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Tipos de redes blockchain y sus aplicaciones en ciudades inteligentes

La tecnología de almacenamiento descentralizada permite múltiples configuraciones y categorías que permiten a las Smart Cities adecuar su uso a cada servicio urbano que podamos gestionar con ellas

Hemos hablado varias veces en nuestras publicaciones como blockchain está ganando popularidad para muchas aplicaciones que las empresas pueden utilizar en una amplia gama de redes, y luego, extrapolando, muchas ciudades están implementando como mecanismos de gestión de los servicios urbanos. Para el público general, esta tecnología es más conocida por su papel central en las criptomonedas, pero blockchain tiene muchos más usos.

En general, las redes de blockchain pueden utilizarse y personalizar su funcionalidad y adaptarse a cualquier necesidad que pueda tener una empresa, una ciudad o una industria. Quizás la tecnología puede parecer confusa al principio, pero entender su potencial pasa por saber que blockchain se divide esencialmente en dos grandes categorías y cuatro tipos únicos de redes.

Categorías de redes blockchain

Las redes de blockchain se dividen generalmente en dos categorías: con o sin permiso. Cada uno de los cuatro tipos únicos puede clasificarse en cualquiera de estas categorías, aunque algunos pueden incluir ambas.

Las Smart Cities que se plantean adoptar la tecnología blockchain para la gestión de alguno de sus servicios deben empezar por decidir si una red con o sin permiso les conviene más. Las redes de estas dos grandes categorías funcionan de forma diferente y tienen sus ventajas y desventajas.

Redes sin permiso

Las redes de blockchain sin permiso son probablemente lo primero que viene a la mente cuando la mayoría de la gente piensa en blockchain hoy en día, ya que son las que han entrado con más fuerza en nuestras vidas gracias a su visibilidad con las nuevas soluciones económicas que aportan. Son el clásico libro de contabilidad descentralizado que se ha hecho famoso con las criptomonedas. En este tipo de blockchain, cualquiera puede unirse a la red, creando nuevos nodos de datos que participan de la gestión y operatividad de la misma. Todo el mundo en la red es anónimo, y no hay restricciones de derechos de un nodo a otro. La elección de este tipo de redes para servicios de una urbe inteligente puede ser útil a la hora de poner en marcha procesos por ejemplo en los que se permite a los ciudadanos participar de iniciativas municipales en las que todo el mundo tiene acceso a todos los parámetros y datos de estas.

Las redes de blockchain sin permisos suelen ser más seguras que las que tienen permisos porque están descentralizadas. Hay tantos nodos que es difícil para cualquier mal actor infligir daños a todo el sistema. Son de código abierto y de más fácil acceso, por lo que también hay un nivel de transparencia que aumenta la fiabilidad. Todo el mundo puede ver cada transacción en la cadena de bloques, aunque no pueda ver quién la ha realizado y de cara a la gobernanza municipal, pues esto puede fomentar la participación ciudadana en algunos de los procesos de gestión de la ciudad.

Por supuesto, esto es un arma de doble filo. Para algunas empresas, personas, organismos de gobierno o usuarios del sistema, la transparencia de las redes sin permiso puede ser un compromiso demasiado grande para la privacidad. Por otro lado, también es verdad que suelen ser redes tan grandes que tienden a funcionar mucho más lentamente, pues al haber tantos nodos y usuarios conectados las redes tardan más en procesar los datos, lo que no es eficiente desde el punto de vista energético.

Redes con permiso

Las redes de blockchain con permisos son menos descentralizadas y abiertas, con restricciones sobre quién puede acceder a qué. Los usuarios sólo pueden trabajar en determinados nodos, y sólo determinadas personas pueden validar las transacciones. Sus identidades no son anónimas en la cadena de bloques. Esto es útil en Smart Cities donde es necesario que los diferentes proveedores de un servicio se conozcan entre ellos o, al menos, no sean anónimos, y donde todos los implicados en la gestión de la infraestructura estén al tanto de quién hace qué en la red y que datos comparte.

Muchas empresas, industrias, negocios o gobiernos municipales prefieren las cadenas de bloques con permiso para la gestión de las Smart Cities porque tienen mucha más privacidad que las redes sin permiso. Son más seguras a su manera, ya que sólo determinados usuarios pueden crear, editar y validar transacciones. Si no es necesario que toda la ciudadanía actúe o tenga acceso a la gestión de determinados elementos, pues el número de nodos se limita con este tipo de red, al igual que el número de usuarios, por lo que las redes de blockchain con permiso también funcionan más rápido que las redes sin permiso.

Sin embargo, en el lado opuesto, cabe destacar que el número limitado de nodos puede hacerlas vulnerables a los ataques, ya que están más contenidas.

Tipos de redes blockchain

Por lo tanto, basándonos en este parámetro de permisos o no permisos, podemos también clasificar las redes blockchain en diferentes tipos:

  1. Blockchain pública

El primero de los cuatro tipos principales de redes blockchain es la blockchain pública. Este es el único tipo de red completamente sin permisos y el tipo más comúnmente utilizado para aplicaciones de criptomonedas. Una de las principales ventajas de esta tecnología de libro mayor distribuido es la seguridad inherente.

El libro de contabilidad es de código abierto y no se almacena en un solo lugar. Todos los que tienen acceso a él tienen su propia copia, por lo que es muy difícil destruir cualquiera de los datos de la cadena de bloques pública. Una vez validada una transacción, no puede ser alterada. Para los gestores de una Smart City que usen blockchain públicas para algún servicio al ciudadano, esto supone muchos ordenadores conectados a la cadena de bloques que validan sus transacciones y confirman que todos los datos son legítimos. Esto requiere una importante capacidad de computación y es notorio que requiere una gran cantidad de energía.

De hecho, toda la comunidad de criptomonedas se enfrenta a la controversia sobre las emisiones de carbono generadas por la verificación de las transacciones de la cadena de bloques en todos estos ordenadores y posiblemente no sea la forma más eficaz de gestionar una ciudad inteligente que busca precisamente disminuir su impacto en el ecosistema. La lenta velocidad de procesamiento y la inmensa potencia de cálculo necesaria son los principales inconvenientes de una cadena de bloques pública.

Las aplicaciones más comunes de las redes públicas de blockchain para Smart Cities puede ser la validación de documentos, usando por ejemplo los contratos inteligentes para la rápida ejecución de algunas solicitudes ciudadanas de solicitud de duplicados de empadronamiento, o certificados de diversa índole.

  1. Cadena de bloques privada

Las cadenas de bloques privadas, también conocidas como cadenas gestionadas, son redes con permisos de acceso y derechos de usuario restringidos. Son pseudo-centralizadas en el sentido de que una sola autoridad puede controlarlas, lo cual es útil para que el equipo técnico o gestor de una urbe pueda usarlas con seguridad. A diferencia de las blockchains públicas, estas redes no utilizan código abierto y sólo los usuarios o nodos autorizados pueden ver, crear, editar o validar los datos según lo determine la parte que supervisa el sistema.

Las redes privadas de blockchain suelen ser una opción atractiva para las empresas e industrias que forman parte del ecosistema de una ciudad inteligente. Una empresa puede utilizar esta tecnología restringiendo quién puede ver su red, incluso manteniendo a los competidores fuera de sus datos. Las cadenas de bloques privadas también funcionan mucho más rápidas que las versiones públicas porque hay menos nodos con los que trabajar.

Por supuesto, los críticos de estas redes dicen que pueden ser menos seguras. Cualquier usuario con conocimientos puede analizar el código abierto de una blockchain pública y encontrar y reparar fallos y vulnerabilidades de seguridad, lo cual, hablando de servicios que la ciudad ha de gestionar para el bien mayor de todos los ciudadanos, puede ser un problema. Esto no ocurre en una red privada. Las empresas que utilizan este tipo de redes deben encargarse de garantizar su diseño y funcionamiento seguro.

También hay que reconocer que el menor número de nodos en las redes privadas puede ser una vulnerabilidad en sí misma. Esta concentración significa que hay más riesgo si alguno de ellos se desconecta, y puede ser más fácil para un pirata informático causar daños graves si entra en la red de la Smart City y se hace con el control de alguno de sus nodos o sistemas informáticos.

  1. Cadena de bloques híbrida

Algunas redes de blockchain tienen aspectos de versiones con y sin permisos. Se trata de blockchains híbridas. Este tipo de red puede lograr un buen equilibrio porque ofrecen muchos beneficios clave de blockchain para las empresas, industrias o ciudades, como la capacidad de utilizar contratos inteligentes y verificar rápidamente las transacciones, por ejemplo en la gestión del Smart Grid verificando el consumo eléctrico de todos los servicios conectados a la red y volcando las lecturas en la blockchain. Lo hacen sin ser completamente abiertas o públicas.

Las redes híbridas tienen una autoridad central, en este caso, podría ser la compañía eléctrica, pero al menos algunos de los nodos están abiertos para la validación pública, lo que añade un nivel de transparencia sin renunciar al control. La gente puede utilizar la red para ver sus datos de consumo sin tener el acceso necesario para una toma de posesión hostil. Algunos nodos y transacciones pueden hacerse públicos mientras que otros no. Esta decisión de configuración depende de la autoridad de control.

Hay muchas aplicaciones para las blockchains híbridas. Ya están ganando popularidad en el sector inmobiliario, pero también tienen casos de uso en la sanidad, el gobierno y el comercio minorista. Por ejemplo, los ciudadanos podrían votar en una blockchain híbrida, donde las identidades y los votos legítimos son imposibles de duplicar o falsificar. Los funcionarios electorales podrían entonces ver y validar los datos sin que exista el riesgo de que puedan alterar algo en el proceso.

Del mismo modo, una blockchain híbrida en el ámbito de la sanidad podría permitir al personal médico ver y acceder a los historiales de los pacientes, pero manteniendo la suficiente privacidad para mantener a los usuarios no deseados fuera de esos nodos.

  1. Blockchain de consorcio

El último tipo de red blockchain es el consorcio. También se conocen como blockchains federadas y son similares a los sistemas privados, pero con algunas diferencias clave. Las redes de consorcio son gestionadas por un grupo de autoridades en lugar de una única entidad de control. Varias organizaciones que operan en la misma ciudad pueden incluso supervisar la misma blockchain de consorcio.

Una red de consorcio está en cierto modo descentralizada, pero mantiene las propiedades de una red privada totalmente autorizada. Este tipo de blockchain se está haciendo cada vez más popular entre las empresas, y empresas como IBM lo emplean.

Las redes de consorcio requieren un alto nivel de cooperación entre todas las partes, y pueden ser un modelo eficaz para la cadena de suministro, las finanzas y las aplicaciones empresariales. Dentro de la Smart City, puede darse el caso que facilite la cooperación entre los diferentes proveedores de un mismo servicio, como la movilidad inteligente. Las organizaciones implicadas pueden mantener controles de acceso y obtener la velocidad de procesamiento, la seguridad y la escalabilidad de una red privada.

Por supuesto, las redes de consorcio también tienen inconvenientes que hay que tener en cuenta. Por ejemplo, todas las organizaciones que gestionan la red deben aprobar los cambios. Esto puede limitar la personalización que obtiene una empresa y el tiempo que se tarda en impulsar los protocolos propuestos.

Al igual que las redes privadas, la falta de transparencia puede ser un problema para algunas empresas del ecosistema urbano. Las vulnerabilidades de incluso una de las organizaciones supervisoras pueden abrir la puerta a una brecha en todo el sistema. También hay que tener en cuenta la posibilidad de que cualquiera de las empresas que gestionen conjuntamente la cadena de bloques pueda ocultar datos entre sí. Por ello, el mantenimiento de una blockchain de consorcio requiere un alto nivel de confianza entre los socios, y al menos, que los propios responsables de la gestión de la ciudad estén involucrados en la gobernanza.

Blockchain para cada servicio y caso de uso

La tecnología blockchain puede ser extremadamente valiosa para las Smart Cities pues se puede utilizar una red blockchain para verificar rápidamente y sin problemas las transacciones que se llevan a cabo en las decenas de servicios que la ciudad presta a sus habitantes, validar los contratos y parámetros de estos y gestionar los datos que se generan con su uso.

Cada tipo de red tiene sus pros y sus contras, pero hay un modelo para cada caso de uso que cada ciudad puede valorar. La elección del más adecuado requiere simplemente encontrar el equilibrio adecuado entre transparencia, seguridad y control de acceso.

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