La propiedad de las criptomonedas Bitcoin se establece a través de tres elementos principales: claves digitales (públicas y privadas), direcciones y firmas digitales, las cuales crean criptográficamente y son extremadamente seguras.

Clave privada y pública en Bitcoin
Clave privada y pública en Bitcoin

La criptografía de clave pública es lo que hace posible muchas de las singulares características del Bitcoin, como la confianza descentralizada, la comprobación de la propiedad y el modelo de seguridad de pruebas criptográficas.

La criptografía de clave pública fue creada en 1970 y hasta el día de hoy es la base matemática de la seguridad informática.

Desde entonces se han inventado una serie de funciones matemáticas adicionales que permiten la creación de firmas digitales infalsificables, para las cuales el Bitcoin utiliza el algoritmo ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) tanto para la creación de las claves públicas y privadas, como para la creación de firmas.

¿Qué son las claves digitales privadas y públicas en Bitcoin?

Las claves digitales son las que dan control al acceso de los Bitcoins almacenados en una cartera y para generarlas se utiliza la criptografía de clave pública y en concreto, en Bitcoin las claves digitales vienen en pares: la clave privada y la clave pública.

Podemos pensar en la clave pública como si fuera el número de una cuenta bancaria y la clave privada como si fuera la clave de acceso secreta a esa cuenta.

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La clave pública es usada para recibir Bitcoins, mientras que la clave privada es usada para firmar las transacciones para utilizar esos Bitcoins.

Una clave privada y una clave pública están matemáticamente relacionadas ya que la clave pública deriva de la clave privada. Ahora bien, es posible crear la clave pública a partir de una clave privada, pero es prácticamente imposible crear la clave privada a partir de una clave pública.

La posesión de ambas claves determina automáticamente el control sobre los Bitcoins que se almacenen en una cartera y por ello es muy importante que la clave privada permanezca siempre bajo el control del propietario de dicha cuenta.

Es importante resaltar también que las claves digitales en Bitcoin son creadas y almacenadas por los usuarios o  generadas y administradas por el software de cartera del usuario y por lo tanto, son completamente independientes del protocolo Bitcoin.

La clave privada puede tener esta estructura por ejemplo:

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Ahora, la clave pública se genera desde una clave privada. Una clave pública Bitcoin derivada de la clave privada puede tener este formato por ejemplo:

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Las direcciones Bitcoin

Para poder recibir y enviar Bitcoins necesitamos utilizar todavía dos elementos más que derivan de dichas claves.

Uno de ellos es la dirección Bitcoin, una cadena de alfanumérica que normalmente se genera a partir de las claves (pública y privada) y que podríamos definir como la huella digital de dichas claves.

Como las claves privadas y públicas tienen un formato muy complejo, son modeladas y creadas a partir de un proceso matemático que tiene un formato más gestionable.  Estas versiones de clave pública y privada son llamadas direcciones públicas y privadas.

La dirección privada es la que da acceso a los Bitcoins y la dirección pública es la “cuenta” que podemos compartir con el resto de la red para que nos envíen bitcoins, así como también es una dirección pública la cuenta de otro usuario para indicar en una transacción el receptor de los fondos que enviamos. Veamos unos ejemplos.

Ejemplo de una dirección pública después de haber sido aplicado el proceso matemático de resumen de la clave pública original (siempre empiezan con un 1 o 3. El tres es para direcciones multifirma):

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La dirección privada tiene un formato similar a la pública, pero debe ser secreta y nunca se debe compartir porque cualquiera que la conozca podría retirar esos bitcoins de la dirección pública.

Firma digital en Bitcoin

Para poder gastar los Bitcoins de una dirección en particular, debemos además probar su propiedad y para ello necesitamos demostrar que conocemos la clave privada.

Es decir, necesitamos demostrar que conocemos la clave privada de la clave pública a la que se refiere esa dirección Bitcoin. Y para poder demostrar que conocemos la clave privada sin revelarla públicamente es para lo que se utiliza la firma digital, incluida en el campo scriptSign de la transacción.

Las firmas digitales son elementos criptográficos que se calculan a partir de la clave privada y de la información incluida en la propia transacción.

Gracias a ello es posible que una clave pública pueda usarse para verificar que dicha firma se ha creado usando la clave privada correspondiente.

Además, como las firmas se calculan utilizando la clave privada y de la información incluida en la propia transacción, esto permiten demostrar además del conocimiento de la clave privada, que el poseedor de la misma y por lo tanto el dueño de esos Bitcoins, confirma los datos de dicha transacción.

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Por lo tanto, cada firma es solamente válida para una transacción específica.

El dueño de la clave privada puede firmar una transacción y gastar esos Bitcoins sin preocuparse de que su clave privada sea revelada porque la clave privada nunca es expuesta públicamente.

La firma y la clave pública de la dirección de la que se envían los Bitcoins se añaden al campo Input de la transacción. Esto demuestra que el propietario de la clave privada tiene realmente la intención de efectuar esa transacción y se asegura de que no puede ser alterada.

Actualmente, el protocolo Bitcoin está diseñado para que las claves y firmas se creen a través del esquema criptográfico conocido como Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) que es una variante del algoritmo DSA que emplea operaciones sobre puntos de curvas elípticas lo que le brinda la misma seguridad que DSA pero con números de menor tamaño, es decir, claves más pequeñas e igual de seguras.

Pero que en el caso de Bitcoin era importante, ya que reduce los requisitos de almacenamiento y de transmisión y con ello facilita el manejo da las claves. Sin embargo, existen otros tipos de esquemas criptográficos.

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