Hoy retomamos nuestras Entrevistas TIC hablando con la Doctora Maria Magdalena Payeras Capellà, profesora titular de la UIB del departamento de Ciencias Matemáticas e Informática en el área de ingeniería telemática. Al mismo tiempo también forma parte del grupo de investigación Seguridad y Comercio electrónico.
Nuestro propósito es hablar con ella con el fin de comprender la complejidad que rodea el mundo de la tecnología blockchain. Dicha tecnología nació en torno a 1991 pero no fue hasta 2008, con la aparición del bitcoin como primera tecnología de registro digital, que cobró auténtica relevancia. Esta realidad ha experimentado una enorme y acelerada evolución y por ello nos gustaría preguntar a la Dra. cómo funciona esta tecnología, cuáles son sus ventajas en comparación a la tecnología convencional, sus posibles beneficios para la comunidad, las diferentes redes que podemos encontrar y cómo funcionan las mismas. En realidad, el valor del blockchain va mucho más allá de la implementación inicial utilizada para las criptomonedas, puesto que se creará un depósito de datos e información de confianza sin filtros ni censura y con libertad de acceso. Un ejemplo de ello son los llamados smart contracts, acuerdos capaces de ejecutarse y hacerse cumplir automática y autónomamente sin intermediarios ni mediadores. En este sentido, la Doctora Payeras y su grupo de investigación han llevado a cabo un proyecto sobre aplicaciones seguras utilizando blockchain y propuestas de notificaciones certificadas y de firma de contratos inteligentes que nos explicará a continuación.
En cualquier caso, es preciso apuntar la relevancia contextual del blockchain, puesto que implica una transformación a gran escala del modelo económico y financiero que permitirá un aumento de la confianza en estos últimos. Entre otros, esta dinámica cambiará modelos de negocio, permitirá a los usuarios prestarse dinero entre ellos con la máxima seguridad, realizar pagos, asegurar sus activos y muchas otras mejoras respecto a los sistemas más tradicionales. El gran aliado para que estos cambios puedan darse es el acompañamiento del marco regulatorio. Pese a su inexistencia, existe un primer avance con la normativa que se hizo en España en 2021 introduciendo la obligatoriedad de presentar los rendimientos de la renta a los contribuyentes. En esta senda, la previsión es que en 2024 se apruebe un reglamento europeo aplicable a todos los estados miembros de la Unión.
Resumidamente, ¿podría explicarnos qué es el blockchain y cómo funciona?
El blockchain es un sistema repartido de registro de datos en los que estos se almacenan en unos bloques que se encadenan unos con los otros, propiciando así la formación de una cadena. La relación entre los bloques y su sistema de generación permite que computacionalmente sea imposible modificar la información de uno de los bloques que forman la cadena. La red blockchain está formada por nodos en los que no existe un nodo central encargado de tomar las decisiones, sino que éstas se generan por consenso entre los nodos. De esta manera, se decide mediante un algoritmo qué información se añade a la cadena. Dicha información es inmutable, transparente -permitiendo el libre acceso a ella- y aparecerá fijada la fecha de incorporación a la cadena. Estos datos pueden ser transacciones entre usuarios del sistema, como en el caso de los pagos con criptomonedas.
¿Qué es el famoso hash?
Una función de hash es una operación matemática que genera un resultado de una longitud fija (llamado digest o huella digital) a partir de los datos de entrada. Esta operación tiene unas características muy especiales, como la posibilidad de comprobación de que un resumen corresponde con el resultado de aplicar la función sobre los datos de entrada, pero en cambio no permite encontrar estos datos de entrada a partir del resumen. Es decir, la función es irreversible. Otra característica es que cualquier cambio -por pequeño que sea- en los datos de entrada provocará cambios en el resumen. Estas características permiten proporcionar integridad a los datos. Además, es computacionalmente imposible encontrar una entrada alternativa que ofrezca el mismo resumen al aplicar la función de hash. Esto permite que si conocemos el resumen de unos datos sea imposible que un atacante suplante los datos y los haga pasar poro datos de entrada originales.
¿Qué es el gas y cómo funciona?
El gas es una medida que utiliza la red Ethereum para determinar la tasa que se tiene que pagar en una transacción o en una ejecución de una función de un contrato inteligente. El blockchain se basa en la adición de bloques a la cadena. Los encargados de hacer las validaciones necesarias para la incorporación de los bloques reciben compensaciones por su trabajo. En los blockchains -donde es posible ejecutar contratos inteligentes- el coste de la ejecución de las funciones de los contratos inteligentes lo paga el usuario que desarrolla el contrato. A medida que es más complejo el contrato, mayor cantidad de gas necesitará para ejecutarse. El gas está relacionado com un valor económico a través del coste del gas. El coste del gas (la cantidad que se paga por cada unidad de gas) está relacionada con la velocidad de ejecución. Así, relacionar el coste de ejecución con gas en vez de hacerlo directamente con criptomonedas permite aislar el coste de las fluctuaciones de precio que las criptomonedas pueden sufrir. El hecho de pagar para ejecutar contratos inteligentes evita los ataques de denegación de servicio en los que el ataque consiste en acabar con los recursos que proporciona el servicio.
¿Qué ventajas e inconvenientes crees que tiene esta tecnología?
La característica principal de las redes blockchain es su natura distribuida y el hecho de basarse en el consenso entre las partes. En un entorno centralizado tenemos una entidad central que se puede encargar de tomar decisiones o de almacenar información. Esta entidad central podría actuar malintencionadamente o bien ser el objetivo de ataques externos. En un entorno repartido, la información siempre estará disponible y una actuación maliciosa es detectada por las otras partes. De la misma manera, un ataque a una de las partes no afecta al funcionamiento del sistema. A partir de aquí, dadas las características de la cadena de bloques, como la transparencia, la inmutabilidad, etc., permite desarrollar múltiples aplicaciones seguras. Entre sus inconvenientes podríamos decir que se trata de una tecnología que aún no ha llegado a la madurez y que se encuentra escasamente implantada, y por ello puede requerir un proceso de adaptación por parte de los usuarios. Además, otros inconvenientes que se van solventando son la escalabilidad o la eficiencia.
¿Es importante el tema energético para el desarrollo de esta tecnología? ¿Cómo se puede disminuir el consumo eléctrico en las transacciones?
No todas las blockchains utilizan los mismos mecanismos de consenso. En algunas la elección de quién completará el siguiente bloque de la cadena (y por lo tanto obtendrá la recompensa) se hace de forma competitiva. En el algoritmo Proof of Word (PoW) utilizado por ejemplo en bitcoin la competición consiste en encontrar un valor que se añadirá dentro del bloque junto a las otras informaciones que conforman el bloque como el hash del anterior bloque, o un valor que se obtiene a partir del conjunto de transacciones que se incluirán en el bloque, entre otros, de manera que el hash generado sobre el bloque entero cumpla unas determinadas características, como ser menos a un determinado umbral. Puesto que no se puede realizar la inversa de la función de hash, la única posibilidad que se tiene es la de ir probando sucesivamente diferentes valores y calcular sus hashes. El primer minero que obtenga un valor que provoque que el resultado del hash sobre el bloque completo cumpla los requerimientos podrá añadir el bloque a la cadena. Por esto, con el objetivo de tener más opciones, los mineros ponen en funcionamiento máquinas muy potentes que ejecutan un gran número de operaciones por segundo. El coste de este proceso es un gran consumo de energía. Con el objetivo de resumir este consumo se puede optar por otros mecanismos de consenso, como el Proof of Stake, PoS, etc.
¿Cuál es el papel de los mineros? ¿Cómo ha afectado la subida de los precios de la electricidad a esta profesión (si es que podemos hablar de profesión como tal)?
El papel de los mineros es el de completar la información que está contenida en los bloques, cerrarla y añadirla a la cadena. En el caso de que el mecanismo utilizado se base en la técnica ensayo-error, será preciso que se realicen una gran cantidad de operaciones antes de hallar el elemento correcto que permita cerrar el bloque. Este proceso implica un gasto energético importante y por este motivo los mineros suelen ubicarse en sitios en los que el precio de la energía sea menor. Evidentemente la subida del precio influye en el margen de beneficios de los mineros. Pese a esto, la diversidad de algoritmos de consenso permite que existan alternativas en las que el consumo energético no es relevante.
Ud. empezó a trabajar e investigar el blockchain antes del boom de las criptomonedas. ¿Cómo cree que afecta este auge a la tecnología blockchain?
En el grupo de investigación al que pertenezco (el grupo SECOM de la Universidad de las Illes Balears) hemos trabajado en aspectos de seguridad y servicios vinculados con el comercio electrónico desde hace años. En el momento de la aparición de blockchain vimos que podía ser una herramienta muy interesante para el desempeño de nuestra investigación. La velocidad a la que avanza este sector convierte el seguimiento que hacemos en un reto y oportunidad a la vez. De hecho, en los últimos años hemos presentado múltiples aplicaciones basadas en blockchain.
¿Cuáles son las principales redes de blockchain? ¿Qué diferencias presentan entre ellas?
Algunas de las redes principales de blockchain son Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dash, Monero y Zcash. Dentro del gran escenario de propuestas de redes blockchain algunas destacan por su funcionalidad. Entre las propuestas que se encuentran están las destinadas a la privacidad, otras que permiten hacer transacciones muy rápidas o de bajo coste. En este sentido, se puede decir que hay propuestas para cada necesidad que se pueda tener. A parte de su funcionalidad también podemos clasificar el blockchain en redes privadas, públicas o híbridas.
¿Cree que la enorme especulación en criptomonedas afecta negativamente a los posibles usos de esta tecnología? En caso afirmativo ¿ve alguna solución posible?
La enorme especulación afecta negativamente en dos ámbitos. Uno es en la percepción que se tiene de la tecnología y otro es en la viabilidad de las propuestas. Por lo que atañe a la percepción, nos encontramos que la gran mayoría de gente lo que conoce de la tecnología blockchain son las criptomonedas y especialmente su trato sensacionalista en los medios de comunicación. Por lo que respecta a la viabilidad de las propuestas, nos encontramos que un mismo servicio puede tener diferentes costes de ejecución en función del precio que pueda tener el token con el que se pagan las operaciones. Hay que decir que existen mecanismos para reducir este impacto, pero sigue siendo un aspecto a tener en cuenta.
¿Qué diferencia a Ethereum?
La principal característica de Ethereum es la de contar con una máquina virtual casi Turing completa. Por esta razón puede ejecutar contratos inteligentes. Esta prestación permite que sea utilizada en múltiples aplicaciones, extendiendo las funcionalidades primitivas de las blockchain, como los pagos.
¿Cuáles son los pasos para que una PIME pueda gestionar un Smart contract? ¿Puedes ponernos algún ejemplo práctico?
Los Smart contracts tienen infinitas aplicaciones. Podemos automatizar los procesos de toma de decisiones, registros y distribución de datos o gestionar intercambios. Las PIMEs pueden contar aplicaciones que sean adecuadas a sus necesidades. Por ejemplo, una institución educativa podría entregar los certificados académicos en la blockchain evitando así posibles falsificaciones. Otro ejemplo, relacionado con IoT es aquel en el que un contrato inteligente gestiona un establecimiento de alquiler turístico. En este caso cuando se reciba el pago del alquiler el contrato inteligente podría gestionar un candado inteligente para que se abriera con una determinada clave numérica durante el periodo establecido al mismo tiempo que proporciona esta clave al inquilino.
El pasado 15/09/2022 la red Ethereum realizó una fusión. ¿Cuáles son los principales cambios? ¿Qué opina al respecto? ¿Soluciona el problema energético?
La fusión que se realizó en Ethereum entre la red principal y la de test que había servido para probar el PoS permite que en este momento Ethereum utilice PoS como mecanismo de consenso en vez del PoW. La utilización de PoS se basa en el depósito de una determinada cantidad de criptomonedas con el objetivo de optar a ser validadores. Por lo tanto, las operaciones necesarias por parte de los mineros en el PoW ya no son necesarias. Se calcula que la reducción del consumo energético es superior al 99%. Evidentemente es una buena noticia puesto que el consumo asociado al PoW permite que sea difícilmente viable y éticamente reprobable.
Adentrándonos en Ethereum. ¿Qué son las NFT y qué utilidad tienen?
Los activos sobre blockchain se llaman tokens. De hecho, una criptomoneda es un token. Entre los tokens podemos encontrar aquellos que tienen unas características que hagan que todas las unidades sean iguales e intercambiables. Una unidad de criptomoneda es intercambiable por otra de la misma especie. Estos tokens los llamamos tokens fungibles. Por otro lado, si el token ha de representar un activo único y no intercambiable por otro, entonces lo llamaremos token no fungible (NFT). Por ejemplo, si un token representa una obra de arte digital será un token no fungible. Se podrá transmitir y su propiedad cambiará de manos, pero seguirá siendo única.
¿Podría explicarnos cuáles son actualmente vuestras investigaciones sobre este tema? ¿Cuáles son los proyectos de futuro?
Recientemente hemos terminado un proyecto de investigación en el que hemos trabajado en protocolos para las notificaciones certificadas de datos en general utilizando Smart contracts y hemos generado una patente con esta solución. Relacionado con los intercambios tenemos un protocolo para la firma de contratos. También, en el pasado diseñamos un sistema basado en blockchain para la gestión de los certificados de vacunación COVID que ofrecía una alta protección para la privacidad de los datos de los usuarios. Actualmente trabajamos en un sistema de canales para micro-compras utilizando criptomonedas y con la incorporación de propietarios novedosos a los tokens NFT.
¿Qué consejos podría dar a la gente que se quiere dedicar a este sector? ¿Y para incentivar las vocaciones STEM especialmente entre las niñas y adolescentes?
Las personas que se quieren introducir en este sector les recomendaría que no se queden en la superficie o en las características más populares. Es importante conocer los fundamentos básicos para luego profundizar en aspectos concretos. Probablemente, pronto empezarán a tener interés y hasta incluso pasión que les ayudará a seguir la evolución de la tecnología. Creo que las aptitudes generales que se requieren para cualquier sector de conocimiento es la combinación de creatividad e imaginación, que también es muy útil. Pienso que una tecnología como esta con tantas posibilidades y que justo acaba de iniciar su recorrido puede generar interés y despertar vocaciones.
Respecto a las cuestiones de género no existe ninguna razón para la que las niñas no tengan que percibir los estudios STEM como una alternativa más como harían los niños. Se está haciendo mucho trabajo en este sentido para intentar revertir la traidición y creo que se está consiguiendo.
¿Piensa que en el futuro aumentará la demanda de profesionales especializados en la tecnología blockchain?
Actualmente ya existe una gran demanda de profesionales especializados en blockchain y de programadores de contratos inteligentes. Antiguos alumnos de la UIB trabajan en este campo y reciben ofertas constantes des de cualquier lugar del mundo.
Para terminar la entrevista, nos podría citar algún libro y peli/serie que os haya inspirado en vuestro trabajo?
La ciberseguridad, la privacidad y la criptografía son temáticas que actualmente aparecen recurrentemente en películas, series o novelas. De pequeña recuerdo haber visto una película titulada “juegos de guerra” en la que un joven haker termina entrando en sistemas de defensas en plena Guerra Fría. Tal vez esta película es de las pioneras en esta temática. Otra película “Descifrando enigma” muestra como Alan Turing y su equipo pudieron romper el sistema cifrado utilizado por la Alemania nazi durante la II Guerra Mundial.