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El impacto del Blockchain en aplicaciones IoT

Seguridad y autenticidad en las transacciones de cualquier proceso conectado

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                Desde su origen el concepto de Blockchain ha sido comúnmente vinculado a temas de ciberseguridad para el sector financiero. En concreto, al uso de criptomonedas como es el caso del famoso Bitcoin. No obstante, hoy en día este sistema ya se está aplicando en otros muchos sectores con el objetivo de mejorar la privacidad y autenticidad en las operaciones de cualquier tipo de proceso conectado.  

                En este artículo explicaremos en qué consiste el sistema Blockchain, tanto su concepción inicial basada en el Blockchain de Bitcoin, como la nueva relevancia que está adquiriendo en sectores en pleno desarrollo, como el de nuevas aplicaciones Internet of Things.

                ¿Qué es Blockchain?

                Como su propio nombre indica en inglés, Blockchain es un sistema basado en una cadena de bloques. 

                Esta cadena se compone por una base de datos, o bloques de información, que es distribuida en toda una serie de nodos (los cuales podrían ser tanto empresas, como instituciones o individuos). Cada uno de los bloques de la cadena garantiza su transparencia, privacidad y respeta la identidad de la información mediante el uso de claves criptográficas.
                La información se reporta a todos los nodos de la cadena de forma inmediata, con lo que se garantiza tanto su veracidad como la imposibilidad de alterar los datos de origen.

                En definitiva, Blockchain consiste en una base de datos reportada por igual y en tiempo real a toda una cadena de nodos, donde todos deben aceptar y garantizar su veracidad. Se trata de un concepto basado en una arquitectura descentralizada de la información. Por esa razón  se considera una de las tecnologías más fiables y seguras de la historia, hasta el punto de poder prescindir de intermediarios para el registro de operaciones.

                La privacidad de cada bloque se garantiza mediante funciones criptográficas, como por ejemplo las funciones Hash. Estas funciones, se tratan de algoritmos matemáticos que toman los datos de cada entrada y devuelve una cadena de bits de longitud fija. Por ejemplo, si A quiere enviar dinero a B, la información de esta transacción creará una serie limitada de números y letras que representan dicha operación.

                Imaginemos que tenemos un Bloque 1, como primer bloque de la cadena. Este Bloque se constará de una cabecera y un cuerpo que se irá completando con datos (o transacciones, en el caso del sector financiero), hasta llegar a su capacidad máxima. Una vez completo, se necesitará de un algoritmo (Hash) para poder cerrar dicho bloque y continuar con el siguiente de la cadena.



                El cierre de estos bloques, basados en el algoritmo matemático Hash, deberá ser aceptado por todos los nodos para poder pasar a formar parte de la cadena. Además, el valor asignado por el algoritmo contiene toda la información anterior a ese bloque, la información del bloque que está siendo cerrado y la certificación imborrable del momento en el cual se hizo la operación; para así proseguir a la creación del siguiente bloque.


                En otras palabras, pensemos en una construcción de Lego donde cada bloque sería una operación de Blockchain. Cada vez que se añade un nuevo bloque, este se soporta por el anterior y no se puede modificar ni eliminar. Si se intenta modificar o borrar, tal y como sucede en dichas construcciones, se destruirá la integridad de la cadena.

                Pero, ¿cómo verifican la operación los nodos? y ¿de dónde sale el algoritmo?

                La clave de Blockchain se sitúa en este punto. Cuando se está a punto de cerrar un bloque, la base avisa a todos los nodos reportando la información con total transparencia. Al mismo tiempo, esta les plantea un reto matemático y el primero en resolverlo deberá enviar la respuesta a los demás nodos para que la verifiquen. De este concepto aparecen los llamados "mineros".

                Los mineros de Bitcoin sustentan el sistema Blockchain y tienen el rol de crear nuevos bloques y verificarlos. Aun así, es necesario que exista un interés para que sigan resolviendo los algoritmos que encriptan la información de cada bloque. De ahí aparecen las llamadas "recompensas a los mineros". O lo que es lo mismo, un formato de recompensas sobre el cierre de bloques de la cadena que es conocido como Proof-Of-Work.

                De todos modos, existen nuevas cadenas de bloques que se basan en formatos de recompensa diferentes, como el Proof-Of-Stake. Alternativas que han surgido a causa del elevado coste energético que supone el sistema Proof-of-Work. Hoy en día, los mineros de Bitcoin generan la misma cantidad de CO2 que la ciudad de las Vegas o Hamburgo y Bitcoin produce 22 megatones de CO2 anuales, según indican datos de la Thecnical University of Munich (TUM)

                Por ejemplo, en el momento de la redacción de este artículo, en el sistema de Bitcoin se otorga una recompensa de 6,25 bitcoins por cada nuevo bloque cerrado, reduciéndose este valor a la mitad cada 4 años de media. Esta cantidad corresponde íntegramente al primer minero que resuelve el bloque. 

                Dicho de otro modo, Blockchain reemplaza la confianza por la verdad matemática. Adiós al fraude: toda operación es transparente y auditable en directo por todos.


                ¿Qué ventajas destacan en las operaciones Blockchain?

                1. Seguridad
                Por su encriptación asimétrica mediante funciones Hash, además de la integridad de sus bloques gracias a la información descentralizada.

                2. Descentralización y contratos inteligentes
                Transparencia y envío a tiempo real de toda la información a los diferentes nodos que componen la cadena, creando múltiples copias que garantizan la integridad de los datos. Además, los contratos inteligentes ayudan a crear múltiples transacciones automáticas, por lo que disminuye la necesidad de intermediarios y organizaciones externas.

                3. Velocidad y eficiencia
                La velocidad de la verificación y de reacción a las diferentes actuaciones necesarias vinculadas a diferentes contratos y transacciones. Esta velocidad crea una mayor eficiencia evitando errores y reclamaciones

                Por ejemplo, en una reserva de hotel realizada mediante un acuerdo o contrato inteligente, se podrían especificar condiciones como que, si a las 12h del día de llegada al destino la habitación no estuviera preparada, se nos reembolsase un 50% del importe de la reserva.

                En este contrato figurarían datos personales que, mediante la encriptación que nos asegura Blockchain, quedarían a buen recaudo. Por otro lado, si al llegar al destino la habitación no estuviera lista a la hora acordada no se necesitaría autorización o intervención de nadie para que se obtener el reembolso del dinero acordado. Es más, en cuanto se reportara la entrada en el hotel, si se verificase que la habitación no está preparada, el reembolso sería automático.


                Blockchain e Internet of Things
                Pero ¿cómo se pretende aplicar el sistema Blockchain a diferentes sectores o mercados?

                Hoy en día existen más de mil millones de dispositivos inteligentes que hacen del Internet of Things una realidad muy presente en todos los ámbitos de nuestra sociedad. Junto con la proliferación del IoT, también ha mejorado nuestra capacidad para capturar datos, obtener información útil y crear soluciones empleadas para la toma de decisiones. Todo ello permite a la industria implementar nuevos y eficaces sistemas de monitorización y control en todos sus dispositivos conectados.

                Tal y como se ha comentado anteriormente, si hasta ahora todos los esfuerzos del IoT se centraban en intentar definir las mejores tecnologías para capturar, enviar, analizar y utilizar los datos generados por los dispositivos conectados; ahora la verdadera incógnita se centra en crear una comunicación fiable y totalmente segura. En este punto, es donde entra el Blockchain.

                El Blockchain integrado en el IoT puede aportar una verdadera confianza en los datos capturados, dotando a los dispositivos de una identidad que pueda ser validada y verificada a lo largo de todo su ciclo de vida. Además, con el uso de contratos inteligentes se puede proporcionar una coordinación y autorización automatizada para las transacciones e interacciones, dando autonomía, rapidez de reacción y eficiencia a estas estructuras. Es decir, mediante el Blockchain es posible gobernar todas las acciones que se deben tomar en cada uno de los dispositivos IoT.

                Aplicaciones IoT / Blockchain

                Según IBM estas son 3 aplicaciones del Internet of Things donde puede ser implementado el Blockchain:

                1. Transporte de carga


                El transporte de carga es un proceso complejo, donde intervienen diferentes partes con distintas prioridades. En este tipo de aplicaciones, una cadena de bloques habilitada para IoT puede almacenar las temperaturas, posiciones, tiempos de llegada de la mercancía, así como el estado de los contenedores de transporte a medida que estos se mueven. Al ser inamovibles, las transacciones del Blockchain ayudan a garantizar que todas las partes puedan confiar en la validez de los datos, del mismo modo que podrán tomar las medidas adecuadas para mover los productos de forma rápida y eficaz.

                2. Seguimiento y cumplimiento de los componentes

                La capacidad de rastrear los componentes que entran en una aeronave, un automóvil u otros productos es fundamental tanto para la seguridad como para el cumplimiento de las normas internacionales. Los datos almacenados en registros de una cadena de bloques compartidos, permite a todos los actores conocer la procedencia de los componentes a lo largo de la vida de un producto.

                Compartir esta información con los organismos reguladores, transportistas y fabricantes se convierte en un proceso seguro, fácil y rentable.

                3. Registrar los datos de mantenimiento operacional


                Los dispositivos de IoT rastrean el estado de seguridad de las máquinas críticas y su mantenimiento. Desde los motores hasta los ascensores, la cadena de bloques proporciona un registro sin manipulaciones de los datos operativos y el mantenimiento resultante.

                Los socios de reparación de terceros pueden monitorear el Blockchain para realizar tareas de mantenimiento preventivo, así como registrar su trabajo en la cadena de bloques. Los registros operacionales también pueden compartirse con entidades gubernamentales para verificar el cumplimiento de sus respectivas normativas. 


                En definitiva, como hemos visto a lo largo de este artículo, el sistema de Blockchain ha demostrado su éxito en las transacciones financieras. No osbtante, hoy en día tiene un papel muy relevante para la mejora en la eficiencia y seguridad de nuevas aplicaciones IoT. En este sentido, aún tiene mucho camino por recorrer, y en un futuro muy cercano serán varios los sectores que se verán beneficiados por su adopción gracias a la mejora que supone para cualquier operación conectada.

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