La respuesta corta
Cuatro piezas hacen todo el trabajo, y cada una tiene exactamente una tarea.
- Una billetera custodia una clave y firma.
- Los nodos verifican que una firma y una transacción cumplan las reglas.
- Los mineros deciden en qué orden entran las transacciones, y pagan ese derecho con electricidad.
- La blockchain es el registro sobre el que todos terminan coincidiendo.
Nadie está a cargo del conjunto. Cada pieza persigue algo estrecho y egoísta, y el comportamiento útil surge de la combinación. El resto de este artículo es esa frase, más despacio.
Quien no haya leído qué es Bitcoin realmente conviene que empiece por ahí; acá se da por sabido qué es un bitcoin y qué significa el límite de 21 millones.
Billeteras: la pieza que firma
Una billetera no contiene bitcoin. Los bitcoin son asientos en un registro público. Lo que la billetera custodia es la clave privada capaz de autorizar el movimiento de esos asientos.
Tres términos que se confunden todo el tiempo:
- La clave privada es un número secreto. No es una contraseña. No hay un servidor que la verifique ni un enlace para restablecerla si desaparece. Existe solo en el dispositivo.
- La clave pública se deriva de la privada mediante un cálculo de una sola dirección. Se puede publicar sin riesgo.
- Una dirección se deriva a su vez de la clave pública. Es lo que se le da a quien vaya a pagar.
La derivación corre en un solo sentido: dirección a partir de clave pública, clave pública a partir de clave privada, y nunca al revés. Firmar una transacción demuestra la posesión de la clave privada sin revelarla jamás, y ese es todo el truco. Hay más sobre cómo elegir una en cómo elegir una billetera.
Dónde se rompe la analogía habitual: una dirección no se parece en nada a una dirección de correo electrónico, porque un correo lo registra un proveedor que puede quitarlo. Nadie emitió la dirección de Bitcoin y nadie puede revocarla. Fue calculada.
Nodos: la pieza que verifica
Un nodo es una computadora que ejecuta el software de Bitcoin, mantiene su propia copia del registro y comprueba todo contra las reglas por sí misma. ¿La firma es válida? ¿Esas monedas están sin gastar? ¿El bloque respeta el límite de tamaño? ¿Su subsidio coincide con el calendario?
Un nodo que ve algo inválido lo descarta y no lo transmite. No denuncia al emisor, y no puede obligar a ningún otro nodo a coincidir. Simplemente se niega a retransmitirlo y se niega a contarlo. Multiplicado por cada nodo de la red, una transacción inválida no llega a ninguna parte.
Los nodos no ganan nada. No cobran, y no compiten. Eso sorprende, y es justamente por lo que se puede confiar en que hagan cumplir reglas que a los mineros les cuestan dinero. Más en nodos de Bitcoin.
Mineros: la pieza que ordena
Todo lo anterior indica si una transacción es válida. Nada de eso indica cuál de dos transacciones en conflicto llegó primero, y ese es el problema que había derrotado a todos los intentos previos de dinero digital. Si alguien firma dos transacciones que gastan la misma moneda hacia dos personas distintas, ambas son válidas por separado. Alguien tiene que decidir cuál cuenta.
La minería es la respuesta. Los mineros juntan transacciones válidas de la sala de espera (el mempool), las arman en un bloque candidato y compiten por encontrar un número que haga que la huella del bloque quede por debajo de un objetivo. La única forma de encontrarlo es probar cantidades enormes de intentos. Quien acierta primero publica el bloque, cobra el subsidio y las comisiones, y su ordenamiento es sobre el que todos siguen construyendo.
El costo es el punto. Reescribir historia reciente implica rehacer ese trabajo más rápido de lo que el resto de la red lo está haciendo en vivo. En mineros de Bitcoin está cómo se sostiene esa economía.
La blockchain: la pieza que registra
Cada bloque lleva la huella del bloque anterior. Cambiar cualquier cosa en un bloque viejo cambia su huella, lo que rompe el enlace que el bloque siguiente había registrado, y el siguiente, hasta la punta. Eso es lo que vuelve al registro de solo agregado en la práctica y no por política. La blockchain desarma ese mecanismo en detalle.
Qué pasa cuando se envía bitcoin
- Se ingresa una dirección y un monto, y se elige una tarifa: cuánto se está dispuesto a pagar por unidad de tamaño de la transacción para que un minero la incluya.
- La billetera arma la transacción y la firma con la clave privada. Todavía no salió nada del dispositivo, y no se le pidió nada a nadie.
- La transacción firmada llega a los nodos con los que la billetera está conectada. Cada uno la valida por su cuenta y la retransmite a sus propios pares. En segundos está en mempools de toda la red.
- Un minero la incluye en el bloque que está armando, y en algún momento algún minero encuentra un bloque válido. La transacción ya tiene una confirmación.
- Cada nodo revisa ese bloque por su cuenta y lo agrega. Cada bloque posterior encima es otra confirmación, y vuelve exponencialmente más caro revertirla.
Los bloques llegan en promedio cada diez minutos, y la dificultad de la búsqueda se ajusta cada 2.016 bloques (unas dos semanas) para mantener ese promedio estable. Promedio está haciendo trabajo real en esa frase: la búsqueda no tiene memoria, así que algunos bloques llegan con un minuto de diferencia y otros tardan una hora. Una transacción que paga poco para la demanda del momento puede esperar mucho más, o no confirmar nunca, en cuyo caso las monedas jamás se movieron.
Lo que se suele entender mal
"Los mineros aprueban transacciones." No. Los mineros eligen qué transacciones válidas incluir y en qué orden. Que una transacción sea válida lo decide cada nodo, incluido el propio, y un minero que incluya una inválida quemó la electricidad de un bloque que todos descartan.
"La blockchain está guardada en un lugar." No hay copia canónica. Hay una copia en cada nodo, y el consenso es lo que ocurre cuando software ejecutado de forma independiente aplica reglas idénticas a los mismos datos y obtiene respuestas idénticas.
"Confirmada significa que no se puede deshacer." Significa que deshacerla cuesta más cuanto más se espera. Una confirmación vale mucho menos que seis, y la diferencia importa si a cambio se entrega algo irreversible.
Por dónde seguir
El paso natural es la blockchain, que explica por qué cambiar un registro viejo rompe todos los registros posteriores. Después de eso, mineros y nodos se entienden mejor leídos en ese orden.