Bitcoin es una criptomoneda basada en un sistema descentralizado que utiliza una red peer-to-peer y consenso activo, con código abierto y tecnología blockchain como base. Es uno de los primeros sistemas en aplicar la tecnología blockchain. El sistema de Bitcoin es un sistema de pago electrónico que no se basa en el crédito de una autoridad, sino en principios criptográficos, lo que permite a las partes que acuerdan una transacción realizar pagos directamente, sin necesidad de la intervención de terceros. Los conceptos principales de Bitcoin incluyen transacciones, servidores de marca de tiempo, prueba de trabajo, red, incentivos, entre otros. Las transacciones son la parte más importante del sistema Bitcoin. Todo lo demás en Bitcoin está diseñado para asegurar que las transacciones puedan ser creadas, propagadas en la red, verificadas y, finalmente, añadidas al libro mayor global de transacciones (blockchain). La esencia de una transacción de Bitcoin es una estructura de datos que codifica la transferencia de valor entre los participantes de la transacción de Bitcoin. La blockchain de Bitcoin es un libro mayor global de contabilidad de doble entrada, donde cada transacción de Bitcoin es un registro público en la blockchain de Bitcoin. Bitcoin define la moneda electrónica como una cadena de firmas digitales, y la transferencia de monedas se realiza mediante la firma de la transacción anterior y la clave pública del siguiente propietario, colocando estas dos firmas al final de la moneda. El receptor puede verificar la propiedad de la cadena validando la firma. Bitcoin utiliza tecnología de criptografía asimétrica, donde la clave pública es el número de cuenta del usuario. Cuando un usuario desea gastar Bitcoin, necesita firmar con la clave privada, y el sistema verifica la firma utilizando el número de cuenta, que es la clave pública, y calcula el monto real en la cuenta del usuario a partir de las transacciones históricas, asegurando que los fondos que el usuario desea operar estén dentro del monto real de la cuenta. Cada registro de transacción debe ser firmado con la clave privada, y el sistema verifica si la firma es correcta usando la clave pública. Si la verificación es correcta, se considera legal, y luego se verifica que el monto transferido en el registro insertado sea correcto. La manera de verificar es calcular todos los registros de transacciones anteriores de esa clave pública para obtener el monto actual de la cuenta. Si no supera ese monto, es legal. Este mecanismo garantiza que solo se pueda operar con la propia cuenta. Combinado con el principio de consistencia eventual en la estructura de red P2P y la estructura en cadena del libro mayor, un atacante necesitaría más poder computacional que el actual clúster para crear otra rama del libro mayor, y además, el atacante solo podría modificar su propia cuenta, por lo que la ganancia de este tipo de ataque es muy baja. Para el sistema Bitcoin, el gran poder computacional lo hace más robusto. Bitcoin utiliza un mecanismo de prueba de trabajo basado en la competencia de poder computacional, donde los nodos resuelven un complicado pero fácil de verificar problema matemático SHA256. El nodo que resuelve el problema más rápido obtiene el derecho de registrar el bloque y recibe Bitcoin generado por ese bloque como recompensa. Este problema se puede entender como encontrar un número aleatorio (Nonce) adecuado a través de búsqueda por fuerza bruta, de acuerdo con el valor de dificultad actual, de modo que el valor doble SHA256 de todos los metadatos del encabezado del bloque sea menor o igual al valor objetivo. El sistema de Bitcoin ajusta automáticamente el valor de dificultad para garantizar que el tiempo promedio de generación de bloques sea de 10 minutos. El hash del encabezado del bloque que cumple con los requisitos generalmente tiene múltiples ceros a la izquierda; cuanto mayor es el valor de dificultad, más ceros a la izquierda tiene el hash del encabezado del bloque, y más difícil es encontrar el número aleatorio adecuado y minar un nuevo bloque. Bitcoin utiliza una arquitectura de red peer-to-peer (P2P) basada en Internet, donde cada nodo en la red es igual y no hay ningún servicio centralizado ni estructura jerárquica, conectándose entre sí a través de una estructura topológica plana. Cuando se genera un nuevo bloque, el nodo que lo crea transmite los datos del bloque a la red, y otros nodos los verifican. La propagación de datos del bloque de Bitcoin incluye los siguientes pasos: (1) Transmitir la nueva transacción a todos los nodos de la red. (2) Cada nodo recopila las nuevas transacciones y las empaqueta en un bloque. (3) Cada nodo se esfuerza por encontrar una prueba de trabajo con dificultad para su bloque. (4) Cuando un nodo encuentra la prueba de trabajo, transmite el bloque a todos los nodos. (5) Solo si todas las transacciones en el bloque son válidas y no existen anteriormente, otros nodos aceptarán este bloque. (6) Otros nodos crean un nuevo bloque en la cadena utilizando el hash del bloque aceptado como el hash anterior, para indicar que aceptan este bloque. Todos los nodos consideran que la cadena más larga es la correcta y continúan extendiéndola. Si dos nodos transmiten nuevos bloques diferentes simultáneamente, ambos bloques se mantendrán, y aparecerá una bifurcación en la cadena. A medida que cada bifurcación continúa alargándose, todos los nodos elegirán la bifurcación más larga como la cadena principal y continuarán creando bloques detrás de ella. La primera transacción en cada bloque de Bitcoin incluye el pago a los creadores de nuevos Bitcoins emitidos y otras tarifas de transacción, lo que incentiva a los nodos a apoyar más el sistema Bitcoin. Este es un método de distribución de moneda electrónica en el ámbito circulante sin una autoridad central que emita moneda, similar a la minería de oro que inyecta oro en el ámbito circulante. El sistema de incentivos ayuda a mantener la honestidad de los nodos; si un atacante malicioso tiene más poder computacional total que los nodos honestos, descubrirá que dañar este sistema perjudicará su propia riqueza, mientras que ser honesto le permitirá obtener más moneda electrónica.
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Bitcoin es una criptomoneda basada en un sistema descentralizado que utiliza una red peer-to-peer y consenso activo, con código abierto y tecnología blockchain como base. Es uno de los primeros sistemas en aplicar la tecnología blockchain. El sistema de Bitcoin es un sistema de pago electrónico que no se basa en el crédito de una autoridad, sino en principios criptográficos, lo que permite a las partes que acuerdan una transacción realizar pagos directamente, sin necesidad de la intervención de terceros. Los conceptos principales de Bitcoin incluyen transacciones, servidores de marca de tiempo, prueba de trabajo, red, incentivos, entre otros. Las transacciones son la parte más importante del sistema Bitcoin. Todo lo demás en Bitcoin está diseñado para asegurar que las transacciones puedan ser creadas, propagadas en la red, verificadas y, finalmente, añadidas al libro mayor global de transacciones (blockchain). La esencia de una transacción de Bitcoin es una estructura de datos que codifica la transferencia de valor entre los participantes de la transacción de Bitcoin. La blockchain de Bitcoin es un libro mayor global de contabilidad de doble entrada, donde cada transacción de Bitcoin es un registro público en la blockchain de Bitcoin. Bitcoin define la moneda electrónica como una cadena de firmas digitales, y la transferencia de monedas se realiza mediante la firma de la transacción anterior y la clave pública del siguiente propietario, colocando estas dos firmas al final de la moneda. El receptor puede verificar la propiedad de la cadena validando la firma. Bitcoin utiliza tecnología de criptografía asimétrica, donde la clave pública es el número de cuenta del usuario. Cuando un usuario desea gastar Bitcoin, necesita firmar con la clave privada, y el sistema verifica la firma utilizando el número de cuenta, que es la clave pública, y calcula el monto real en la cuenta del usuario a partir de las transacciones históricas, asegurando que los fondos que el usuario desea operar estén dentro del monto real de la cuenta. Cada registro de transacción debe ser firmado con la clave privada, y el sistema verifica si la firma es correcta usando la clave pública. Si la verificación es correcta, se considera legal, y luego se verifica que el monto transferido en el registro insertado sea correcto. La manera de verificar es calcular todos los registros de transacciones anteriores de esa clave pública para obtener el monto actual de la cuenta. Si no supera ese monto, es legal. Este mecanismo garantiza que solo se pueda operar con la propia cuenta. Combinado con el principio de consistencia eventual en la estructura de red P2P y la estructura en cadena del libro mayor, un atacante necesitaría más poder computacional que el actual clúster para crear otra rama del libro mayor, y además, el atacante solo podría modificar su propia cuenta, por lo que la ganancia de este tipo de ataque es muy baja. Para el sistema Bitcoin, el gran poder computacional lo hace más robusto. Bitcoin utiliza un mecanismo de prueba de trabajo basado en la competencia de poder computacional, donde los nodos resuelven un complicado pero fácil de verificar problema matemático SHA256. El nodo que resuelve el problema más rápido obtiene el derecho de registrar el bloque y recibe Bitcoin generado por ese bloque como recompensa. Este problema se puede entender como encontrar un número aleatorio (Nonce) adecuado a través de búsqueda por fuerza bruta, de acuerdo con el valor de dificultad actual, de modo que el valor doble SHA256 de todos los metadatos del encabezado del bloque sea menor o igual al valor objetivo. El sistema de Bitcoin ajusta automáticamente el valor de dificultad para garantizar que el tiempo promedio de generación de bloques sea de 10 minutos. El hash del encabezado del bloque que cumple con los requisitos generalmente tiene múltiples ceros a la izquierda; cuanto mayor es el valor de dificultad, más ceros a la izquierda tiene el hash del encabezado del bloque, y más difícil es encontrar el número aleatorio adecuado y minar un nuevo bloque. Bitcoin utiliza una arquitectura de red peer-to-peer (P2P) basada en Internet, donde cada nodo en la red es igual y no hay ningún servicio centralizado ni estructura jerárquica, conectándose entre sí a través de una estructura topológica plana. Cuando se genera un nuevo bloque, el nodo que lo crea transmite los datos del bloque a la red, y otros nodos los verifican. La propagación de datos del bloque de Bitcoin incluye los siguientes pasos: (1) Transmitir la nueva transacción a todos los nodos de la red. (2) Cada nodo recopila las nuevas transacciones y las empaqueta en un bloque. (3) Cada nodo se esfuerza por encontrar una prueba de trabajo con dificultad para su bloque. (4) Cuando un nodo encuentra la prueba de trabajo, transmite el bloque a todos los nodos. (5) Solo si todas las transacciones en el bloque son válidas y no existen anteriormente, otros nodos aceptarán este bloque. (6) Otros nodos crean un nuevo bloque en la cadena utilizando el hash del bloque aceptado como el hash anterior, para indicar que aceptan este bloque. Todos los nodos consideran que la cadena más larga es la correcta y continúan extendiéndola. Si dos nodos transmiten nuevos bloques diferentes simultáneamente, ambos bloques se mantendrán, y aparecerá una bifurcación en la cadena. A medida que cada bifurcación continúa alargándose, todos los nodos elegirán la bifurcación más larga como la cadena principal y continuarán creando bloques detrás de ella. La primera transacción en cada bloque de Bitcoin incluye el pago a los creadores de nuevos Bitcoins emitidos y otras tarifas de transacción, lo que incentiva a los nodos a apoyar más el sistema Bitcoin. Este es un método de distribución de moneda electrónica en el ámbito circulante sin una autoridad central que emita moneda, similar a la minería de oro que inyecta oro en el ámbito circulante. El sistema de incentivos ayuda a mantener la honestidad de los nodos; si un atacante malicioso tiene más poder computacional total que los nodos honestos, descubrirá que dañar este sistema perjudicará su propia riqueza, mientras que ser honesto le permitirá obtener más moneda electrónica.