Qué son los nodos y su papel clave en la tecnología blockchain

La reciente propuesta de Vitalik Buterin de hacer que Ethereum pueda desplegar nodos de la red en un smartphone, subraya el importante papel que desempeñan los nodos en la tecnología blockchain. Por ello, pese a que la propuesta de Buterin sea compleja, el mensaje es claro: si quieres descentralización, seguridad y privacidad, debes controlar tus propios nodos.

¿Qué son los nodos en blockchain?

Los nodos en blockchain son dispositivos, generalmente computadoras, que participan en una red blockchain. Estos dispositivos ejecutan el software del protocolo blockchain, lo que les permite ayudar a validar transacciones y mantener la seguridad de la red. Para lograr esto, los nodos de blockchain se comunican entre sí por medio de protocolos P2P, lo que garantiza que cualquier persona con el software adecuado puede formar parte de la red, sin que nadie pueda censurar su participación y acceso a los recursos de dicha red. Además, mientras más nodos haya, mayor será el nivel de descentralización de la red y mayor será su resiliencia a la manipulación y cualquier evento catastrófico que pueda suceder sobre la misma.

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Garantizando el acceso a todos

Por ejemplo, una gran cantidad de nodos puede garantizar acceso a las personas. Incluso, cuando exista un elemento activo fuera de la red (como un proveedor de internet o un gobierno) censurando las conexiones a la red. Simplemente, no puede censurar toda conexión, siempre habrá oportunidad para conectar y mientras más nodos existan, mayores serán esas posibilidades. Lo misma pasaría en caso de suceder un evento catastrófico donde se pierdan o dañen gran parte de los nodos de la red. Bastaría con que solo un nodo sobreviviera para poner en marcha toda la red hasta el punto en el que se encuentra dicho nodo superviviente.

Estas capacidades son posibles gracias a que, en términos simples, un nodo es un dispositivo que ejecuta una copia de un libro mayor distribuido. Este libro mayor distribuido es una base de datos que almacena una lista de transacciones que se han realizado en la red blockchain. Así, los nodos son los encargados de verificar estas transacciones para asegurarse de que sean válidas y luego las agregan al libro mayor, el cual se replica en el resto de nodos, gracias a que la red comparte mensajes y datos para mantener el consenso general entre todas sus partes.

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Estos beneficios mejoran cuanto mayor número de nodos existan en la red. Por ejemplo, Bitcoin cuenta con unos 17 mil nodos desplegados de forma pública, mientras que Ethereum cuenta con unos 5.600 nodos públicos. Una métrica que habla del nivel de descentralización y seguridad de ambas redes.

Tipos de nodos

Sin embargo, los nodos guardan también una enorme complejidad tras de sí. Esto se puede visualizar muy claramente en la cantidad de tipos de nodos de blockchain que existen.

Por ejemplo, los casos más clásicos de tipos de nodos son los llamados nodos completos (full nodes) y podados (pruned nodes). Los nodos completos son aquellos que almacenan una copia completa del libro mayor distribuido, mientras que los nodos podados, solo almacenan una copia parcial. Otro nodo básico es el conocido como nodo minero. Se trata de un nodo completo, que tiene algunas extensiones que permiten a las personas conectarse al mismo y coordinar el software de minería, para que puedan crearse y emitirse los bloques de una blockchain.

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Bitcoin, Litecoin, Monero y prácticamente toda criptomoneda y blockchain basada en el algoritmo de minería Proof of Work (PoW), generado inicialmente por Bitcoin, utiliza estos tres tipos de nodos para realizar su trabajo.

Nodos, cada blockchain maneja uno diferente

Sin embargo, las cosas se complican un poco más cuando viajamos a otras criptomonedas. Por ejemplo, en Ethereum, el uso de Proof of Stake ha dado lugar a toda una estructura de nodos distinta. Aquí tenemos los nodos validadores, que son los responsables de crear y generar los bloques en la red. Para habilitarlos de forma correcta en la red Ethereum es necesario hacer un stake de 32 ETH.

Adicional a esto, también tenemos tres tipos de nodos: los nodos completo,s que tienen un estado completo de la red; los nodos podados que tienen un estado parcial, y los nodos de archivo, que mantienen el estado actual y todos los estados pasados de la red Ethereum desde sus inicios. En este último caso, instalar alguno de estos nodos no requiere de 32 ETH para stake, por lo que cualquier persona puede instalarlos de forma gratuita y obtener acceso a la red Ethereum y sus recursos, pero no podrán participar en la validación de transacciones y su generación de bloques.

Como puedes ver, cada red blockchain tiene su propia estructura de nodos, con funcionalidades muy bien definidas y objetivos muy claros, ajustados a sus necesidades.

Esenciales para el funcionamiento

En todo caso, lo que está claro es que los nodos son esenciales para el funcionamiento de las redes blockchain. Sin ellos, no sería posible verificar las transacciones o mantener la seguridad de la red.

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Algunos de los roles principales que desempeñan los nodos en blockchain:

Validar transacciones: Los nodos verifican las transacciones para asegurarse de que cumplan con las reglas del protocolo blockchain. Esto ayuda a prevenir el fraude y el abuso en la red.
Mantener el libro mayor distribuido: Almacenan una copia del libro mayor distribuido. Esto garantiza que la información de la red sea accesible para todos los participantes.
Garantizar la seguridad de la red: Ayudan a proteger la red de ataques. Esto se hace mediante el uso de mecanismos de consenso, como la prueba de trabajo o la de participación.

Algunos ejemplos

Todo lo expuesto más arriba deja claro que cada blockchain maneja diferentes tipos de nodos y que dichos nodos son distintos entre redes. Por ejemplo, un nodo de Bitcoin no funciona dentro de la red Litecoin. Esto es claramente visible en redes Proof of Work. Podrías pensar que es demasiado obvio, pero en redes como Ethereum y otras redes derivadas, las cosas se complican un poco más.

Por ejemplo, en Ethereum puedes crear un nodo completo o un nodo de archivo, usando el software Besu. Sin embargo, Besu también se puede utilizar para desplegar redes privadas basadas en Ethereum. Es decir, redes idénticas en funcionamiento a Ethereum, pero con identidades de red distintas a las de Ethereum. Además, Besu también puede usarse para desplegar redes basadas en Hyperledger. Así, en principio, un software como Besu se puede emplear para desplegar tres tipos de redes distintas, pero solo puede manejar una de ellas en cada ejecución.

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En definitiva, los nodos suelen ser flexibles. Se pueden configurar hasta cierto punto para controlar otras redes distintas a las que inicialmente fueron creadas, compartiendo su mismo protocolo de comunicación, su misma criptografía y demás características.

Nodos privados vs nodos públicos

A esta situación se unen dos categorías: los nodos privados y los nodos públicos. Los nodos privados son nodos que no son alcanzables desde Internet. Esto significa que no es posible interactuar con ellos y solo se pueden usar como una puerta de entrada a las redes blockchain para los que fueron diseñados. Generalmente, son utilizados por empresas, organizaciones o personas, que quieren mantener sus datos privados y seguros. Esto es posible, porque si bien el nodo se conecta a la red blockchain y puede recibir información y enviarla, no puede ser usado por nodos de terceros para hacerlo lo mismo, evitando que conexiones no autorizadas puedan realizarse hacia nuestro nodo privado.

Los nodos públicos son nodos que están conectados directamente a la red blockchain y que otros nodos pueden usar para conectarse a la red. Esto significa que pueden ver e interactuar con los datos de la red pública y el resto de nodos de la red. Los nodos públicos suelen ser utilizados por individuos o empresas que quieren acceder a los beneficios de la blockchain, como la transparencia y la seguridad. Un ejemplo de estos nodos pueden ser, por ejemplo, los nodos que Allthenodes tiene disponible para sus usuarios.

Ejemplos de nodos públicos y privados

Un ejemplo de nodo privado puede ser, por ejemplo, un nodo de Bitcoin Core que tienes funcionando en un computador detrás de un muro de fuego. Si bien el nodo tiene conexión a Internet y puede conectarse a la red Bitcoin, si otros nodos quieren conectarse a nuestro nodo, esto no podrá ser posible, porque el muro de fuego detendrá la conexión, ya que estos elementos de software suelen configurarse para permitir conexiones de salida de datos, pero no de entrada.

En la siguiente tabla puedes ver una comparación entre ambos tipos de nodos:

Característica	Nodo privado	Nodo público
Conexión	No conectado a la red pública	Conectado a la red pública
Visibilidad de datos	Los datos no son visibles para el público	Los datos son visibles para el público
Privacidad	Alto grado de privacidad	Bajo grado de privacidad
Seguridad	Mayor seguridad	Menor seguridad
Uso	Empresas y organizaciones	Individuos y empresas

Ventajas y desventajas de estas soluciones

Ventajas en el caso de los nodos privados:

Mayor privacidad: protegen los datos de la red pública, lo que los hace más seguros para las empresas y las organizaciones que necesitan mantener sus datos confidenciales.
Mayor seguridad: pueden implementar sus propias medidas de seguridad, lo que puede mejorar la seguridad de sus datos.

Desventajas:

Menor participación en la red: no participan en la red pública, lo que significa que no contribuyen a la seguridad y la descentralización de la red.
Menos opciones: tienen menos opciones que los nodos públicos, ya que no tienen acceso a los datos de la red pública.

Ventajas en el caso de los nodos públicos:

Mayor participación en la red: los nodos públicos participan en la red pública, lo que contribuye a la seguridad y la descentralización de la red.
Mayor transparencia en el funcionamiento de la red, ya que todos pueden ver donde están los nodos y su estado.

Desventajas:

Menor privacidad: los datos de los nodos públicos son visibles para el público, lo que puede ser un problema para las empresas y las organizaciones que necesitan mantener sus datos confidenciales.
Menor seguridad: los nodos públicos pueden estar sujetos a ataques de la red pública, lo que puede comprometer la seguridad de sus datos.

En última instancia, la mejor opción para un nodo depende de las necesidades específicas de la empresa o la organización.

Alcanzar la completa autocustodia

La elección de usar o no nuestros propios nodos está impulsada por el hecho de alcanzar la completa autocustodia. Crear y desplegar tu propio nodo ofrece oportunidades únicas. Como controlar tu propio acceso a la red blockchain o enviar y recibir transacciones sin contar con un tercero.

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También permite crear esquemas de seguridad mucho mayores. Por ejemplo, puedes desplegar tu propio nodo de Bitcoin, y conectarlo a un monedero como Specter Wallet, para manejar tus BTC desde esta interfaz, manteniendo multiples monederos, asegurarlos con una hardware wallet y tener mayor seguridad y privaicidad en el proceso. Eso es algo, que pocos monederos, pueden ofrecerte.

Lo mejor de todo es que este esquema se puede repetir, por ejemplo, con casi todos los nodos de blockchain existentes. Por ejemplo, si eres un asiduo usuario de Ethereum y MetaMask, puedes manejar tu propio nodo completo o podado de Ethereum, y usarlo para conectar tu MetaMask, evitando así usar los nodos de ConsenSys y saltándote cualquier censura que ConsenSys pueda imponer. Si a todo esto, le unes una hardware wallet, tienes una opción de auto-custodia bastante decente. Como puedes ver, el despliegue de tus propios nodos te da un enorme poder y obtener mucho provecho con el conocimiento adecuado.

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