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Anclado
El mayor desafío en la gestión de Bitcoin: el papel de las claves privadas y BIP39
El valor intrínseco de Bitcoin se centra en cómo gestionar adecuadamente la clave privada. Si pierdes esta clave, también pierdes el acceso a tus bitcoins. El dicho común de “sin llave, no hay moneda” simboliza la soberanía de Bitcoin.
¿Dónde existe Bitcoin?
Lo que resulta difícil de entender para las personas que no están familiarizadas con la tecnología es, en realidad, dónde existe Bitcoin. Desde una perspectiva general, se puede pensar que la cartera es como una caja donde se guarda dinero. Sin embargo, en realidad, una cartera no almacena los bitcoins en sí. Solo mantiene la clave privada.
La realidad de Bitcoin es simplemente una entrada de datos en la cadena de bloques, alojada por todos los participantes de la red. Usar Bitcoin equivale a proponer una actualización de los datos registrados en la cadena de bloques. La clave privada es la herramienta que demuestra que solo el propietario de la clave puede aprobar esas actualizaciones de datos.
La naturaleza de la clave privada: un número muy grande
La clave privada, en última instancia, es un número extremadamente grande compuesto por 256 bits de 1 y 0 generados aleatoriamente. En formato binario sería así:
1110001011011001011110111100000101000000100010011110101110110101110111001111111111111010101110100101110100111010011100101001 101111010001100001111101011110011010010111100110111010000011011011011100011010001100011110100011000111101101001001111011010101010110011011010
Esa aleatoriedad abrumadora es la base de la seguridad de la cartera. La cantidad de combinaciones posibles para una clave privada de Bitcoin es casi igual al número de átomos en el universo observable. Por lo tanto, si se genera mediante un proceso verdaderamente aleatorio, la clave privada es esencialmente segura.
Diferentes formatos de representación de la clave privada
La misma clave privada puede representarse en diferentes esquemas de codificación.
En hexadecimal: E2D97BC144089EBB5773FFABA5D3A729BD187D79A5E6E836DC68C7A24F6AB36A
En formato WIF (Wallet Import Format): 5KYC9aMMSDWGJciYRtwY3mNpeTn91BLagdjzJ4k4RQmdhQvE98G
El formato WIF fue el estándar para intercambiar claves privadas en los primeros días de Bitcoin. En ese entonces, los usuarios generaban una clave privada y derivaban la clave pública a partir de ella.
Cómo se genera la clave pública
El proceso para crear una clave pública a partir de una clave privada es, fundamentalmente, una multiplicación de un número muy grande. La criptografía de curva elíptica Secp256k1 que usa Bitcoin tiene un punto especial llamado “punto generador”. Este es el punto base de la curva Secp256k1 y es esencial para la generación de claves y firmas.
El punto generador G es: G = 02 79BE667E F9DCBBAC 55A06295 CE870B07 029BFCDB 2DCE28D9 59F2815B 16F81798
Multiplicando la clave privada por este punto, se obtiene un nuevo punto en la gráfica. Este será la clave pública, matemáticamente relacionada con la clave privada que solo tú conoces.
Clave pública en formato no comprimido: 04C0E410A572C880D1A2106AFE1C6EA2F67830ABCC8BBDF24729F7BF3AFEA06158F0C04D7335D051A92442330A50B8C37CE0EC5AFC4FFEAB41732DA5108261FFED
Para ahorrar espacio, la clave pública también puede estar en formato “comprimido”, que solo mantiene un byte que indica el signo de las coordenadas x e y.
Cómo funciona la firma de transacciones
Al firmar una transacción con la clave privada, también se realiza una operación de multiplicación. La cartera genera un nonce (número aleatorio), y usando la clave privada y el hash de la transacción, realiza cálculos para crear la firma (que consta de dos valores, r y S).
Con esta firma, cualquiera puede verificar que la firma proviene de la clave correcta sin revelar la clave privada. La propiedad de uso de Bitcoin se establece, en esencia, mediante operaciones matemáticas de multiplicación de números grandes.
BIP39: una solución amigable para el usuario
Todo lo explicado hasta ahora puede resultar abrumador para quienes no están familiarizados con la tecnología de activos digitales. Binarios, hexadecimal, coordenadas en curvas elípticas—todo requiere comprensión simultánea. En particular, la tarea práctica de respaldar de forma segura la clave privada es un problema serio para muchos usuarios.
Para abordar esto, se ha desarrollado un método más intuitivo y seguro: la frase semilla (mnemónica).
¿Qué es la frase semilla mnemónica BIP39?
El problema subyacente de las semillas mnemónicas es la dificultad de copiar y transcribir los 256 bits de 1 y 0. Un error en un solo dígito puede invalidar completamente la copia de respaldo:
1110001011011001011110111100000101000000100010011110101110110101110111001111111111111010101110100101110100111010011100101001 101111010001100001111101011110011010010111100110111010000011011011011100011010001100011110100011000111101101001001111011010101010110011011010
En lugar de esa larga cadena de números, se necesita una representación más manejable para las personas.
Ejemplo de semilla mnemónica: Tractor Actualiza Ira Camello Recuerda Laptop Reforma Detalles División Triste Grasa
Solo son 12 palabras. La gestión se vuelve mucho más sencilla. Pero, ¿cómo se transforma esa colección aleatoria de 1 y 0 en palabras con significado?
¿Cómo funciona el esquema de codificación BIP39?
Al igual que con binarios y hexadecimales, se usa un esquema de codificación. Cada palabra en la semilla mnemónica corresponde a una secuencia específica de bits de 1 y 0, mapeada mediante un esquema de codificación.
En BIP39, se introdujo un método de codificación estandarizado. Cada palabra en un diccionario especialmente creado se mapea en orden alfabético a un número binario de 11 bits, desde 00000000001 hasta 11111111111.
Ejemplo de mapeo de una semilla de demostración:
En formato binario, sería: 11101001001 10110110001 01011110011 01000001001 10110101110 01111101000 10110100010 00111100010 11010010001 01100110100 00010011110 01010011011
2048 palabras y sistema de 11 bits
En BIP39, hay 2048 palabras, cada una mapeada a 11 bits de 1 y 0. Esto facilita que las personas manipulen las claves privadas de forma más sencilla.
Cuando se genera un número aleatorio a partir de la clave privada, la cartera divide ese número en bloques de 11 bits y los mapea en el diccionario mnemónico BIP39. El mismo número grande se puede convertir en una secuencia de palabras legible en inglés. La mente humana es mucho más fuerte interpretando una secuencia de palabras que una larga cadena de bits. Este formato reduce significativamente el riesgo de pérdida de bitcoins por errores de transcripción.
¿Mecanismo de checksum?
Al observar la codificación binaria, se nota que la última “palabra” en realidad solo usa 8 bits. Esto es un checksum para verificar la validez de la semilla.
Al generarse la clave, no se asegura que el número de dígitos necesarios para mapear exactamente a 12 (o 24) palabras sea suficiente. La cartera realiza un hash del número existente y añade los primeros bits del hash al final de la clave para completar la cantidad de bits necesarios para la última palabra.
Este checksum permite verificar matemáticamente si la copia de la semilla es correcta. Si ingresas una semilla mnemónica incorrecta en la cartera, el checksum no coincidirá. Cada semilla (de 12 o 24 palabras) tiene múltiples checksums válidos, pero si la última palabra no coincide con el checksum correcto, la cartera advertirá que es inválida.
A diferencia de copiar números binarios en bruto, este método es intuitivo y matemáticamente seguro.
Cómo se seleccionan las palabras
Las 2048 palabras en la lista BIP39 han sido cuidadosamente seleccionadas para que las primeras 4 letras no sean iguales, reduciendo la confusión y errores de transcripción que puedan dañar la copia de respaldo de la clave privada.
De semillas mnemónicas a múltiples pares de claves
El proceso para derivar múltiples claves privadas y públicas desde una semilla mnemónica es sorprendentemente simple.
La semilla mnemónica se somete a un hash SHA512, produciendo 512 bits de hash. La primera mitad se usa como la clave privada real, y la segunda mitad, junto con un índice y la clave privada o pública existente, se introduce en SHA512 para generar nuevos pares de claves. Repetir este proceso permite derivar innumerables nuevas claves privadas y públicas a partir de una sola frase mnemónica.
Innovaciones que trajo BIP39
Gracias a estos mecanismos, se puede gestionar la clave privada de forma lo más simple y segura posible, minimizando el riesgo de pérdida de activos por errores. Todo esto se realiza mediante matemáticas.
La razón por la que Bitcoin se llama “dinero protegido por matemáticas” ahora es mucho más clara. BIP39 es un invento crucial en el ecosistema de Bitcoin, que implementa esa robustez matemática en una forma amigable para el usuario.