Vol. 4 – Núm. 2 / Julio – Diciembre – 2023
Autenticación de certificados académicos basada en la tecnología blockchain
Authentication of academic certificates based on blockchain technology
Autenticação de certificados acadêmicos com base na tecnologia blockchain
Milton Temistocles Andrade Salazar
1
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
mtandrade@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-4929-3233
Darío Alejandro Idrovo Guerrero
2
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
daidrovo@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-3178-6184
Jorge Antonio Pineda Hermosa
3
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
japineda@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-7389-658X
Miguel Angel Ajila Parrales
4
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
maajila1@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-2655-3634
Jordan Abel Zambrano Bedoya
5
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
jazambrano18@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-3114-2661
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v4/n2/262
Como citar:
Andrade, M., Idrovo, D., Pineda, J., Ajila, M. & Zambrano, J. (2023). Autenticación de
certificados académicos basada en la tecnología blockchain. Código Científico Revista de
Investigación, 4(2), 938-948.
Recibido: 10/11/2023 Aceptado: 10/12/2023 Publicado: 31/12/2023
1
Doctor en Ciencias Humanas por la Universidad del Zulia – Venezuela. Docente de la Universidad de las Fuerzas
Armadas ESPE Sede Santo Domingo
2
Estudiante de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
3
Estudiante de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
4
Estudiante de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
5
Estudiante de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sede Santo Domingo
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Resumen
Actualmente, el entorno educativo carece de un sistema de autenticación eficiente de
certificados emitidos por el Ministerio de Educación. Para resolver este problema, el sistema
Blockchain surge como una alternativa viable por sus características de descentralización e
inmutabilidad. El sistema de gestión de certificados lo registra de manera electrónica a través
de su sistema de cadena de bloques, y guarda los datos del registro de aprendizaje del estudiante
en el certificado emitido, lo que garantiza la autenticidad y confiabilidad del certificado. El
estudio tuvo un paradigma cualitativo, y se obtuvo la información por medio de artículos
científicos, los cuales se relacionan con la tecnología blockchain en el desarrollo de sistemas y
uso de estos, para la autenticación de certificados. Además, dado que los certificados se
registran en la cadena de bloques en forma de activos del editor, se fortalece la protección de
los derechos de autor en el campo de la educación. Los resultados experimentales muestran
que el método propuesto puede cumplir con los requisitos de rendimiento en los escenarios
educativos.
Palabras claves: blockchain, cadena de bloques, confiabilidad de certificados, autenticidad,
inmutabilidad.
Abstract
Currently, the educational environment lacks an efficient authentication system for certificates
issued by the Ministry of Education. To solve this problem, the Blockchain system emerges as
a viable alternative due to its characteristics of decentralization and immutability. The
certificate management system records it electronically through its blockchain system, and
saves the student's learning record data in the issued certificate, ensuring the authenticity and
reliability of the certificate. The study had a qualitative paradigm, and the information was
obtained through scientific articles, which are related to blockchain technology in the
development of systems and their use for certificate authentication. Furthermore, since
certificates are recorded on the blockchain in the form of publisher assets, copyright protection
in the field of education is strengthened. The experimental results show that the proposed
method can meet the performance requirements in educational scenarios.
Keywords: blockchain, digital assets, certificate trustworthiness, authenticity, immutability.
Resumo
Atualmente, o ambiente educacional carece de um sistema eficiente de autenticação dos
certificados emitidos pelo Ministério da Educação. Para resolver este problema, o sistema
Blockchain surge como uma alternativa viável devido às suas características de
descentralização e imutabilidade. O sistema de gerenciamento de certificados registra
eletronicamente por meio de seu sistema blockchain e salva os dados do registro de
aprendizagem do aluno no certificado emitido, garantindo a autenticidade e confiabilidade do
certificado. O estudo teve um paradigma qualitativo, e as informações foram obtidas através
de artigos científicos, que estão relacionados à tecnologia blockchain no desenvolvimento de
sistemas e sua utilização para autenticação de certificados. Além disso, uma vez que os
certificados são registados na blockchain sob a forma de ativos de editores, a proteção dos
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direitos de autor no domínio da educação é reforçada. Os resultados experimentais mostram
que o método proposto pode atender aos requisitos de desempenho em cenários educacionais.
Palavras-chave: blockchain, ativos digitais, confiabilidade dos certificados, autenticidade,
imutabilidade.
Introducción
La emisión de certificados o diplomas por parte del Ministerio de Educación en forma
física, causan un problema a la hora de comprobar si son legítimos, ya que estos formatos
consumen mucho tiempo y a su vez son costosos, en particular procesamiento e inspección,
requieren un certificado de terceros y son susceptibles de pérdida o destrucción debido al
almacenamiento inadecuado, natural, conflicto o simple error humano. Básicamente, el uso de
la tecnología blockchain tiene un alto impacto en la seguridad de los certificados. Al hacer uso
de Blockchain para la autenticación única de estos documentos, tales como los certificados y
diplomas, cada usuario dispone de una firma digital única, que para verificarla, simplemente se
debe comparar con la firma en la cadena de bloques (Kanan et al., 2019).
Según las estadísticas del Ministerio de Educación de Ecuador, todos los años se
gradúan una gran cantidad de estudiantes. Muchos de ellos al culminar sus estudios viajarán a
otros países o seguirán estudiando en instituciones terciarias para seguir preparándose y otros
buscarán un empleo o iniciarán su propio negocio. La mayoría de los documentos de estudios,
como certificados de rendimiento, certificado de notas, los diplomas, entre otros, serán de
mucha importancia para poder referenciar y validar todos los conocimientos adquiridos en el
transcurso de los estudios. La falta de instrumentos anti-falsificación, hace que la falsificación
de los certificados de graduación sean un posible objetivo a corromper (Untung Rahardja &
Achmad Nizar Hidayanto, n.d.).
El concepto de usar la tecnología blockchain en el almacenamiento y la seguridad de
datos se considera convencional actualmente. Pero también es la opción más justificada, una
progresión de las características inherentes de la cadena de bloques que se utiliza para preservar
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datos distintos. La cadena de bloques se creó inicialmente con la idea de mantener un registro
de todas las transacciones que se realizan en la red. Para evitar el doble gasto, Blockchain
verifica cada nueva transacción con los datos de transacciones existentes, confirmando su
legitimidad.
Para ser capaz de tales tareas, la cadena de bloques debe ser inmutable y segura, lo que
garantiza que los datos almacenados en ella tengan una marca de tiempo y se almacenen a
perpetuidad (Acronis to Use Blockchain for Data Protection, 2022).
Para poder resolver el problema de la falsificación de documentos o certificados, se
propone el sistema de certificados digitales basado en la tecnología blockchain. Mediante la
tecnología blockchain, que tiene propiedades inmodificables gracias a una cadena de bloques,
se pueden generar certificados digitales infalibles. Para llevar a cabo el procedimiento de
generar certificados digitales se tiene que llevar a cabo una serie de procedimientos, empezando
un archivo electrónico en papel con los datos relacionados en una base de datos y a su vez se
calcula el valor hash del archivo. Y al final se almacena el valor hash en un bloque de cadenas.
Metodología
En la última década la tecnología ha llegado de la cuarta revolución industrial,
acogiendo nuevos paradigmas tecnológicos, automatizando la cantidad de procesos que
realizan sus diferentes herramientas (Industria 4.0: La Automatización de Las Cosas, 2019).
No obstante, ha crecido el requerimiento de contar con plataformas y sistemas
orientados en la seguridad, creando confianza en este tipo de tecnologías (Redacción CIO
Mexico, 2018).
Los datos son un activo valioso en la mayoría de las instituciones, y muchas invierten
una gran cantidad de recursos para garantizar su creación, gestión y mantenimiento (Voutssas
M., Juan, 2022).
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Una empresa con sede en Singapur ha expresado su interés en experimentar con la
tecnología blockchain para mejorar sus servicios de almacenamiento y seguridad de datos.
Acronis, como se le conoce, ha contratado recientemente una instalación de investigación y
desarrollo para analizar la tecnología de protocolo distribuido, centrándose en el desarrollo de
herramientas que puedan utilizarse para proteger los datos de la corrupción, el robo (Acronis
to Use Blockchain for Data Protection, 2022).
Es esencial disponer de mecanismos que garanticen la integridad de la información para
evitar una serie de problemas comunes, como la pérdida o destrucción de información, la
falsificación de documentos y los ataques de ingeniería social.
Actualmente muchos expedientes académicos se publican ahora en papel físico u otros
formatos similares para documentar el aprendizaje de los estudiantes (Cheng & Lee, 2018).
Estos formatos son susceptibles de corrupción y a veces requieren una comunicación
directa con la institución para su verificación (Títulos Falsos Se Ofertan En Páginas De
Internet, 2013).
Ecuador es un país donde la innovación tecnológica va por detrás de las expectativas.
La adaptación tecnológica se retrasa por 20 años con respecto a otros países de la región, y es
comprensible que muchos centros de estudio, institutos y universidades del país sigan
confiando en los métodos de certificación manual (Pinasco, 2019).
Según las estadísticas de la Secretaría Nacional de Educación Superior, Ciencia,
tecnología e innovación (Senescyt ,2022). Cada año se gradúan más de 150 mil graduados,
algunos de ellos proseguirán su formación en países, centros de enseñanza secundaria o
superior continuando los estudios o acceder a un empleo. Para continuar sus estudios o
incorporarse al mercado laboral (Cheng & Lee, 2018).
Los estudiantes deben ser capaces de validar los conocimientos que han adquirido en
los cursos, la escuela o la formación, entre otros. Ya que estos documentos permitirán ser una
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referencia de gran ayuda a la hora de solicitar admisión en cualquier tipo de trabajo.
Estos documentos suelen contener datos personales sobre el estudiante, la institución y
la educación recibida, impresos o posiblemente almacenados en una base de datos privada, sin
muchas salvaguardias, lo que hace que estos documentos sean vulnerables a la falsificación y
deja a las partes interesadas sin medios legítimos para verificar los datos. Por lo tanto, se
necesita una solución para garantizar, validar y proteger la integridad de esta información.
Una tecnología que lleva varios años a la cabeza de las tendencias disruptivas es el
Blockchain, una revolucionaria tecnología de almacenamiento y compartición de datos que
proporciona una base de datos distribuida basada en redes peer-to-peer cuyos nodos son
capaces de alcanzar un consenso para detectar posibles cambios en los expedientes, invalidando
así los datos potencialmente manipulados o alterados sin necesidad de utilizar expedientes
intermedios o verificadores (Gartner, 2019).
Desde su aparición a principios de 2009 como tecnología habilitadora de la
criptomoneda Bitcoin, su alta escalabilidad ha demostrado que puede aplicarse a cualquier
forma de solución, y varias organizaciones públicas, privadas y gubernamentales están
presentando actualmente otras referencias y productos asociados a esta tecnología (DELGADO
& FELIPE).
La propiedad anti-falsificación de la cadena de bloques se convierte en una alternativa
idónea cuando se trata de proporcionar protección a los datos almacenados en la red como
indica (Cetina 2020).
Blockchain puede utilizarse para proteger documentos sensibles y almacenar
información sobre el historial del documento, de modo que se pueda rastrear e identificar el
registro y evitar falsificaciones (Beltrán Álvarez & Ramírez López, 2020).
Las soluciones basadas en esta tecnología son muy adecuadas para lograr un proceso
seguro y transparente de comprobación de los diplomas académicos. Aunque sus características
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resultan útiles es una tecnología que se está desarrollando. Alcanzado la fase de la desilusión,
una fase que disminuye las expectativas que se tenía en sus inicios y de la cual se espera salga
en 2 a 5 años a medida que los casos de uso prácticos continúan desplegándose. Es debido a
esto que no existen estándares o protocolos para la realización de soluciones fuera del sector
financiero, convirtiendo a los nuevos casos de implementación con Blockchain en una
oportunidad para aportar con el desarrollo de esta tecnología y explorar sus capacidades
(Gartner, 2019).
Resultados
Al plantear el modelo, es necesario que se conozca el propósito, las características y la
funcionalidad del servicio. Para ello, hay que tener en cuenta diferentes conceptos, a saber:
Disponibilidad: La elección de una red pública cuyos contratos en producción se
distribuyen a través de la red central u otras alternativas como Ropsten o Rikeby garantiza la
disponibilidad continua de contratos debido al número de nodos que tienen estas redes.
Confidencialidad: Los certificados se almacenan en la cadena de bloques (blockchain),
donde la autenticidad del certificado puede verse mediante un programa informático, evitando
las partes intermediarias. De este modo, el certificado puede seguir siendo verificado, aunque
las organizaciones se disuelvan o ya no dispongan de los registros emitidos. Los certificados
emitidos en una cadena de bloques y los certificados obtenidos pueden eliminarse si se
destruyen todas las copias en todos los ordenadores que albergan el software. El hash crea un
enlace con el documento original y es conservado por el usuario. El sistema permite la
publicación de la firma del documento y no requiere la publicación del propio documento.
Integridad: Siendo el objetivo principal la seguridad se consigue mediante el uso de
estrategias criptográficas para el almacenamiento y la verificación de la información en el
proyecto, así como mediante el uso de códigos hash que permiten la identificación completa de
los cambios realizados en un documento.
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Trazabilidad: El propio sistema garantiza la trazabilidad de toda la información
registrada en la cadena de bloques, en el caso de los usuarios o los certificados, siendo posible
averiguar quién los registró o emitió. Además, hay que tener en cuenta las herramientas
disponibles en las redes públicas para controlar y verificar las transacciones realizadas en la
red.
Autenticidad y no repudio: Para que el sistema autentifique los certificados educativos,
necesita detectar las cuentas registradas en los contratos inteligentes, lo que significa que el
usuario debe confirmar desde su navegador que es el propietario de la cuenta. Esto se hace a
través de una cuenta que tiene las claves públicas y privadas de la cuenta de usuario.
Al tener claro que se implementará todos estos conceptos, se define la estructura y los
requerimientos del servicio. Se debe establecer la lógica de la Institución, ya que esta es la que
da respuesta del funcionamiento del servicio. La lógica de la institución se divide en procesos
para dos perspectivas diferentes según el tipo de usuarios: usuarios (estudiantes) y gestores
(rectores).
Una vez establecida la lógica se identifican las exigencias del sistema para lograr
cumplir sus operaciones, analizando los distintos factores que podrían generar falencias en el
sistema. De esta manera, la prestación implementada se debe definiría por tres categorías. Estas
categorías se denominan en el tiempo, donde se toma en cuenta el tiempo de operación, tiempo
de inactividad y tiempo de respuesta. En este sistema de autenticación los datos son los más
importantes, manejando por el tipo de dato, los grupos y la cantidad de datos. Y, por último, los
usuarios donde se maneja el tipo de usuario, la cantidad de usuarios, los roles y permisos de
control en función al sistema (Beltrán Álvarez & Ramírez López, 2020).
Bajo el punto de la adaptación se ha declarado el servicio, cómo el funcionamiento y la
necesidad; ahora solo falta definir la implementación. Esta se realizará de forma investigación
orientados en ofrecer soluciones, dejando libre el parámetro del diseño, permitiendo que se
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implemente en cualquier red. Por siguiente, se analiza la importancia del servicio observando
la necesidad de contar con un sistema transparente, automático y descentralizado, se propuso
ejecutar los requerimientos por medio de una red Blockchain (vea Figura 1).
Figura 1: Proceso del sistema (Kumar & Kumar, 2020)
Al usar el sistema de cadena de bloques en los certificados se puede proporcionar la
prueba digital de los logros académicos. Proporcionando su autenticidad y así reducir la
falsificación de los certificados académicos emitidos por el Ministerio de Educación. La prueba
digital puede integrarse perfectamente con sistemas desarrollados actualmente, añadiendo una
prueba de identidad con sello de tiempo único para cada texto e imagen, garantizando la
integridad y la coherencia de los datos, protegiendo la veracidad de los certificados.
Conclusiones
La credibilidad que propone este sistema es una nueva forma de que las instituciones
educativas, autentiquen los certificados emitidos, y las empresas puedan verificar la
información de forma transparente, lo que logra una asimetría de información entre la
información de habilidades y conocimientos de los estudiantes.
El Blockchain garantiza que los datos almacenados en la red quedan encriptados, por
lo que solo el propietario del certificado puede ver y compartir estos datos como desee.
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Siendo así, que las instituciones académicas pueden colaborar con las empresas y publicar
las credenciales en la Blockchain para erradicar los certificados educativos falsos.
Los certificados académicos emitidos requieren un respaldo de la organización
autorizada, y el trabajo de dar seguimiento exploratorio entre la cooperación del sistema y la
organización autorizada.
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