Una implementación educativa de una blockchain simple en Java que demuestra los conceptos fundamentales de tecnología de ledger distribuido, criptografía y transacciones digitales.

• Descripción
• Características
• Requisitos
• Instalación
• Uso
• Arquitectura
• Componentes
• Cómo Funciona
• Ejemplos
• Contribuciones
• Licencia

NoobChain es una implementación educativa de una blockchain que implementa los conceptos clave de tecnología blockchain, incluyendo:

• Proof of Work: Algoritmo de minado basado en dificultad ajustable
• Criptografía: Firmas digitales ECDSA y hashes SHA-256
• Transacciones: Sistema completo de entrada/salida con UTXO (Unspent Transaction Output)
• Validación: Verificación integral de la integridad de la cadena
• Billeteras: Gestión de claves públicas y privadas

Este proyecto fue creado con propósitos educativos para entender cómo funcionan internamente los sistemas blockchain.

• ✅ Estructura de bloques con merkle root
• ✅ Algoritmo Proof of Work ajustable
• ✅ Validación de cadena completa
• ✅ Sistema de transacciones con firmas digitales

• ✅ UTXO (Unspent Transaction Output)
• ✅ Entrada y salida de transacciones
• ✅ Validación de firma ECDSA
• ✅ Verificación de integridad de datos

• ✅ Generación de pares de claves ECDSA
• ✅ Cálculo de saldo desde UTXOs
• ✅ Envío seguro de fondos
• ✅ Gestión de cambio de transacciones

• ✅ Hashing SHA-256
• ✅ Firmas digitales ECDSA
• ✅ Validación de merkle root
• ✅ Verificación de cadena de custodia

• Java: JDK 11 o superior
• Maven: 3.6 o superior (para compilar)
• BouncyCastle: Librería criptográfica (incluida en pom.xml)
• Gson: Para serialización JSON (incluida en pom.xml)

git clone https://github.com/K3N4Y/NoobChain.git
cd NoobChain

mvn clean compile

mvn package

mvn exec:java -Dexec.mainClass="main.NoobChain"

O compilar y ejecutar directamente:

javac -cp ".:target/classes:target/dependency/*" src/main/*.java
java -cp ".:target/classes:target/dependency/*" main.NoobChain

Creating and Mining Genesis block... 
Bloque mindado!!!00000abc123def...

WalletA's balance is: 100.0

WalletA is Attempting to send funds (40) to WalletB...
Transaction Successfully added to Block
Bloque mindado!!!00000xyz789ghi...

WalletA's balance is: 59.5
WalletB's balance is: 40.0

Blockchain is valid

┌─────────────────────────────────────────┐
│           NoobChain (Main)              │
│  - Gestiona blockchain                  │
│  - Valida cadena completa               │
│  - Coordina transacciones               │
└────────────┬──────────────────┬─────────┘
             │                  │
      ┌──────▼──────┐    ┌─────▼──────┐
      │   Wallet    │    │   Block    │
      │ - Billetera │    │ - Minado   │
      │ - Saldo     │    │ - Hash     │
      │ - Envío     │    │ - Merkle   │
      └──────┬──────┘    └─────┬──────┘
             │                  │
      ┌──────▼─────────────────▼──────┐
      │      Transaction              │
      │ - Entrada/Salida              │
      │ - Firma ECDSA                 │
      │ - Validación                  │
      └──────┬──────────────┬─────────┘
             │              │
      ┌──────▼──────┐  ┌───▼─────────┐
      │Transaction  │  │Transaction  │
      │  Input      │  │   Output    │
      └─────────────┘  └─────────────┘

Clase principal que gestiona toda la blockchain.

Responsabilidades:

• Almacenar lista de bloques
• Gestionar UTXOs globales
• Validar integridad de la cadena
• Coordinar transacciones

Atributos principales:

public static ArrayList<Block> blockchain
public static HashMap<String, TransactionOutput> UTXOs
public static int difficulty
public static float minimumTransaction

Representa un bloque individual en la cadena.

Responsabilidades:

• Almacenar transacciones
• Calcular hash del bloque
• Realizar minado (Proof of Work)
• Validar transacciones

Características:

• Hash SHA-256
• Merkle Root de transacciones
• Nonce para prueba de trabajo
• Timestamp

Gestiona transacciones individuales.

Responsabilidades:

• Verificar firma digital
• Validar entrada/salida
• Procesar transacción
• Calcular ID de transacción

Métodos clave:

• generateSignature(): Firma la transacción
• verifiySignature(): Verifica la firma
• processTransaction(): Procesa y valida

Gestiona billeteras y claves criptográficas.

Responsabilidades:

• Generar pares de claves ECDSA
• Calcular saldo
• Firmar transacciones
• Enviar fondos

Métodos clave:

• generateKeyPair(): Crea claves públicas/privadas
• getBalance(): Calcula saldo desde UTXOs
• sendFunds(): Crea y firma transacciones

Representa la entrada de una transacción.

Atributos:

• transactionOutputId: ID del UTXO referenciado
• UTXO: Referencia al UTXO

Representa la salida de una transacción.

Atributos:

• id: Hash único del output
• recipient: Clave pública del destinatario
• value: Cantidad de monedas
• parentTransactionId: ID de la transacción padre

Utilidades criptográficas.

Métodos principales:

• applySha256(): Calcula SHA-256
• applyECDSASig(): Firma con ECDSA
• verifyECDSASig(): Verifica firma ECDSA
• getStringFromKey(): Codifica clave en Base64
• getMerkleRoot(): Calcula merkle root

1. Se crean 3 billeteras (A, B, Coinbase)
2. Se crea transacción genesis: Coinbase → WalletA (100 monedas)
3. Se crea primer bloque y se agrega la transacción
4. Se mina el bloque

1. Usuario A crea transacción
2. Especifica entrada (UTXO actual) y salida (destinatario + cambio)
3. Firma la transacción con su clave privada
4. Se agrega a un bloque nuevo
5. El bloque se mina (Proof of Work)
6. Se agrega a la cadena

1. Para cada bloque (excepto genesis):
   a. Verificar hash = calculateHash()
   b. Verificar previousHash correcto
   c. Verificar hash comienza con "0"*difficulty
   
2. Para cada transacción:
   a. Verificar firma digital válida
   b. Verificar entrada/salida balance
   c. Verificar UTXO existe
   d. Verificar UTXO no fue gastado
   e. Verificar destinatarios correctos

Wallet wallet = new Wallet();
System.out.println("Saldo: " + wallet.getBalance());

Transaction transaction = walletA.sendFunds(walletB.publicKey, 50f);
block.addTransaction(transaction);

Block block = new Block(previousBlockHash);
block.addTransaction(transaction);
NoobChain.addBlock(block); // Mina y agrega

if (NoobChain.isChainValid()) {
    System.out.println("Blockchain válida");
} else {
    System.out.println("Blockchain comprometida");
}

• Función hash criptográfica
• Genera hash de 256 bits
• Propiedad: imposible revertir
• Usada en: cálculo de hash de bloque

• Algoritmo de firma digital
• Clave pública: verifica firma
• Clave privada: crea firma
• Curva: prime192v1

• Árbol hash de todas las transacciones
• Cambio en cualquier transacción → cambio en merkle root
• Cambio en merkle root → cambio en hash de bloque

• Monedas disponibles no gastadas
• Se usa como entrada en nueva transacción
• Se reemplaza por nuevas salidas

El programa incluye pruebas integradas que verifican:

1. Creación de bloques: Bloques se crean con hash válido
2. Minado: Prueba de trabajo se calcula correctamente
3. Transacciones: Se procesan y validan correctamente
4. Firmas: Las firmas ECDSA se verifican
5. Validación de cadena: La integridad se mantiene

Ejecutar pruebas:

mvn test

NoobChain.difficulty = 4; // Reduce tiempo de minado
NoobChain.difficulty = 6; // Aumenta dificultad

NoobChain.minimumTransaction = 0.5f; // Moneda mínima

• No es producción: Solo para educación
• No es escalable: Mantiene todo en memoria
• Minado simple: No implementa pool de minería
• Dificultad fija: No se ajusta automáticamente
• Sin persistencia: Datos se pierden al cerrar

• Persistencia en base de datos
• API REST
• Pool de minería
• Dificultad dinámica
• Interfaz gráfica
• Nodos distribuidos
• Smart contracts

Este proyecto está disponible bajo licencia MIT. Ver archivo LICENSE para detalles.

K3N4Y

• GitHub: @K3N4Y
• Repositorio: NoobChain

Para preguntas, sugerencias o reportar issues:

1. Abre un issue en GitHub
2. Envía un pull request con mejoras
3. Contacta al autor

• Bitcoin Whitepaper
• ECDSA Explained
• Merkle Trees
• Proof of Work

• BouncyCastle Documentation
• Gson Documentation

Nota: Este proyecto es únicamente para propósitos educativos. No debe usarse en producción ni para aplicaciones reales de blockchain.

Última actualización: Diciembre 2025