Satoshi creó Bitcoin, pero no desde cero: 5 herramientas que ya existían

Este martes 31 de octubre, se cumplen 15 años de la publicación del white paper o libro blanco de Bitcoin. Como muchos saben, la red y su criptomoneda fueron invenciones de Satoshi Nakamoto. Sin embargo, este individuo o grupo de personas tomó elementos tecnológicos que ya existían para llegar a la amalgama perfecta y conformar uno de los mejores activos de la historia.

¿Qué es el white paper de Bitcoin?

El white paper de Bitcoin, titulado Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System («Bitcoin: un sistema de dinero electrónico entre pares»), es un documento publicado en 2008 por una persona o grupo identificados bajo el seudónimo de Satoshi Nakamoto. Este documento, traducido al español por CriptoNoticias, sienta las bases conceptuales y técnicas de Bitcoin, la primera criptomoneda descentralizada.

En el white paper, Nakamoto describe un sistema de dinero digital basado en una red descentralizada que elimina la necesidad de intermediarios como bancos y gobiernos. El texto explica el funcionamiento y aplicación de la contabilidad distribuida, cadena de bloques, minería con prueba de trabajo (Proof of Work o PoW) y otros aspectos técnicos claves. Combinados, estos permiten la transferencia de valor en internet sin depender de terceros de confianza.

Contexto tecnológico previo a Bitcoin

El white paper de Bitcoin desencadenó el desarrollo de la criptomoneda y sentó las bases para toda la industria de criptomonedas que conocemos hoy. Como mencionamos, Satoshi Nakamoto no inventó todos los conceptos, métodos y elementos tecnológicos que resultaron en la creación de Bitcoin.

En cambio, empleó diversas tecnologías que ya existían desde hacía unos años, o incluso décadas. El mérito de Satoshi estuvo en combinarlas de una manera que nadie había pensado (o al menos no lo había logrado) antes y ajustarlas mediante programación de software. A continuación, proponemos un repaso por algunas de ellas para comprender su historia y el rol que ocupan en Bitcoin.

1. Criptografía de clave pública y privada

La criptografía de clave pública y privada, también conocida como criptografía asimétrica, fue inventada en la década de 1970 por dos matemáticos, Whitfield Diffie y Martin Hellman, quienes publicaron un artículo titulado New Directions in Cryptography.

Esta innovación revolucionaria introdujo el uso de pares de claves: una clave pública para cifrar datos y una clave privada para descifrarlos. Esa dualidad garantizaba una comunicación segura a través de canales inseguros. El invento representó un avance significativo en la seguridad de las comunicaciones en internet y allanó el camino para una serie de aplicaciones en el campo de la seguridad informática.

Satoshi Nakamoto reconoció la importancia de la criptografía de clave pública y privada en el contexto de Bitcoin. En el white paper de la criptomoneda y en la implementación de su software, Nakamoto utilizó este principio para permitir la creación de las direcciones de Bitcoin. Mediante el uso de las llaves privadas, se aseguró de que las transacciones en el protocolo fueran seguras y que solo el propietario de la clave privada pudiera autorizar las transacciones desde esa dirección.

2. Prueba de trabajo

La prueba de trabajo como concepto se originó mucho antes de la creación de Bitcoin. En la década de 1990, ya se utilizaba en el campo de la criptografía y la informática como una forma de proteger sistemas frente a ataques de spam y abuso de recursos. Esta prueba implicaba que los usuarios debían realizar una cierta cantidad de trabajo computacional para demostrar que no eran bots o usuarios malintencionados antes de que se les permitiera el acceso a ciertos servicios en internet.

Satoshi Nakamoto introdujo y popularizó la prueba de trabajo en el contexto de Bitcoin. En esta red, la PoW se utiliza para validar nuevas transacciones en Bitcoin y proteger la red, dado que para atacarla habría que invertir una cantidad importante de dinero y energía que superaría cualquier ganancia que se pueda generar al hacerlo. La idea se basa en Hashcash, un invento de Adam Back en 1997 para combatir los correos electrónicos no deseados (spam) que comenzaban a popularizarse en aquellos tiempos.

Los mineros de Bitcoin compiten por encontrar un hash único que debe ser más bajo que un valor objetivo establecido por el protocolo. El primero en encontrar ese hash tiene derecho a agregar un nuevo bloque a la cadena de bloques y es recompensado con nuevos bitcoins (BTC). Cuanto más poder computacional o hashrate tenga un minero, más posibilidades tendrá de encontrar ese hash.

La prueba de trabajo contribuye a la seguridad de Bitcoin porque demanda una inversión significativa de recursos computacionales y energía. Como es extremadamente costoso hacerse con los recursos necesarios para dominar la mayoría de los nodos mineros de la red, los posibles atacantes encontrarán mayores incentivos en sumarse a minar de forma honesta, según los planes de Satoshi Nakamoto.

3. Algoritmo SHA-256

El algoritmo SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 bits) no fue inventado por Satoshi Nakamoto, sino que se desarrolló mucho antes de la creación de Bitcoin. Fue diseñado por la Agencia de Seguridad Nacional de los Estados Unidos (NSA) y se publicó en 2001, como parte de las especificaciones del estándar FIPS PUB 180-2.

SHA-256 es un algoritmo de hash criptográfico que toma una entrada y produce una salida de 256 bits en forma de una cadena de números y letras. Su función principal es la de transformar datos de entrada en un valor fijo, lo que lo hace útil para verificar la integridad de datos y garantizar su seguridad.

Satoshi Nakamoto implementó el uso del algoritmo SHA-256 en Bitcoin para varios propósitos esenciales. Este algoritmo se utiliza en la minería de Bitcoin como parte del proceso de prueba de trabajo. «La prueba de trabajo implica la búsqueda de un valor que al aplicarle un hash, tal como SHA-256, el hash comienza con un número de bits cero», dice el libro blanco de Bitcoin al respecto.

Por otra parte, SHA-256 se utiliza para generar el hash de cada transacción en Bitcoin. Este hash se incluye en el encabezado de cada transacción y, cuando esta se confirma en un bloque, se incluye en el cálculo del bloque. La integridad de las transacciones se verifica comparando los hashes de las transacciones con los datos de la contabilidad de Bitcoin. Cualquier cambio en una transacción, por pequeño que sea, resultaría en un hash completamente diferente, lo que hace que sea fácil detectar cualquier intento de alteración de datos.

Finalmente, el algoritmo SHA-256 también se emplea en Bitcoin para cifrar las direcciones y las claves públicas. Esto agrega una capa adicional de seguridad a las transacciones y las direcciones, ya que solo aquellos que poseen la clave privada correspondiente pueden descifrar y autorizar transacciones desde una dirección en particular.

4. Sistemas de dinero electrónico anteriores

Los sistemas de dinero electrónico previos a Bitcoin, como Digicash y B-Money, surgieron en las décadas de los ochenta y noventa, respectivamente. Satoshi Nakamoto se inspiró en estos sistemas de dinero electrónico anteriores, así como en la filosofía cypherpunk que abogaba por la privacidad, la descentralización y la autonomía para las transacciones de valor en internet.

Creado por David Chaum en 1989, el proyecto Digicash fue uno de los primeros intentos de desarrollar una moneda digital anónima y privada. La moneda digital creada por este empresa, que se llamó e-cash, utilizaba criptografía avanzada para garantizar la privacidad de las transacciones, pero requería una entidad central para operar, y en esto se diferencia esencialmente de Bitcoin. E-cash tuvo vida durante unos años —sin lograr una adopción considerable— hasta la quiebra de Digicash en 1998.

Por otro lado, B-Money fue una propuesta conceptual realizada por Wei Dai en 1998. B-Money exploró la idea de una moneda digital descentralizada basada en la criptografía y la tecnología peer-to-peer (entre pares o P2P), con un énfasis en la privacidad y la eliminación de intermediarios. Aunque B-Money no se implementó, sentó las bases para el desarrollo de criptomonedas descentralizadas como Bitcoin.

A diferencia de Digicash y B-Money, Bitcoin implementó con éxito esta visión al combinar la tecnología de criptografía, la prueba de trabajo y la descentralización para crear una moneda digital completamente autónoma y resistente a la censura.

Satoshi Nakamoto logró un verdadero sistema para el intercambio de valor entre pares, P2P, y sin intermediarios. En la red Bitcoin, los pagos se realizan directamente entre las personas, sin necesidad de intermediarios como bancos o plataformas de internet. Gracias a los mineros y su constante trabajo, el doble gasto no es una posibilidad, y la contabilidad distribuida entre miles de nodos aumenta la confiabilidad y transparencia del historial de transacciones.

5. Árbol de Merkle

El concepto del Árbol de Merkle se originó en la década de 1970 y lleva el nombre de su inventor, Ralph Merkle. Merkle es un científico de la computación conocido por su trabajo en nanotecnología y criptografía.

El Árbol de Merkle es una estructura de datos en forma de árbol binario que se utiliza para resumir grandes conjuntos de datos en una única huella digital o hash. Se basa en el principio de dividir y resumir, mediante el cual las transacciones o datos se dividen en pares, se aplica la función de hash (por ejemplo, SHA-256) a cada par y se combinan en niveles sucesivos del árbol hasta obtener una raíz o hash de nivel superior que representa todos los datos en el conjunto. Esta estructura se utiliza para verificar la integridad de los datos y acelerar la verificación sin necesidad de examinar todos los datos.

En Bitcoin, cada bloque contiene una estructura de árbol de Merkle de todas las transacciones que incluye, y el hash de la raíz de Merkle se incluye en el encabezado del bloque. Esto permite a los nodos de la red verificar eficientemente si una transacción en particular está incluida en un bloque sin tener que procesar todas las transacciones.

15 años de un invento revolucionario

El white paper de Bitcoin podría considerarse la partida de nacimiento de una red que minó su primer bloque, el llamado bloque génesis, poco después. Fue más precisamente el 3 de enero de 2009 cuando ocurrió ese hecho, en ese momento desapercibido por el público en general, pero un punto bisagra para la historia del dinero.

Bitcoin materializó la visión de una moneda digital que no dependiera de instituciones financieras centralizadas y permitiera a las personas realizar transacciones de igual a igual sin intermediarios. En definitiva, Satoshi Nakamoto redefinió la forma en que entendemos y utilizamos el dinero en internet construyendo sobre las ideas y tecnologías que surgieron en los intentos anteriores de crear sistemas de dinero electrónico descentralizado.