El Uso de Blockchain Aplicado a Distintas Tecnologías
Batalla, Lucas Marcelo; Barreneche, Sofía; Serafini, Julia; Martínez de Aguirre, Pedro; La Cruz, Damaris
Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Buenos Aires
Abstract
Blockchain es una base de datos compartida que funciona como registro de operaciones de compra- venta o cualquier otra transacción. Esta información reside en una base de datos compartida en la que se registran mediante códigos las transacciones realizadas; utiliza claves criptográficas y una arquitectura distribuida en ordenadores. Presenta ventajas en la seguridad frente a manipulaciones y fraudes. La potencia de Blockchain viene por la conjunción de sus tres grandes cualidades: irrefutable, irrevocable y distribuida.
Por otro lado, los Smart Contracts son un tipo especial de instrucciones que son almacenadas en la Blockchain. Tienen la capacidad de ejecutar acciones automáticamente de forma inmutable, transparente y completamente segura. Internet of Things es una red de dispositivos conectados mediante internet, lo que provoca riesgos de seguridad ya que la información sensible del usuario puede quedar expuesta a entidades externas. En este contexto el objetivo del presente trabajo es analizar el uso de Blockchain para la resolución de problemas de seguridad en Internet of Things.
Palabras Clave
Blockchain, Internet of Things IoT, Smart Contract, Seguridad Informática.
Introducción
El Blockchain (o cadena de bloques) es una base de datos compartida que funciona como registro de operaciones de compra- venta o cualquier otra transacción [1]. En este ámbito se encuentran, además, los
Smart Contracts que son un tipo especial de instrucciones que es almacenada en la Blockchain, y que además tiene la capacidad de autoejecutar acciones de acuerdo a una serie de parámetros ya programados [2].
Por otro lado, Internet of Things (IoT), es un paradigma de comunicación reciente que prevé microcontroladores instalados en los objetos del día a día que permiten que éstos se comuniquen entre ellos convirtiéndose en una parte integral de Internet [3]. Sin embargo, tener dispositivos conectados constantemente puede provocar riesgos de seguridad ya que la información sensible del usuario puede quedar expuesta a entidades externas sin autorización del dueño, generando problemas de autentificación, pérdida de datos, manipulación de datos, pérdida de privacidad entre otros [4].
Blockchain es una tecnología "sin confianza", que permite, intercambios de valor por medio de una red de computadores que pueden ser verificados, monitoreados y asegurados sin la presencia de un tercero de confianza o, de una institución central. Permite de forma más eficiente las transferencias de títulos y la verificación de propiedad y puede proporcionar una más rápida y económica
infraestructura para el intercambio de unidades de valor [5].
En este contexto, el objetivo del presente trabajo (realizado en el marco de la cátedra de “Análisis de Sistemas”, segundo año de cursada) es analizar el uso de Blockchain para la resolución de problemas de seguridad en Internet of Things.
Para cumplir con el objetivo propuesto, el trabajo se estructura de la siguiente manera: en la sección 1, se analiza Internet of Things y su relación con Blockchain; en la sección 2, se estudia qué es Blockchain, sus ventajas y desventajas. A continuación, en la sección 3, se analiza Smart Contracts.
En la sección 4, se analizan ejemplos actuales donde se utiliza Bloackchain en Internet of Things. Finalmente, en la sección 5, se detallan las conclusiones y las futuras líneas de trabajo.
1. Blockchain
Blockchain es una plataforma global, un protocolo fiable que se puede definir como un creciente número de registros globalmente distribuidos que permiten enviar dinero de manera directa y segura de una persona a otra sin pasar por un banco, una tarjeta de crédito o PayPal [6].
Actualmente, se utiliza con la idea de revolucionar la manera de almacenar información y realizar transacciones, que son en tiempo real y sin demoras, con la aspiración de obtener mayor velocidad, menores costos, más seguridad, menos errores y eliminación de puntos centrales que puedan atacar o fallar [6].
Blockchain se caracteriza por contener un registro cierto y verificable de cada transacción individual y a su vez, los
nodos utilizan un sistema para actualizar la información de forma consensuada [7].
Es un sistema seguro debido a su diseño:
una vez añadido un bloque de transacciones a la cadena, éste no se puede modificar, solo consultarse, haciendo confiable la información por su descentralización, disponibilidad y escalabilidad. También la arquitectura de la tecnología, que asegura la limpieza de los registros, siendo auditables en cualquier momento y reduce las tareas de registro y control en los datos de las transacciones [6].
Esta red se centra en la seguridad, utilizando la encriptación y la protección de los sistemas de aprobación (como Proof of Work o Proof of Stake), en la descentralización, en las transacciones rápidas (no más de un minuto tarda la transacción), es un sistema transparente.
Esto quiere decir que las plataformas son públicas [7]. Respecto a la siguiente imagen, desde el comienzo del concepto de Blockchain en el año 2008, la utilización de esta tecnología ha incrementado de forma casi exponencial y ha madurado lo suficiente como para poder utilizarse en sectores sensibles al fallo.
Fig. 1. Cantidad de transacciones en Blockchain.
Además, una vez hecha la transacción no puede seralterada. Así, da protección a los usuarios de Blockchain ya que su
información es invariable. A su vez, esta tecnología continúa desarrollándose. El método de autorización es mediante un sistema automático que requiere demasiados recursos. La tecnología de Blockchain es versátil, depende de la cantidad de servidores conectados [7].
Aun así, no puede ignorarse las desventajas que el uso de Blockchain provoca. Por ejemplo, como se observa en la figura 2, el precio de las comisiones fluctúa enormemente y demuestra que esta tecnología no es lo suficientemente estable para toda aplicación a gran escala.
Fig. 2. Comisión de transacciones en Blockchain.
2. Relación de Internet of Things y Blockchain
Internet of Things es una red global que permite que los dispositivos se comuniquen entre sí a través de internet para que éstos sean más inteligentes e independientes [8]. Su propósito es el de recopilar datos en tiempo real para analizarlos y permitir la toma de decisiones por parte del mismo sistema y el usuario, quien además puede interactuar con el sistema de manera remota [9].
Una de las desventajas de tener dispositivos conectados constantemente es que provoca riesgos en la seguridad, ya que la información sensible del usuario
puede quedar expuesta a entidades externas sin autorización del dueño, generando problemas de autentificación, pérdida de datos, manipulación de datos, pérdida de privacidad entre otros [4]. Es aquí donde el uso de Blockchain en IoT otorga beneficios. Sus propiedades posibilitan el almacenamiento distribuido de la información, la detección de cambios o problemas de seguridad en los que algunos de los elementos de la red se vean comprometidos [10]. Además, Blockchain en IoT permite un intercambio de registros electrónicos en donde sus consumidores son los propietarios finales. De esta forma, la información queda en la cadena de datos [11].
Asimismo, otra ventaja de Blockchain es que es público. Todos los que participan pueden ver los bloques y las transacciones almacenadas en ellos. Pero esto no significa que todo el mundo pueda ver el contenido real de cada transacción, pues está protegido por una clave privada [12].
Además, al ser una red descentralizada, permite que no haya una única autoridad que apruebe las transacciones o defina reglas específicas para aceptar la integración de nuevos dispositivos IoT a la red, lo que implica un alto nivel de confianza[12]. Esto permite una mensajería segura entre dispositivos en una red de IoT. En este modelo, Blockchain trata los intercambios de mensajes entre dispositivos de manera similar a las transacciones financieras.
Para permitir este intercambio, los dispositivos utilizan Contratos Inteligentes (Smart Contracts) que después modelan el acuerdo entre ambas partes [13].
Conjuntamente, por las características mencionadas en el párrafo anterior, Blockchain proporciona también un sistema para que los dispositivos de IoT puedan formar un grupo en sintonía contra las amenazas en red, y tomar medidas de mitigación adecuadas. Esto agrega capas de acceso para mantener a los dispositivos no autorizados fuera de la red.
Las Blockchain pueden gestionar todas las transacciones locales de red para controlar la comunicación entre los dispositivos IoT de un domicilio y el mundo exterior [13].
3. Smart Contract
Los Smart Contracts son contratos electrónicos autoejecutables. Se suelen relacionar al Blockchain con los Smart Contracts ya que estos últimos utilizan la tecnología de bloques [14]. Los Smart Contracts utilizan scripts que residen en la cadena de bloques. Estos contratos están al alcance de todos y no son modificables, es por ello que su funcionamiento está garantizado [15].Por ejemplo, la empresa alemana Clause que, utilizando datos del IoT, distribuye los pagos de servicios logísticos de transporte por medio de smartcontracts, cuyos datos los obtiene de la Nube de datos de Iot de Bosch [16].
La cadena de bloques (Blockchain) puede operar sin la necesidad de una autoridad, permite también realizar transacciones rápidas entre partes. Además utiliza la criptología, que da autoridad a todas las interacciones en la red [17].
Los Smart Contracts permiten flujos de trabajo adecuados, distribuidos y automatizados, esto resulta en Blockchain más atractivo para los investigadores y
desarrolladores que trabajan en el sector de Internet Of Things.
Las ventajas que posee esta tecnología es su transparencia en su etapa de ejecución, ya que se tiene conocimiento del estado del contrato en todo momento. Además, los datos del mismo están protegidos ante una adulteración [18].
Como toda tecnología, los Smart Contracts poseen ciertas desventajas que generan desconfianza al momento de utilizarla.Los contratos creados por este software no son modificables e inmutables; no pueden ser modificados si llegara a darse alguna situación posterior a su firma. También, como son contratos virtuales que pueden ser formados entre distintas jurisdicciones y legislaciones, es necesario poseer conocimientos legales para que estén conformados correctamente [19].Smart Contracts se ha utilizado en distintos países como Estados Unidos, el Reino Unido, Francia, China y Argentina.
Por ejemplo, en Francia se utilizaron para la reforma del estado civil en 2016. En la Argentina se utilizó para poner las reglas de los negocios, siendo este transparente, inalterable y eficiente [20].
4. Casos actuales de IoT
Algunas empresas han comenzado a desarrollar productos utilizando Blockchain para solucionar los problemas que surgen en la utilización de Internet of Things.
La empresa estadounidense NETOBJEX creó un mecanismo para la comunicación entre dispositivos dentro de una red como en Internet of Things. Uno de los casos
reales en donde se ha aplicado su herramienta es en la Librería Pública de Brooklyn, que formaron una asociación para instalar una tecnología de carga inteligente para celulares, que a cambio de poder cargar sus teléfonos gratis deben completar una pequeña encuesta o ver videos cortos de hasta 30 segundos. El producto que la empresa NETOBJEX desarrolló utiliza Blockchain para almacenar de forma segura los resultados de estas encuestas [21].
Otra empresa estadounidense, Arctouch enfocó su desarrollo a aplicaciones hogareñas. La organización desarrolló distintas aplicaciones descentralizadas para conectarse a IoT y utilizando Smart Contracts para acelerar la firma de contratos e incrementar la seguridad de estos. Entre estas aplicaciones, han desarrolado Apps para el ayudante virtual Alexa de Amazon y Facebook Messenger [22].
La empresa Chronicled utilizó Blockchain en productos de IoT para crear una solución en la cadena de entregas de productos alimenticios y farmacéuticos.
Desarrolló una demostración técnica donde cada evento en la entrega de estos productos se registra en cada etapa en su Bloackchain y tiene en cuenta las políticas de privacidad y de calidad de la industria farmacéutica para minimizar errores en su manejo [23].
5. Conclusiones
La realización del presente trabajo permite comprender el impacto que tiene Blockchain en la seguridad de las tecnologías informáticas. Estudios previos evidencian que Blockchain abre el
siguiente paso en la evolución de la actividad económica y de la seguridad en redes, a pesar de estar en sus etapas primarias y no poder ser aplicada en todas las áreas.
Tener dispositivos conectados presenta riesgos de seguridad, sin embargo, la aplicación de Blockchain puede mitigar el peligro que supone la red, y la información procesada a lo largo de la vida útil de la red queda almacenada en la cadena de bloques con la posibilidad de acceso constante a esta información sin posibilidad de adulterarla.
La utilización de Smart Contracts en diversos sectores, asegura la constancia de acuerdos entre diferentes entes y es una tecnología que está comenzando a utilizarse más en sectores como el bancario y de aseguradoras.
La conclusión obtenida es que se debe impulsar la implementación de Blockchain en más campos y ambientes tecnológicos para aprovechar su potencial y evolucionar, puliendo las desventajas que posee.
Como futuras líneas de trabajo, se analizarán los resultados de la utilización de Blockchain en los casos reales mencionados y la aparición de nuevos productos y empresas que innoven en esta nueva tecnología.
Referencias
[1]Michael Crosby, Nachiappan,
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[2]Anónimo. “Smart Contracts: ¿Qué son, cómo funcionan y qué aportan?”. Disponible en:
https://tinly.co/D6waE. Última fecha de acceso: 6, May, 2020
[3]Andrea Zanella, Nicola Bui, AngeloCastellani, Lorenzo Vangelista, MicheleZorzi. “Internet of Things for Smart Cities” . 14 February 2014.
Disponible en https://bit.ly/2yuhakq. Última fecha de acceso: 27, Abr, 2020
[4]Norma Beatriz Perez, Miguel Alfredo Bustos, Marío M. Berón, Pedro Rangel Henriques.
“Análisis sistemático de la seguridad en internet of things” . 27 Abril 2018. Disponible en:
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[9]J. Gómez, S. Castaño, T. Mercado, A.
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https://cutt.ly/Yumothi. Última fecha de acceso: 17, Jun, 2020
[10]Maria “Análisis del internet de las cosas en la era de 5g y de blockchain: retos en México”. Marzo 2017, Disponible en : https://bit.ly/30OShMa.
Última fecha de acceso:17, Jun, 2020
[11]Hany F. Atlam, Ahmed Alenezi, Madini O.
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[15] Marina Echebarría Sáenz. “Contratos electrónicos autoejecutables (smartcontract) y pagos con tecnología blockchain”. 2017.
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[18]Christidis K., Devetsikiotis, M. “Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things”.
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[19]López Rodríguez, Benito. “Estudio de tecnologías Bitcoin y Blockchain”
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[20]Osvaldo Marzorati Revista Deconomi año II- Número 2 “Las nuevas tecnologías frente al blockchain y los contratos inteligentes. (Las necesidades de información de los abogados en la
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[21] Donnell Perkins. Casode estudio en Brooklyn Library. Disponible en: https://url2.cl/1KC1S.
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[22] Anónimo: “Servicios de diseño y desarrollo para aplicaciones, sitios web y mas”. Disponible
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[23] Anónimo. Chronicled, Disponible en:
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