Nonce (Cripto)

¿Qué es Nonce?

Nonce significa “número una vez” en el mundo de las criptomonedas, y se refiere a un número arbitrario que sólo se utiliza una vez en una comunicación criptográfica.

Este número generado aleatoriamente está diseñado para mantener la privacidad de las comunicaciones y protegerlas contra ataques de repetición.

Un nonce a menudo incluye una marca de tiempo, lo que lo hace válido sólo durante un tiempo específico. Si no tiene una variable temporal, el nonce deberá generarse con suficientes bits aleatorios para garantizar una probabilidad extremadamente baja de que se repita un valor generado previamente.

En términos técnicos, el nonce es un número de cuatro bytes que se añade a un bloque cifrado en una cadena de bloques. Cuando este número se rehace, es decir, se convierte en una forma compleja utilizando normalmente un algoritmo matemático, cumple las restricciones de nivel de dificultad.

Entendiendo el Nonce

La seguridad es una característica fundamental de la tecnología blockchain. Un elemento clave que desempeña un papel significativo en el mantenimiento de la integridad de una cadena de bloques es el nonce.

En el corazón de la seguridad de la cadena de bloques se encuentra la creación y validación de números largos y encriptados conocidos como hashes, que sirven como bloque de construcción fundamental para la tecnología de cadena de bloques. Para generar estos hashes se emplea una función criptográfica determinista, lo que significa que produce el mismo resultado cuando se le da la misma entrada.

Esta naturaleza determinista facilita un hashing eficiente, dificultando la determinación de la entrada original y garantizando la seguridad de la cadena de bloques. Incluso pequeñas alteraciones en la entrada dan lugar a hashes completamente diferentes, lo que contribuye aún más a la fortaleza del sistema.

Para mantener la seguridad de la cadena de bloques, los datos de los bloques anteriores se cifran o se convierten en una serie de números que forman el encabezamiento del bloque siguiente. La cabecera de bloque, un componente esencial de cada bloque, contiene varios campos de metadatos cruciales para el funcionamiento de la cadena de bloques.

Entre estos campos, el nonce desempeña un papel fundamental. Los mineros, las entidades responsables de validar y añadir nuevos bloques a la cadena de bloques, participan en una carrera computacional para encontrar un nonce que satisfaga unos criterios específicos.

El nonce, esencialmente un valor numérico, es el objetivo que los mineros se esfuerzan por descubrir a través de sus esfuerzos computacionales. Al encontrar el nonce correcto, los mineros demuestran su trabajo computacional y contribuyen a la validación del bloque.

De este modo, el nonce es un factor crítico en el mecanismo de consenso de la cadena de bloques. Añade un elemento de competición y complejidad computacional, contribuyendo a la seguridad de la red blockchain.

Cabe señalar que el proceso de encontrar el nonce requiere una potencia computacional significativa. Una vez que los mineros encuentran un nonce válido, transmiten el bloque a la red y otros mineros verifican la solución. Este proceso protege frente a actores maliciosos que intenten comprometer la integridad de la cadena de bloques.

Diferentes tipos de valores nonce

Existen diferentes enfoques para generar y crear un nonce que pueden afectar a su seguridad y unicidad. Un nonce aleatorio se crea combinando números arbitrarios. Este método garantiza que el nonce resultante sea impredecible y proporciona un nivel de protección contra los atacantes que intentan recopilar múltiples claves dentro de un sistema.

La generación aleatoria de nonce dificulta considerablemente que los actores maliciosos puedan anticipar o replicar los valores de nonce con precisión. Sin embargo, el uso de un nonce puramente aleatorio puede no garantizar la unicidad, ya que sigue existiendo la posibilidad de generar el mismo número aleatorio más de una vez.

Por otro lado, un nonce secuencial se genera de forma incremental, siguiendo una secuencia predecible. Este método garantiza que los valores no se repitan, que no puedan reproducirse y que no consuman espacio de almacenamiento innecesario. Los nonces secuenciales proporcionan un nivel de fiabilidad y orden, facilitando el seguimiento y la verificación de los valores nonce utilizados.

Sin embargo, esta previsibilidad también puede introducir vulnerabilidades. Si un hacker puede identificar el patrón a través del cual se generan los nonces secuenciales, puede ser capaz de adivinar el valor del siguiente nonce, comprometiendo la seguridad del sistema.

Un nonce ideal incorporaría elementos aleatorios y secuenciales para lograr un equilibrio entre previsibilidad e imprevisibilidad. Combinando estos dos enfoques, los valores nonce se vuelven más robustos y resistentes a los ataques.

Por ejemplo, una marca de tiempo como “3:01 p.m. 9/17/2020” puede considerarse un nonce secuencial, ya que sigue un patrón incremental. Aunque puede ser algo predecible, la probabilidad de que se repita la misma marca de tiempo es mínima. Sin embargo, un hacker que conozca el patrón de claves con marca de tiempo podría adivinar el valor del siguiente nonce.

Para introducir más imprevisibilidad, se pueden utilizar generadores de números pseudoaleatorios (PRNG). Los PRNG producen secuencias de números aparentemente aleatorios basados en un algoritmo definido. Aunque los nonces generados por PRNG son más impredecibles, sigue existiendo la posibilidad de que se dupliquen los valores, ya que el mismo número aleatorio podría generarse más de una vez.

¿Cuáles son las aplicaciones de un Nonce?

Hay varios usos diferentes de un nonce, incluyendo:

  1. Autenticación: Un nonce se puede utilizar en protocolos de autenticación como método para prevenir ataques de repetición, asegurando que no se reutilizan comunicaciones antiguas.
  2. Hashing: Un nonce se puede utilizar en sistemas de prueba de trabajo (PoW) para cambiar la entrada de una función hash criptográfica, haciendo que el número sea arbitrario para alcanzar la dificultad deseada.
  3. Vectores de inicialización: Los vectores de inicialización pueden denominarse nonces, ya que suelen ser aleatorios o pseudoaleatorios.
  4. Firmas electrónicas: Las herramientas de firma electrónica pueden utilizar valores nonce secretos para crear, comparar y verificar firmas.
  5. Gestión de identidades: Los nonces pueden utilizarse en numerosas funciones de gestión de identidades, como el inicio de sesión único (SSO), la autenticación de 2 factores (2FA) y la recuperación de cuentas.

Otros significados de la palabra nonce

La palabra nonce tiene múltiples significados más allá de su uso técnico en informática y TI. Uno de los usos comunes de nonce es indicar algo que es relevante para la ocasión inmediata o el momento presente. Significa un estado temporal o un propósito limitado a un contexto o marco temporal específico.

En terminología, las “nonce words” son términos o expresiones de reciente acuñación creados para un uso único y específico. Suelen tener su origen en obras de ficción, pero con el tiempo se van introduciendo en el lenguaje cotidiano.

En arquitectura, los “nonce orders” son diseños personalizados o variaciones de los órdenes arquitectónicos clásicos. Estos diseños únicos se desvían de las convenciones establecidas para cumplir requisitos específicos del proyecto o alcanzar objetivos estéticos distintos. Estos encargos añaden un toque de individualidad y creatividad a los proyectos arquitectónicos.

Lo esencial

En criptografía, nonce hace referencia a un número arbitrario que sólo se utiliza una vez. Un nonce puede utilizarse para validar la información contenida en un bloque, lo que ayuda a mantener la privacidad de las comunicaciones y a protegerlas contra ataques de repetición.

Los valores nonce tienen diversas aplicaciones en blockchain y TI. Estos números pueden utilizarse en protocolos de autenticación, herramientas de firma electrónica, programas de gestión de identidad y como vectores de inicialización. Sin embargo, uno de sus principales usos en criptomoneda es en sistemas PoW para garantizar la validez e integridad de cada bloque añadido a la blockchain.

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Ruholamin Haqshanas

Ruholamin Haqshanas es un periodista especializado en criptomonedas y finanzas con más de tres años de experiencia en el campo. Tiene una licenciatura en Mecatrónica y un gran interés en el espacio de FinTech. Comenzó como escritor independiente de tecnología, pero se adentró en el mundo de las criptomonedas en 2019. Ruholamin ha sido destacado en varios medios de noticias financieras y criptográficas, incluyendo CryptoNews, Investing.com, 24/7 Wall St, The Tokenist, Business2Community, ZyCrypto, EthereumPrice.org, Milk Road, entre otros. También ha trabajado con importantes proyectos de criptomonedas y DeFi como creador de contenido, incluyendo Midas Investments, BullPerks/GamesPad y Equalizer Finance.