  • El sistema acepta un cierto porcentaje de fraude como inevitable. Sin embargo, el fraude aumenta el coste de hacer negocios para todos. Nakamoto propone un sistema de pago electrónico que se basa en la prueba criptográfica, en lugar de la confianza.

La criptografía implica el uso de código y protocolos para establecer comunicaciones seguras.

Dicho sistema permitiría a dos partes realizar operaciones directamente entre ellas. El nuevo método, es decir, bitcóin, tiene las siguientes funciones:

  1. Pagos entre iguales a través de una red en línea.
  2. La eliminación de terceros y la sustitución de la confianza por la verificación.
  3. Las operaciones serían irreversibles y Nakamoto argumenta que la irreversibilidad protegería a los vendedores frente al fraude. Se pueden implementar mecanismos de depósito en garantía para proteger a los compradores.
  4. Un servidor de marca de tiempo distribuido entre iguales generaría una prueba matemática del orden cronológico de las operaciones. El sistema es seguro, siempre y cuando los participantes legítimos controlen en conjunto más potencia computacional que los atacantes o piratas informáticos.

Nakamoto cree que es mejor verificar las operaciones que confiar en un tercero externo, sobre todo cuando se trata de algo tan importante como el dinero. La irreversibilidad de las operaciones da confianza en la solidez del sistema de pagos en su conjunto. En segundo lugar, argumenta, la irreversibilidad minimiza el fraude. Los ordenadores descentralizados demostrarían el orden exacto de estas operaciones irreversibles, lo cual daría a los usuarios la confianza de que los registros de la pista de auditoría electrónica, la cadena de bloques, son válidos y exactos.

2. Operaciones

En esta sección, la descripción de Nakamoto del proceso de transacción electrónica, es decir, la cadena de bloques, se vuelve técnica. En términos sencillos, define una "moneda" electrónica como una cadena de firmas digitales. Los propietarios firman digitalmente un hash de la transacción anterior y añaden al final de la moneda una clave pública del siguiente propietario. Un receptor de la moneda, un beneficiario, puede verificar las firmas para comprobar la cadena de propiedad.

Un bitcóin no existe en ningún lugar como tal, al menos no en el sentido tradicional del dinero físico. Más bien, el concepto de Nakamoto de una "moneda" electrónica es una serie cronológica de firmas digitales verificadas. Para ilustrarlo, piensa en la moneda virtual de Nakamoto como un paquete de UPS o FedEx que firmas en la puerta antes de enviarlo a una dirección de reenvío. Pero la diferencia es que se coloca un libro de contabilidad a disposición del público justo en el albarán que muestra el historial completo de todas las entregas anteriores del mismo paquete. La información incluye todas las direcciones de origen, así como las marcas de tiempo que detallan dónde y cuándo exactamente tuvo lugar cada entrega. Un seguimiento de auditoría tan completo, argumenta, proporcionaría garantías tanto al destinatario como a toda la red de que la cadena de entregas/operaciones es precisa y segura.

Sin embargo, Nakamoto señala un posible problema de duplicación de pagos. Un destinatario o beneficiario no puede verificar que el propietario de una moneda no haya enviado la misma moneda a otros destinatarios o beneficiarios, lo que se denomina el problema de doble gasto.

Por ejemplo, John solo posee un bitcóin, pero envía una moneda a cada uno de dos vendedores diferentes, lo que equivale a dos bitcoines pagados con una sola moneda originaria. Para resolver el problema de doble gasto sin depender de un tercero, Nakamoto dice que todas las operaciones se tienen que divulgar al público. En segundo lugar, todos los participantes del sistema de pagos tienen que cumplir con el mismo cronograma, de modo que todo el mundo acepte un único historial de órdenes en el que se reciban las operaciones.

Un cronograma y un historial público de todas las operaciones evitan el doble gasto, porque las operaciones posteriores se considerarían pagos nulos, o tal vez fraudulentos, con la misma moneda. Cada moneda tiene una marca de tiempo única y la transacción anterior sería aceptada como el pago legítimo. Una moneda, un pago. El envío de la misma moneda a un segundo vendedor, según el ejemplo anterior, mostraría una marca de tiempo diferente que se produjo en un momento posterior del cronograma. Y eso invalidaría el segundo pago/transacción.

3. Servidor de marca de tiempo

Un servidor de marca de tiempo toma un hash de un bloque de elementos y lo anuncia públicamente. La marca de tiempo prueba la existencia de los datos en ese momento. Cada marca de tiempo incluye la marca de tiempo anterior en su hash. Y cada marca de tiempo adicional refuerza las anteriores. Esta secuencia forma una cadena.

Aquí vemos la estructura emergente de la cadena de bloques. Las marcas de tiempo son clave para prevenir el doble gasto y el fraude. Sería prácticamente imposible enviar monedas duplicadas, porque cada moneda contiene diferentes marcas de tiempo ordenadas cronológicamente. Recuerda la analogía del paquete de UPS/FedEx. Cada entrega contendría una marca de tiempo única en el albarán de entrega, y eso indicaría la hora exacta de todas y cada una de las entregas en el libro de contabilidad público. El tamaño del archivo de bitcóin en bytes aumenta a medida que el historial de operaciones se hace más grande. Y los archivos más grandes dan lugar a tiempos de procesamiento más largos. El procesamiento de operaciones (o minería) requiere cada vez más potencia de CPU para verificar las operaciones porque el tamaño de los propios registros digitales aumenta. Siguiendo con nuestro ejemplo, el albarán del mismo paquete de UPS/FedEx sigue aumentando de tamaño porque un mayor número de entregas implica un mayor historial registrado de todas las entregas realizadas.

4. Prueba de trabajo

Nakamoto dice que la prueba de trabajo se utiliza para implementar una red de marca de tiempo distribuida entre iguales (mencionada anteriormente). El proceso escanea en busca de un valor que, cuando se "divide", da como resultado una cierta expresión numérica. La red de marca de tiempo tiene que conciliar este valor con el hash de un bloque. La potencia de la unidad central es necesaria para satisfacer la prueba de trabajo, y el bloque no se puede cambiar sin rehacer el trabajo. Los bloques posteriores se encadenan después de él, y para cambiar el bloque sería necesario rehacer todos los bloques posteriores.

Es posible que el lenguaje sea técnico, pero el concepto es simple. La prueba de trabajo es lo que salvaguarda la cadena de bloques. Nakamoto dice que a un hash creado por un servidor de marca de tiempo se le asigna un número único que se utiliza para identificar el hash en la cadena de bloques. Este número único lleva inherente un problema matemático que tiene que resolver un ordenador antes de que se pueda realizar una transacción. Una vez que se da una respuesta correcta, sirve como prueba de que se ha realizado el trabajo especificado. Cuando alguien envía una moneda electrónica, tiene que tomar el número único de un hash y resolver un problema matemático que le es inherente. La respuesta se transmite al destinatario para comprobar si la solución es correcta, lo cual es un paso de validación importante. Si la respuesta es correcta, el pago/operación tiene lugar y se suma a la longitud de la cadena de bloques. Si no, la transacción propuesta se rechaza.

La prueba de trabajo proporciona un voto por CPU, no por dirección IP. De lo contrario, un atacante puede asignar varias IP en un intento de piratear la red. En segundo lugar, la cadena de bloques más larga sirve como prueba de que las CPU invirtieron un mayor trabajo en esa cadena más larga. Este proceso asegura la cadena de bloques, al exigir a los potenciales atacantes que rehagan el trabajo del bloque y de todos los bloques que le siguen (es decir, que resuelvan todos esos problemas matemáticos) y que luego intenten superar el trabajo de todos los ordenadores legítimos de la red. Nakamoto dice que para un atacante sería una tarea extremadamente difícil hacer precisamente eso, y que la probabilidad de éxito disminuye exponencialmente cuanto más bloques se añaden a una cadena.

_ Entonces, ¿cómo protege la prueba de trabajo la cadena de bloques? En términos simples, las CPU legítimas de la red resuelven el problema matemático de cada hash. A medida que se resuelven estos rompecabezas computacionales, estos bloques se agrupan en una cadena ordenada cronológicamente. De ahí el término "cadena de bloques". Esto confirma al sistema entero que todos los "deberes de matemáticas" necesarios se has completado. Un atacante tendría que rehacer todos los rompecabezas completados y luego superar el trabajo de las CPU legítimas para crear una cadena más larga, una hazaña que sería extremadamente improbable, si no imposible. Esta secuencia hace que las operaciones en bitcóin sean irreversibles. Nakamoto señala que los nodos legítimos de la red necesitan tener colectivamente más potencia de CPU que un atacante._

5. Red

Nakamoto esboza los pasos para el funcionamiento de la red entre iguales:

  1. Las nuevas operaciones se transmiten a todos los nodos/ordenadores de la red
  2. Cada nodo recoge las nuevas operaciones en un bloque.
  3. Cada nodo trabaja en la búsqueda de una prueba de trabajo difícil para su bloque.
  4. Cuando un nodo encuentra una prueba de trabajo, transmite el bloque a todos los nodos.
  5. Los nodos aceptan el bloque solo si todas las operaciones del mismo son válidas y no están ya agotadas.
  6. Los nodos expresan su aceptación del bloque trabajando en la creación del siguiente bloque de la cadena, utilizando el hash del bloque aceptado como hash anterior.

Como se ha mencionado en secciones anteriores, los nodos siempre consideran que la cadena más larga es la correcta y trabajarán para extenderla.

Esta sección muestra porqué es importante anunciar las operaciones a todos los nodos. Constituye la base para verificar la validez de cada transacción, así como de cada bloque de la cadena de bloques. Como se mencionó anteriormente, cada nodo resuelve un rompecabezas de prueba de trabajo y, por lo tanto, siempre reconoce la cadena más larga como la versión correcta. A medida que pasa el tiempo, el registro de la cadena de bloques crece y asegura su validez a toda la red.

6. Incentivo

La primera operación de un bloque es una operación especial que inicia una nueva moneda propiedad del creador del bloque. Esto logra dos cosas. En primer lugar, la creación de una nueva moneda premia a los nodos/ordenadores que sustentan la red. En segundo lugar, es una forma de distribuir inicialmente las nuevas monedas en circulación, ya que no existe una autoridad central que las emita. La nueva moneda gratifica a los nodos, también conocidos como mineros de bitcóin, por dedicar su tiempo, su ordenador y su electricidad a hacer posible la red. También se les puede recompensar con comisiones por las operaciones. Nakamoto prevé que haya en circulación un número limitado de monedas, momento en el que los mineros pueden recibir incentivos únicamente a través de las comisiones por las operaciones, que no están sometidas a inflación. Las nuevas monedas también incentivan a los nodos a seguir las reglas de juego y a ser honestos. Un atacante tendría que gastar muchos recursos para amenazar el sistema, y el hecho de verse recompensado con monedas y comisiones por las operaciones sirve para evitar este fraude.

La extracción minera de oro requiere de mano de obra, agua y equipo y es una actividad similar a la minería de bitcóin. Los mineros de monedas electrónicas procesan operaciones, por las que se les recompensa con nuevos bitcoines o comisiones por operaciones. Dado que se extraerá un máximo de 21 millones de bitcoines, el sistema puede estar libre de inflación. Por lo tanto, el bitcóin puede servir como un depósito de valor sostenible, similar al oro. Compara eso con la moneda fiat, como el dólar estadounidense. Debido a la inflación, el dolar se ha devaluado casi un 97 por ciento desde 1913. El programa de incentivos de Bitcoin es un mecanismo que protege el sistema de pago electrónico entre iguales. La emisión de nuevos bitcoines, así como las comisiones por operaciones, hacen que los nodos sean honestos. Porque no valdría la pena atacar el mismo sistema que constituye la base de su riqueza. Como dice el refrán, "no muerdas la mano que te da de comer".

7. Recuperación de espacio en el disco

Para ahorrar espacio en el disco, Nakamoto dice que los nodos pueden descartar los datos de las operaciones antiguas, manteniendo solo la base de la transacción desechada en el hash del bloque. Esto permite que la cadena de bloques permanezca intacta, aunque con menos datos de operaciones antiguas. Describe brevemente un proceso de compactación de los datos. Pero gracias a la ley de Moore, Nakamoto dice que la capacidad futura del hardware informático debería ser suficiente para hacer funcionar la red sin que los mineros tengan que preocuparse por el espacio de almacenamiento.

8. Verificación de pagos simplificada

En esta sección, Nakamoto ofrece una explicación técnica sobre cómo verificar los pagos sin tener que ejecutar un nodo de red completo. Esto obliga a obtener la cadena de pruebas de trabajo más larga y a comprobar si la red la ha aceptado. La verificación es fiable siempre y cuando los nodos legítimos controlen la red. Sin embargo, un atacante puede crear operaciones fraudulentas durante el tiempo en que pueda dominar la red. Una defensa frente a un ataque es que los nodos de la red emitan alertas cuando detecten un bloque no válido. Dicha alerta podría hacer que el software de un usuario descargara el bloque completo, así como alertar a las operaciones para confirmar la incongruencia. Nakamoto añade que las empresas que reciben pagos frecuentes pueden considerar la posibilidad de gestionar sus propios nodos para lograr una seguridad más independiente y una verificación más rápida.

Existen protocolos de cadenas de bloques que no son de Bitcoin y que las grandes empresas están aplicando al margen del mundo financiero. Por ejemplo, una empresa puede crear un protocolo solo de invitación que seleccione determinadas partes para que participen en una red privada de nodos. La cuestión es que hay muchas maneras de establecer una red de cadenas de bloques que siga un conjunto diferente de reglas para la verificación. Nakamoto describe una forma de hacerlo para un sistema de pago entre iguales, pero dice que es posible que las empresas quieran adaptar sus procesos en base a sus propias circunstancias únicas.

9. Combinar y dividir el valor

La combinación de los importes de las operaciones dará lugar a transferencias más eficaces, en lugar de crear una transacción independiente para cada céntimo implicado.

En otras palabras, sería más simple y más eficaz enviar tres bitcoines en una sola transacción en lugar de crear tres operaciones de un bitcóin cada una, si se supone que las monedas se envían al mismo destinatario.

Para permitir que los valores de transacción (importes) se dividan o combinen, las operaciones pueden contener múltiples entradas y salidas. Puede haber una sola entrada o múltiples entradas. Pero solo puede haber un máximo de dos salidas: una para el pago y otra para devolver el cambio al remitente, si lo hubiera.

Este proceso permite realizar pagos con importes específicos. Un remitente puede enviar el pago bitcóin a otra parte y recuperar su cambio, si es necesario.

10. Privacidad

Con los pagos tradicionales, los usuarios logran privacidad cuando los bancos limitan la información disponible a las partes involucradas, así como al tercero. Con la red entre iguales, la privacidad se puede lograr aunque se anuncien las operaciones. Esto se logra manteniendo las claves públicas en el anonimato. La red puede ver los importes de los pagos que se envían y reciben, pero las operaciones no están vinculadas a las identidades. Además, Nakamoto propone que se utilice una nueva clave privada en cada transacción para evitar que los pagos estén vinculados a un propietario común.

Para preservar la privacidad, Nakamoto dice que es importante que las claves públicas mantengan la identidad del usuario en el anonimato. Aunque todo el mundo puede ver las operaciones, no se distribuye ninguna información que permita la identificación.

11. Cálculos

Es muy poco probable que un atacante cree una cadena alternativa más rápido que una cadena legítima. Los nodos no aceptarán una transacción no válida o bloques que las contengan. Además, un atacante se ve limitado en cuanto a lo que puede intentar hacer: Solo puede intentar cambiar una de sus propias operaciones para recuperar las monedas que ha gastado recientemente. La probabilidad de que un atacante tenga éxito disminuye exponencialmente a medida que se añaden más bloques válidos a la cadena. Nakamoto dice que un atacante tendría que tener suerte desde el principio para tener una oportunidad remota. Además, un receptor crea una nueva clave pública y se la entrega a un emisor poco antes de firmar. Esto dificulta a un atacante la ejecución de una transacción fraudulenta a través de una cadena paralela.

Hay una mayor probabilidad de que un nodo legítimo encuentre un bloque más rápido que un atacante. A un atacante le resultaría extremadamente difícil resolver varios rompecabezas de pruebas de trabajo consecutivos más rápido que el resto de los nodos legítimos. Cada diez minutos, se resuelven nuevos rompecabezas en los nodos de la red.

12. Conclusión

El sistema entre iguales para pagos electrónicos se basa en una red distribuida de nodos legítimos para validar las operaciones. La validación elimina la necesidad de confiar en terceros costosos como los bancos. Las monedas electrónicas están elaboradas a partir de firmas digitales, y las pruebas de trabajo que forman la cadena de bloques evitan el doble gasto. El sistema permanece seguro siempre y cuando los nodos legítimos controlen más potencia de la CPU que un atacante. Además, los nodos aceptan bloques más largos como válidos y trabajan para ampliarlos. Este protocolo rechaza los bloqueos no válidos, y el fraude potencial, en el proceso. Las reglas e incentivos pueden aplicarse mediante un sistema de votación.

En la última sección, Nakamoto dice que "la red es robusta en su simplicidad no estructurada". ¡Por supuesto!

Gracias por leer la versión comentada del libro blanco de Bitcoin. Bitcoin.com tiene otras guías para ayudarte a usar bitcóin ahora mismo. ¡Asegúrate de que te descargas nuestro impresionante monedero de Bitcoin.com gratuito para dar un paso más en tu experiencia con bitcóin!

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