¿Qué es una blockchain (cadena de bloques) y cómo funciona? 

1 ¿Qué es una blockchain?

Una blockchain (o cadena de bloques) es un archivo digital descentralizado de contabilidad criptográfica en el que se registran las transacciones de una red peer-to-peer, como la de Bitcoin, de forma segura, transparente e inalterable. La red se encarga de mantener, asegurar y actualizar este archivo de contabilidad mediante un protocolo de consenso que verifica la validez de las transacciones y del bloque antes de anexarlo a la cadena.

Se denomina «blockchain» porque las transacciones se añaden al archivo en bloques, cada uno con un hash criptográfico que enlaza al bloque anterior. Esto crea una cadena que garantiza que ningún bloque puede alterarse sin invalidar todos los siguientes.

La tecnología de hashing asegura que la blockchain sea transparente (al permitir que cualquier persona consulte el historial) y prácticamente inmutable, ya que modificar un solo bloque requeriría reescribir todos los bloques posteriores y lograr el consenso de la mayoría de los nodos de la red.

2 ¿Cómo la red mantiene a la blockchain?

En una red basada en Prueba de Trabajo (PoW) como Bitcoin, los nodos mineros recopilan transacciones desde la mempool (el espacio de memoria donde esperan las transacciones aún no confirmadas), en un bloque candidato y compiten por resolver un acertijo criptográfico conocido como el hash puzzle.

Este acertijo consiste en encontrar un valor numérico (nonce) que, combinado con el contenido de la cabecera del bloque, genere un hash que cumpla con las condiciones de dificultad definidas por el protocolo (por ejemplo, cierta cantidad de ceros iniciales). La solución del acertijo hash es el Block hash, un identificador único del bloque usado para enlazar los bloques de la cadena de bloques y para buscar un bloque específico en un explorador de blockchain.

Una vez creado el bloque candidato, el minero lo propone al resto de la red. Los nodos completos reciben este bloque y ejecutan el protocolo de consenso, validando que todas las transacciones sean legítimas y que el bloque cumpla con las reglas del sistema. Si el bloque es considerado válido, se realiza el asiento contable añadiendo el bloque a la blockchain.

3 ¿Qué compone una blockchain?

Los elementos básicos de la cadena de bloques son los bloques con las transacciones de los usuarios de la red y el Block hash que enlaza estos bloques y brinda seguridad a toda la cadena. Cada bloque posee un encabezado de bloque, un conjunto de metadatos que contienen información sobre el contenido del bloque, como se muestra en la figura a continuación:

Cabecera de bloque (block header)

En la parte superior de cada bloque se encuentra la cabecera. Esta contiene un resumen del contenido del bloque y se utiliza para generar el Block hash. Estos son los metadatos que contiene:

• Versión: Número (4 bytes) de versión del bloque o de actualización de la estructura del bloque tras una bifurcación suave. También usado por los mineros para votar a favor de las actualizaciones del software.
• Hash del bloque previo: El Block hash (32 bytes) del bloque que actualmente se encuentra en el tope de la blockchain, sobre el cual queremos construir o agregar el nuevo bloque.
• Merkle root: El hash (32 bytes) o huella digital de todos los datos de las transacciones dentro del bloque.
• Timestamp: Contiene la hora (4 bytes) en que se construyó el bloque como una marca de tiempo Unix (el número de segundos desde el 1 de enero de 1970).
• Dificultad: Representación compacta (4 bytes) del objetivo en el momento del minado del bloque. Cuanto mayor sea la dificultad, menor será el objetivo y más difícil será encontrar un hash de bloque que esté por debajo de este valor.
• Nonce: Valor «mágico» (4 bytes) que, por casualidad, produjo un hash de bloque inferior al objetivo en ese momento.

Arbol Merkle

Dentro de cada bloque, las transacciones no se almacenan de forma lineal, sino que se organizan mediante una estructura llamada árbol de Merkle. Cada transacción se convierte en un hash, y estos hashes se agrupan de dos en dos hasta formar un único hash superior: la Merkle root. Esta estructura compacta y jerárquica permite verificar si una transacción está incluida en el bloque sin necesidad de revisar todas las demás, lo que hace que el proceso sea eficiente y escalable.

La estructura del árbol de Merkle, combinada con la conexión entre bloques mediante el Block hash, hace que la blockchain sea resistente a la manipulación. Si alguien intentara cambiar una sola transacción del bloque, se modificaría su hash, lo que alteraría la Merkle root, el block header y el Block hash, rompiendo la cadena a partir de ese punto. Esta propiedad es lo que garantiza la inmutabilidad y seguridad del sistema.

4 ¿Qué es una reorganización de la cadena de bloque?

Una reorganización de la blockchain, conocida como reorg, ocurre cuando los nodos de la red deben decidir cuál versión de la cadena seguir. Imagina que dos bloques se minan al mismo tiempo: algunos nodos reciben uno primero, otros el otro, y por un instante existen dos “realidades” distintas. Para resolver esta discrepancia, los nodos adoptan siempre la cadena más larga —o, más precisamente, la que acumula mayor trabajo computacional—, garantizando que todos compartan una misma versión de la historia digital.

Este proceso es esencial para mantener la coherencia en la red. Cuando aparece un nuevo bloque que se construye sobre uno de los anteriores, automáticamente se crea una cadena más extensa. Los nodos reconocen esa cadena más larga y reorganizan su estructura, descartando los bloques que ya no forman parte de la versión dominante. Así, el sistema se autorregula y asegura que la blockchain permanezca única y confiable.

En términos conceptuales, podemos verlo como un mecanismo de consenso: aunque existan dudas momentáneas sobre cuál cadena es “la verdadera”, la aparición del siguiente bloque actúa como juez imparcial. De este modo, la blockchain se mantiene sincronizada y resistente, demostrando cómo la descentralización puede, paradójicamente, generar orden en medio del caos.

Bloques obsoletos

¿Qué sucede con las transacciones en el bloque descartado u obsoleto?

Cuando un bloque se vuelve obsoleto tras una reorganización de la cadena, las transacciones que contenía dejan de formar parte de la blockchain activa. Esto significa que, si intentaras gastar bitcoins registrados en ese bloque descartado, los nodos lo rechazarían porque, en la práctica, esos fondos “no existen” en la versión válida de la cadena.

En la mayoría de los casos, cuando dos bloques se minan al mismo tiempo, ambos incluyen transacciones muy similares, por lo que la reorganización apenas genera inconvenientes. Sin embargo, si un bloque obsoleto contiene operaciones que no aparecen en el bloque validado, esas transacciones regresan al mempool —la memoria temporal de los nodos— y se difunden nuevamente por la red, esperando ser incluidas en un futuro bloque.

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Disclaimer: este artículo está basado en un artículo escrito originalmente por Isabel Pérez y Jesús González, actualizado y ampliado en esta versión.