Es una lista de registros de datos que se puede ampliar continuamente, denominados «bloques», y que se vinculan entre sí mediante procedimientos criptográficos. Cada bloque suele contener un hash (valor de dispersión) criptográficamente seguro del bloque anterior, un sello de tiempo y datos de la transacción.

El término blockchain también se utiliza cuando un sistema de contabilidad se gestiona de forma descentralizada y debe documentarse el estado correcto porque muchos participantes se involucran en la contabilidad. Este concepto se conoce como Tecnología de Libro Mayor Distribuido o DLT (Distributed Ledger Technology). Lo que se va a documentar es irrelevante para el término blockchain. Lo importante es que las transacciones posteriores se basen en las anteriores y que se confirme que son correctas demostrando el conocimiento de las mismas. Esto hace imposible manipular o borrar la existencia o el contenido de las transacciones anteriores sin destruir simultáneamente todas las transacciones posteriores también. Otros participantes en la contabilidad descentralizada que todavía tienen conocimiento de las transacciones posteriores reconocerían una copia manipulada del blockchain por el hecho de que contiene incoherencias en los cálculos

Los primeros fundamentos para la concatenación criptográficamente segura de bloques individuales fueron descritos en 1991 por Stuart Haber y W. Scott Stornetta, en 1996 por Ross J. Anderson y en 1998 por Bruce Schneier y John Kelsey. En 1998, Nick Szabo también trabajó en un mecanismo para una moneda digital descentralizada, que denominó «Bit Gold». En 2000, Stefan Konst elaboró una teoría general de las concatenaciones criptográficamente seguras y derivó de ella varias soluciones para su aplicación.

El concepto del blockchain como sistema de gestión de bases de datos distribuidas fue descrito por primera vez en 2008 por Satoshi Nakamoto en su «Libro Blanco sobre Bitcoin». Al año siguiente, publicó la primera implementación del software Bitcoin, lanzando la primera blockchain distribuida públicamente.

Los nuevos bloques se crean a través de un proceso de consenso y luego se adjuntan al blockchain. El método de consenso más popular es el método de prueba de trabajo, pero hay muchas otras formas de consenso (prueba de estaca, prueba de capacidad, prueba de quema, prueba de actividad). Al almacenar los datos en un blockchain, que se construyen unos sobre otros, no es posible cambiar los datos después sin dañar la integridad de todo el sistema. Esto hace que la manipulación de los datos sea considerablemente más difícil. El mecanismo de consenso descentralizado sustituye la necesidad de que un tercero de confianza confirme la integridad de las transacciones.

Un blockchain es una secuencia encadenada de bloques de datos que se actualiza con el tiempo.

Un blockchain no se almacena de forma centralizada, sino que se gestiona como un registro distribuido. Todos los participantes guardan su propia copia y la actualizan.

Mediante la utilización de firmas digitales, se puede almacenar información en el blockchain que demuestra de manera fehaciente que los participantes han depositado indiscutiblemente ciertos datos, por ejemplo, que han iniciado transacciones.

Se utilizan procedimientos criptográficos para asegurar que el blockchain no pueda ser modificado posteriormente. Por lo tanto, el blockchain es inalterable, a prueba de falsificaciones y a prueba de manipulaciones.

Los datos almacenados en el blockchain pueden ser vistos por todos los participantes. Sin embargo, esto no significa necesariamente que todo el mundo pueda leerlo, porque el contenido puede guardarse en forma encriptada. Las cadenas de bloques permiten una configuración flexible del grado de confidencialidad.

Hay que asegurarse de que se cree una cadena idéntica para todos los participantes. Para ello, primero deben elaborarse propuestas de nuevos bloques. Esto se hace mediante validadores (que en Bitcoin se llaman «mineros»). Entonces los participantes deben acordar qué bloque propuesto se insertará realmente en la cadena. Esto se hace mediante el llamado protocolo de consenso, un procedimiento algorítmico para la votación.

Con Bitcoin, un blockchain consiste en una serie de bloques de datos, en cada uno de los cuales se combinan una o más transacciones y se les proporciona una suma de comprobación (checksum), es decir, cada uno de ellos se combina en pares para formar un árbol de hashes. La raíz del árbol (también llamada raíz de Merkle) se almacena en el encabezado. El digesto del encabezado completo se almacena en el siguiente encabezado. Esto garantiza que ninguna transacción pueda modificarse sin cambiar también el encabezamiento asociado y todos los bloques posteriores.

El blockchain de Bitcoin es la cadena de bloques más antigua. Comenzó en enero de 2009, tenía un tamaño aproximado de 221.846 GB a principios de junio de 2019 y era redundante y accesible al público en aproximadamente 9516 nodos el 5 de junio de 2019.

La auditoría en la tecnología de la información consiste en registrar las operaciones críticas para la seguridad de los procesos de software. Esto se refiere en particular al acceso y la modificación de información confidencial o crítica. La auditoría es adecuada para un blockchain porque produce cantidades relativamente pequeñas de datos y al mismo tiempo tiene altos requisitos de seguridad.

Un blockchain puede proteger el registro de auditoría (también conocido como pista de auditoría) contra los cambios. Además, las entradas individuales deben estar provistas de una firma digital para garantizar su autenticidad. Un mecanismo de consenso descentralizado, como en el caso de Bitcoin, no es absolutamente necesario.

Dado que, por un lado, se almacena la información confidencial y, por otro, no se puede eliminar ningún elemento del blockchain sin invalidarla, las entradas individuales también pueden ser codificadas. Dado que la aplicación de las cadenas de bloques es actualmente muy compleja debido a la falta de implementaciones fáciles de usar, se recomienda utilizarlas sólo para la información que sea particularmente digna de protección.

Entre los ejemplos de utilización figuran la auditoría de los sistemas de información médica (por ejemplo, los registros sanitarios electrónicos), los contratos y las transacciones financieras de alto valor financiero, los secretos militares, la legislación y el voto electrónico, la gestión de la seguridad de los activos críticos o los datos de grandes empresas.

Como se anunció en julio de 2018, las cuatro empresas de contabilidad Deloitte, KPMG, PricewaterhouseCoopers International y Ernst & Young están probando un servicio de blockchain para la auditoría de informes provisionales de empresas públicas. El objetivo es permitir a las empresas de auditoría hacer un seguimiento descentralizado de las transacciones comerciales mediante una cadena de datos rastreable y a prueba de manipulaciones, optimizando y automatizando así el proceso de confirmación.

El blockchain también se está considerando como una aplicación en los mercados bancarios. El consorcio R3 ha publicado la plataforma Corda con varias instituciones financieras, que tiene por objeto servir de base para las aplicaciones de blockchain para los mercados de capital. La plataforma se utilizará hasta 2021 como proyecto piloto para el E-Krona del Banco Nacional de Suecia, en cooperación con Accenture.

Las mayores áreas de aplicación de los mercados de capital son la liquidación de acciones y otros instrumentos financieros, la emisión de préstamos sindicados y la financiación de empresas con capital social.

El uso de blockchain, en la que las partes implicadas documentan conjuntamente las transacciones de la cadena de suministro, puede suponer un importante ahorro de tiempo y dinero. Un blockchain podría eliminar la desconfianza de un agente gestor del registro central, ya que un registro de blockchain es accesible a todos los participantes. Los derechos de contabilidad y lectura pueden distribuirse en etapas, adaptándose a los diferentes grupos de usuarios y sus necesidades, como los fabricantes, los transportistas, las aduanas y los diversos consumidores. En el caso de los consumidores finales, por ejemplo, sólo se pueden conceder derechos de lectura, lo que permite rastrear de manera transparente y verificable el origen de toda la cadena de suministro, desde la cosecha hasta la elaboración, la logística, el despacho de aduanas, la certificación, la vigilancia de los alimentos, los mayoristas y los minoristas.

Además, existe un potencial de automatización para el cumplimiento de las obligaciones de documentación: Por ejemplo, un sensor instalado en un contenedor podría medir la temperatura de los alimentos, escribir los datos medidos en el blockchain y así documentar el cumplimiento completo de la cadena de frío. Si no se cumpliera, un contrato inteligente establecido podría alertar automáticamente.

Durante años, la crítica pública ha sido expresada por expertos que cuestionan la seguridad y la utilidad del encadenamiento de bloques. Las críticas más comunes son la baja eficiencia de las largas cadenas de datos y el alto consumo de energía en el proceso de prueba de trabajo que a menudo se utiliza para crear un nuevo bloque válido.

Además de las críticas técnicas por parte de los desarrolladores, los expertos del mundo económico y financiero también advierten contra la euforia por una «solución» que carece de problemas. En su informe de 2019, la Comisión Alemana de Expertos para la Investigación y la Innovación considera que la tecnología de cadena en bloque ofrece «grandes beneficios potenciales para las empresas, la población y la administración». Entre las posibles aplicaciones figuran las cadenas de suministro internacionales y el comercio de electricidad.