Bienvenidos a una nueva semana de aprendizaje, en esta ocasión el profesor @stream4u nos trae una conferencia muy interesante para continuar aprendiendo sobre Blockchain y cuyo tema esta semana está relacionado con CryptoGraphy, a continuación daré respuesta a las preguntas propuestas para dar cumplimiento de la tarea de esta semana.

El termino Cryptography hace alusión a la técnica de escribir un determinado mensaje usando una clave secreta de tal manera que el mensaje solo pueda ser descifrado por el destinatario del mismo. De esta manera se mantiene la integridad, privacidad y autenticidad de la información contra accesos no autorizados a la misma.

El principal objetivo de la criptografía en blockchain es garantizar la confidencialidad de la información utilizando un método de cifrado para convertir el mensaje en un formato que los seres humanos no logramos entender. De tal manera que solo el destinatario que posea la clave respectiva podrá descifrar el mensaje y conocer así el contenido de la información que ha sido enviada.

Ahora bien, las criptomonedas operan sobre una base descentralizada conocida como Blockchain, la cual le permite garantizar la seguridad e integridad de la red utilizando criptografía para realizar de manera segura y privada las distintas transacciones de activos. Por lo tanto, los criptoactivos emplean técnicas de cifrado para la creación de nuevas unidades de la misma como para validar las trasferencias de fondos de un usuario a otro.

En el proceso criptográfico intervienen los siguientes elementos:

Blockchain Públicas: son plataformas confiables a las que cualquier usuario puede tener acceso ya que no existen administradores en la red. Además, poseen una criptomoneda asociadas. Entre las más comunes podemos mencionar:

Blockchain como Servicios: Existen muchas compañías que ofrecen sus servicios para el almacenamiento de información de blockchain en la nube, entre estas podemos mencionar:

La clave Pública tal como su nombre lo expresa, es aquella que puede ser compartida o conocida sin que afecte la seguridad y privacidad del mensaje. Esta clave es creada mediante un procedimiento llamado criptografía asimétrica que permite generar un par de claves vinculadas entre sí.

De esta manera la clave pública y la clave privada están relacionadas matemáticamente ya que la clave pública es generada a partir de una clave privada. Sin embargo, las claves públicas son muy seguras y pueden ser entregadas a cualquier persona sin riesgo de perder tus fondos ya que gracias al algoritmo con que fueron creadas es imposible conocer la clave privada a partir de la clave pública.

Las claves públicas son usadas principalmente para el envío y recepción de mensajes cifrados, de esta manera puedo enviar un mensaje cifrado a algún amigo en cualquier parte del mundo conociendo su clave pública, con la certeza de que únicamente el podrá descifrar el mensaje, ya que posee la clave privada respectiva. Es así como enviamos y recibimos fondos en nuestras billeteras con total seguridad.

Todos los usuarios de la Blockchain buscan privacidad y seguridad para el resguardo de sus activos, así como para él envió de información / fondos a otros usuarios. Por lo que debemos entender que mientras la clave pública puede ser compartida con terceros, la clave privada debe ser mantenida en secreto de tal manera que nadie pueda tener acceso a ella.

La clave privada es aquellas que debemos resguardar y proteger de terceros, bajo ningún concepto debemos suministrarla o entregarla a otras personas ya que esta es la clave que nos permite gestionar los fondos disponibles en una billetera especifica. Esta representa un numero aleatorio que se genera gracias al sistema criptográfico brindando un alto nivel de seguridad.

Debemos tener claro que la clave privada es la primera en crearse durante el proceso de creación de un monedero, por ejemplo, al crear un monedero Bitcoin obtendremos primeramente una clave privada y a raíz de ésta se creará la clave pública para luego dar paso a la creación de la dirección Bitcoin. Este proceso es sumamente seguro y como mencionamos anteriormente es irreversible, es decir, no podemos conocer la clave privada partiendo ni de la dirección ni de la clave pública.

Una Firma Digital es un mecanismo que vincula la identidad de una de las partes directamente con el mensaje emitido por ésta, de tal manera que puede ser comprobada su autoría. Las firmas digitales están ligadas a una llave pública y una privada, siendo únicas e irrepetibles.

La firma digital juega un papel importante en la criptografía ya que esta permite la autenticación y no repudio del mensaje firmado digitalmente gracias a que se puede verificar el origen del mismo. Así como también garantizar que no ha sido alterado y que se conserva integro como en el momento en que fue firmado digitalmente.

Entre las características que debe poseer una firma digital se encuentran las siguientes:

La criptografía según el tipo de cifrado puede ser Simétrica y Asimétrica, ambas permiten cifrar y descifrar un mensaje de tal manera que sólo pueda ser visible entre el emisor y el receptor del mismo. A continuación, veremos en detalle cada una de ellas:

Esta es comúnmente conocida como criptografía de una clave ya que requiere de una sola clave que permite encriptar y desencriptar el mensaje. Es la técnica más antigua en cuanto a criptografía se refiere, siendo el primer método utilizado para el cifrado de información.

En esta técnica criptográfica el emisor cifrará el mensaje con su clave privada y el receptor deberá poseer la misma clave privada para descifrar el mensaje. De esta manera cualquier usuario que quiera conocer el contenido del mensaje deberá poseer la clave privada usada por el emisor para cifrar el mensaje.

Si analizamos las ventajas de esta técnica encontramos que son algoritmos muy rápidos para el envió de datos, pero cuyo principal problema radica en la protección de la clave privada ya que la misma debe ser distribuida tanto a los emisores como a los receptores para el adecuado cifrado y descifrado de la información.

Esto resulta una desventaja en este tipo de criptografía porque si la clave es poseída por usuarios mal intencionados todo el sistema se verá comprometido. Debiendo generar una nueva clave para ser distribuida nuevamente entre los usuarios del canal de comunicación respectivo.

También conocida como criptografía de clave pública, es un mecanismo que permite generar un par de claves vinculadas entre sí; una clave pública y una clave privada basadas en funciones matemáticas que brindan seguridad para el cifrado y descifrado de información.

La clave pública, como ya hemos explicado, puede ser compartida con terceros mientras que la clave privada se debe mantener en secreto y protegida por el mismo usuario. Estas claves tienen como función cifrar el mensaje, asegurando la integridad del mismo y garantizando la autenticación del emisor.

De esta manera un usuario puede cifrar el mensaje con la clave pública del receptor de tal manera que solo pueda ser descifrado con la llave privada asociada al mismo. Ahora bien, si el envió de la información se realiza con la clave privada, el mensaje será firmado digitalmente y el receptor hará uso de la clave pública, suministrada por el emisor, para comprobar la autenticación e integridad del mensaje.

La criptografía asimétrica se lleva a cabo mediante la siguiente estructura matemática:

En cuanto a las ventajas de este Sistema encontramos que brinda seguridad, confidencialidad, autenticidad, integridad y no repudio de la información enviada. Sin embargo, se considera un proceso lento por lo que algunos protocolos combinan el cifrado simétrico y asimétrico para lograr una comunicación más rápida.

Una billetera criptográfica es un lugar digital que permite almacenar y resguardar sus activos mediante el seguimiento de claves cifradas usadas para firmar transacciones y demostrar la propiedad de sus criptomonedas en la blockchain ya que estas además almacenan la dirección donde residen sus activos.

Al crear una billetera obtendremos una clave pública, una clave privada y la dirección de la billetera. Estas son únicas e irrepetibles por lo que brindan seguridad al usuario. Así mismo deberá configurar una contraseña para tener acceso a la wallet y la cual no podrá ser compartida para el mejor reguardo de sus fondos.

Su clave pública y su clave privada, generadas matemáticamente, están vinculadas y brinda seguridad adicional. La clave pública puede ser compartida sin que por ello puedan tener acceso a tus fondos, mientras que la clave privada no puede ser compartida ya que le permite llevar el control de las operaciones criptográficas para él envió de fondos de una billetera a otra. Ahora bien, la dirección de la billetera representa su ubicación exacta en la cadena de bloques por lo que también podrá ser compartida si desea recibir criptomonedas de otros usuarios.

1️⃣ Billeteras de almacenamiento en frio o billeteras Hardware: Estas billeteras funcionan offline, es decir que no requieren de conexión a la web, sino que usan un medio físico para guardar las claves fuera de línea. Estas suelen ser un poco más seguras ante ataques o robo de piratas.

2️⃣ Billeteras de almacenamiento en caliente: Son aquellas que requieren de un servicio de internet, son muy fáciles de configurar y manejar, aunque se debe tomar precauciones para evitar futuros hackeos. Entre estas encontramos:

El árbol de Merkle es una estructura diseñada por Ralph Merkle en 1979 con el fin de relacionar grandes cantidades de datos y agilizar el proceso de verificación de los mismos. De esta manera cada nodo debe estar identificado con su respectivo hash, los nodos iniciales se conocen como “Hojas” y se combinan en pares resultando un nodo superior llamado “Rama”. El proceso se repite hasta obtener un nodo raíz o “Merkle Root”, el cual contiene todos los hashes del árbol.

Cualquier cambio en un hash traerá como consecuencia que el árbol se invalide totalmente, de allí el alto nivel de seguridad que poseen al evitar la manipulación y facilitar la verificación de los bloques de datos. Veamos el árbol mediante un ejemplo:

Supongamos que poseemos las siguientes Hash Hojas: A, B, C y D. formaremos los hashes de las ramas mediante la combinación del hash de las Hojas, quedando de la siguiente manera: AB y CD. Continuamos el árbol y obtenemos el hash Raíz que está representado por el hash ABCD. Quedando estructurado de la siguiente manera:

Esta herramienta es de vital importancia en Blockchain puesto que permite la verificación y validación de grandes cantidades de datos de manera rápida y efectiva. A continuación, veremos algunas características que han vuelto al Árbol de Merkle una parte fundamental en la blockchain:

1️⃣ Rápida sincronización de Datos: esta estructura ramificada permite actualizar rápida y eficazmente los datos que componen las distintas operaciones.

2️⃣ Seguridad: Esta herramienta permite validar la integridad de los datos ya que, si existe una pequeña modificación en un hash, todo el árbol se verá comprometido generando una raíz totalmente diferente.

3️⃣ Eficiencia: Para que una Blockchain sea funcional se requiere que sea eficiente, por lo que el Árbol de Merkle le ofrece la posibilidad de validar grandes cantidades de información de manera rápida y oportuna con tan solo analizar el nodo raíz.

Lo primero en realizar será entrar en el enlace suministrado por el profesor en su conferencia para explorar y estudiar en Blockchain Demo:

Acá veremos la página principal donde podemos observar en la parte superior derecha los cuatros items en estudio, y empezaremos con la práctica de “Claves”, donde podremos observar la clave privada y la clave pública. Recordando la teoría estudiada anteriormente la clave privada permite obtener la clave pública, de allí que ambas se encuentren entrelazadas.

Vamos a observar ahora como cambia la clave publica una vez que variamos la clave privada, colocare de clave privada 123456 y podemos observar que obtenemos una clave pública totalmente distinta.

Ahora iremos a la sección de “Firma” que se puede observar en la parte superior derecha y allí en la pestaña “Firmar” veremos el recuadro donde escribiremos el mensaje y colocaremos la clave privada para luego hacer clic en el botón “Firmar”.

En este momento se ha generado un código para la firma digital del mensaje. El mismo ya se considera firmado.

Procedemos a ir ahora a la pestaña siguiente “Verificar” y veremos que arroja nuestra clave pública, con la cual el receptor podrá verificar el remitente del mensaje.

Aquí haremos clic en el botón “Verificar” y una vez que el recuadro se torne de color verde el mensaje se habrá verificado con éxito.

Para esta práctica nos iremos a la sección “Transacción” que se observa en la parte superior derecha y nos muestra la siguiente página donde veremos dos pestañas disponibles. Exploraremos primeramente la pestaña “Firmar”.

Haremos clic en “Firmar” y se generar el codigo correspondiente para la firma de ese mensaje.

Ahora nos iremos a la siguiente sección “Verificar”. Validamos los datos de la transacción y hacemos clic en el botón “Verificar”. Una vez que el recuadro se coloque en verde la transacción será validada.

Para finalizar esta práctica exploraremos la sección “Blockchain” ubicada en la parte superior derecha. Aquí observaremos todas las transacciones efectivamente validadas en cada bloque de la cadena.

Para realizar la práctica modificaremos una transacción en un bloque para observar que sucede. Elegiremos un bloque al azar, digamos el número 3.

Alteramos el monto de una transacción y notaremos como se invalida el bloque, trayendo como consecuencia que el bloque siguiente también se vea afectado puesto que así funciona la cadena. Cada bloque esta entrelazado con el anterior y con el siguiente, así será afectado tanto el bloque 4 como el 5.

La criptografía juega un papel muy importante en la tecnología blockchain puesto que representa la base para la efectiva realización de diversas operaciones y transacciones que día a día realizan los usuarios de una cadena de bloques.

La seguridad e integridad de la información, son dos grandes beneficios que brinda la criptografía a las Blockchain, permitiendo la realización de transacciones con algoritmos matemáticos que permiten cifrar y descifrar un mensaje con total seguridad y confiabilidad.

La práctica realizada permite poner a prueba los conocimientos teóricos adquiridos, de tal manera que permite comprobar cada concepto estudiado, comprender su funcionalidad y mantenernos actualizados con los nuevos avances tecnológicos en materia criptográfica.