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StajChain: A Hyperledger Fabric-Based Multi-Party Internship Agreement System

Este artículo presenta StajChain, un sistema basado en una cadena de bloques permisionada construido sobre Hyperledger Fabric que optimiza el ciclo de vida de los acuerdos de pasantías entre múltiples partes mediante contratos inteligentes y control de acceso basado en roles para mejorar la transparencia, la integridad y la rendición de cuentas en los flujos de trabajo administrativos.

Autores originales: Rampia Perente

Publicado 2026-07-27

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CC BY 4.0

Autores originales: Rampia Perente

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

El Notario Digital: Por qué necesitamos un libro de contabilidad a prueba de manipulaciones para el papeleo escolar

Imagina un mundo donde cada vez que firmas un documento, una copia mágica e invisible de esa firma se guarda instantáneamente dentro de una gigantesca e inquebrantable bóveda de cristal. Una vez que esa copia está dentro, nadie —ni siquiera la persona que la firmó, ni el jefe, ni el gobierno— puede cambiarla, borrarla o reemplazarla sigilosamente por una versión diferente. Esto no es ciencia ficción; es la idea central detrás de la blockchain. Piensa en la blockchain no como un misterioso código informático, sino como un cuaderno digital compartido que todos en un grupo pueden leer, pero que nadie puede borrar o alterar sin que todo el grupo se dé cuenta.

En el mundo real, solemos confiar en el papel para acuerdos importantes. Firmas un contrato, alguien más lo firma y luego este va pasando de oficina en oficina. ¿El problema? El papel puede perderse, las páginas pueden ser sustituidas y las firmas pueden ser falsificadas. Es como pasar una nota secreta en clase; para cuando llega al profesor, el contenido del medio podría haber sido cambiado. Para solucionar esto, los científicos utilizan contratos inteligentes (smart contracts). Estos no son contratos reales escritos en papel; son como robots digitales que comprueban las reglas automáticamente. Si intentas firmar un documento fuera de orden o sin el permiso adecuado, el robot simplemente dice: "No, eso va contra las reglas", y detiene el proceso. Este artículo explora cómo utilizar estas herramientas digitales para resolver un problema muy específico, muy aburrido, pero muy importante: cómo las universidades y las empresas gestionan los acuerdos de prácticas sin el dolor de cabeza de los rastros de papel.

StajChain: El Guardián Digital de las Prácticas

Entonces, ¿de qué trata realmente este artículo? Conoce a StajChain. Es un nuevo sistema diseñado para reemplazar el desordenoso proceso, cargado de papel, de la firma de acuerdos de prácticas en la Universidad Técnica de Estambul. Actualmente, un estudiante encuentra una empresa, ambos firman un papel y luego tienen que recorrer diferentes departamentos de la universidad para obtener la aprobación. Es lento, y si alguien pierde el papel o cambia una fecha, es una pesadilla demostrar qué sucedió.

StajChain soluciona esto construyendo una blockchain con permisos. Piensa en esto como un club privado y súper seguro donde solo los miembros invitados pueden entrar. Los miembros son los estudiantes, las empresas, el profesorado de la universidad y la oficina central de prácticas. A diferencia de las blockchains públicas (como las que hay detrás de Bitcoin) donde cualquiera puede unirse, esta es estrictamente para personas que la universidad conoce y en las que confía.

Así es como ocurre la magia:

El apretón de manos digital: Cuando un estudiante quiere comenzar una práctica, crea un acuerdo digital en el sistema.
La comprobación del robot: Antes de que alguien pueda firmar, un "contrato inteligente" (ese robot digital mencionado anteriormente) comprueba las reglas. ¿Terminó el estudiante suficientes clases? ¿Es real la empresa? ¿La fecha de inicio es demasiado pronto? Si la respuesta es no, el robot bloquea el movimiento.
La cadena de aprobación: El acuerdo debe seguir un orden específico. Primero, el estudiante lo aprueba. Luego, la empresa debe aprobarlo. Después, el profesorado de la universidad lo revisa. Finalmente, la oficina central lo activa. El sistema no permitirá que la empresa firme antes que el estudiante, y no permitirá que la oficina lo active antes de que el profesorado firme. Es como un juego de "Luz roja, Luz verde" donde el robot hace cumplir las reglas perfectamente.
El registro inquebrantable: Una vez completado un paso, este se escribe en el libro de contabilidad de la blockchain. Este registro es permanente. Si alguien intenta volver atrás para cambiar una fecha o falsificar una firma, el sistema lo rechaza porque la nueva versión no coincide con el registro original bloqueado.

Los investigadores construyeron un prototipo funcional de este sistema utilizando Hyperledger Fabric, un tipo específico de software de blockchain diseñado para empresas y organizaciones. Lo probaron para ver si realmente funciona y qué tan rápido es.

Lo que encontraron:
El sistema funciona exactamente como se pretendía. Los "robots" detuvieron con éxito a personas no autorizadas de firmar acuerdos, y también evitaron que los estudiantes intentaran firmar en el orden incorrecto. Cuando los investigadores intentaron romper las reglas —como intentar aprobar un acuerdo sin el rol adecuado o con información faltante— el sistema dijo "No" en cada ocasión.

Sin embargo, existe un compromiso entre velocidad y seguridad. Los investigadores midieron cuánto tiempo tardaba el sistema en procesar estas firmas digitales.

Leer los registros (como comprobar si un acuerdo está aprobado) fue muy rápido, tomando menos de 100 milisegundos (eso es 0,1 segundos) para la mayoría de las solicitudes.
Escribir nuevos registros (como realmente firmar o aprobar un acuerdo) tomó más tiempo, alrededor de 2 segundos. Esto se debe a que el sistema tiene que realizar mucho trabajo pesado para verificar la firma, ordenar la transacción y bloquearla en la bóveda para asegurar que sea 100% segura.

El artículo argumenta que esta espera de 2 segundos es totalmente aceptable. Los acuerdos de prácticas no son transacciones de alta velocidad del mercado de valores donde necesitas procesar miles de transacciones por segundo. Son documentos legales importantes donde ser correcto, seguro y trazable es mucho más importante que ser instantáneo.

Lo que el artículo descarta:
Los autores dejan claro que este es un prototipo, no un producto terminado listo para todo el mundo. Establecen explícitamente que este sistema no está diseñado para blockchains públicas donde cualquiera puede unirse, ni está destinado a manejar millones de transacciones por segundo como un gran banco global. Está construido específicamente para un entorno controlado donde todos saben quién es quién.

¿Qué tan seguros están?
El equipo está muy seguro de sus resultados funcionales. Realizaron pruebas donde intentaron romper el sistema, y este resistió perfectamente. Midieron la velocidad y descubrieron que, si bien escribir datos toma unos 2 segundos, leerlos es casi instantáneo. Concluyen que, para la tarea específica de gestionar el papeleo de las prácticas, StajChain es una solución sólida, segura y fiable que resuelve los problemas de los papeles perdidos y las firmas falsas. Sugieren que, en el futuro, esto podría expandirse a una red real donde diferentes universidades y empresas gestionen sus propias partes del sistema, pero por ahora, es una prueba exitosa de que la idea funciona.

Resumen Técnico: StajChain – Un sistema de acuerdos de pasantías multiparte basado en Hyperledger Fabric

1. Declaración del Problema

El proyecto aborda las ineficiencias y los riesgos inherentes a los flujos de trabajo tradicionales de los acuerdos de pasantías en la Universidad Técnica de Estambul (ITU) y otras instituciones similares. Los procesos actuales dependen en gran medida de documentos en papel, firmas manuscritas y pasos de verificación manual que involucran a múltiples partes interesadas: estudiantes, empresas, unidades de la facultad y oficinas centrales de la universidad.

Los problemas clave identificados incluyen:

Falta de Trazabilidad: Los intercambios de documentos suelen ocurrir fuera de sistemas controlados, lo que dificulta el seguimiento del historial de aprobación.
Riesgos de Integridad: Los documentos pueden perderse, modificarse o aprobarse sin una verificación adecuada.
Cuellos de Botella Manuales: El flujo de trabajo requiere aprobaciones secuenciales (Estudiante $\to$ Empresa $\to$ Facultad $\to$ Unidad Central) que son propensas a retrasos y errores administrativos.
Brechas de Verificación: El sistema actual permite la manipulación de documentos entre el estudiante y la empresa antes de que el documento se cargue en el sistema de la universidad para la revisión de la facultad.

2. Metodología y Arquitectura del Sistema

La solución propuesta, StajChain, es un sistema basado en blockchain con permisos diseñado para digitalizar y asegurar el ciclo de vida de los acuerdos de pasantía. El sistema utiliza una arquitectura híbrida que combina la lógica de aplicación fuera de la cadena (off-chain) con un libro de contabilidad inmutable dentro de la cadena (on-chain).

2.1 Stack Tecnológico

Capa de Blockchain: Se seleccionó Hyperledger Fabric (v2.5.15) como plataforma debido a su soporte para redes con permisos, identidades de participantes conocidos y control de acceso basado en roles. Utiliza una arquitectura de ejecutar-ordenar-validar para garantizar el rendimiento y la escalabilidad para flujos de trabajo institucionales.
Backend: Node.js con Express, que gestiona la autenticación, la validación de reglas de negocio y la interacción con la red Fabric a través del Fabric Gateway SDK.
Frontend: Interfaces de usuario basadas en React para estudiantes, empresas, facultad y la unidad central.
Base de Datos:
- Fuera de la cadena (SQLite): Almacena metadatos a nivel de aplicación, incluyendo perfiles de usuario, detalles de la empresa, solicitudes de registro de empresas y metadatos de programación de acuerdos.
- Dentro de la cadena (Libro de contabilidad de Hyperledger Fabric): Almacena los registros principales de los acuerdos, las transiciones de estado y el historial inmutable.
Gestión de Identidad: Las identidades de Fabric (certificados X.509 y claves privadas) se almacenan en el sistema de archivos del host de la aplicación y se vinculan a los registros de usuario en la base de datos SQLite.

2.2 Modelo de Datos

El sistema separa los datos según su sensibilidad y patrones de acceso:

Datos Fuera de la Cadena: Incluye usuarios, empresas, solicitudes_de_empresa y metadatos_del_acuerdo. Esta capa gestiona la autenticación (vía JWT), la asignación de roles y la lógica de programación compleja (por ejemplo, horarios semanales flexibles).
Datos Dentro de la Cadena: El objeto principal Acuerdo de Pasantía se almacena en el libro de contabilidad. Contiene:
- Campos de Identidad: idAcuerdo, idEstudiante, idEmpresa, idFacultad.
- Campos de Flujo de Trabajo: estado (ej., CREADO, ESTUDIANTE_APROBÓ, EMPRESA_APROBÓ, FACULTAD_APROBÓ, ACTIVO, COMPLETADO, RECHAZADO).
- Detalles de la Pasantía: Duración, tipo (obligatoria/voluntaria), campo, días laborables y total de días laborables.
- Campos de Auditoría: Marcas de tiempo para la creación, actualizaciones, rechazos y finalización.
Contratos Inteligentes (Chaincode): Escritos en Node.js, estos imponen la lógica de negocio directamente en el libro de contabilidad. Validan:
- Autorización del Llamante: Asegurar que el iniciador de la transacción coincida con el rol requerido (ej., solo el estudiante puede crear el acuerdo).
- Transiciones de Estado: Imponer el orden secuencial estricto de las aprobaciones.
- Consistencia de Datos: Recalcular el total de días laborables y validar los rangos de fechas para evitar la entrada de datos inconsistentes.

2.3 Flujo de Trabajo y Control de Acceso

El sistema impone un flujo de trabajo secuencial estricto basado en roles:

Creación: Solo un estudiante puede crear un acuerdo. El backend valida los prerrequisitos (ej., créditos mínimos completados, existencia de la empresa).
Cadena de Aprobación:
- Estudiante: Aprueba el borrador inicial.
- Empresa: Aprueba después del estudiante.
- Facultad: Aprueba después de la empresa.
- Unidad Central: Activa el acuerdo (simulando la activación del seguro) y posteriormente lo marca como COMPLETADO.
Rechazo: Los actores autorizados pueden rechazar acuerdos solo en etapas específicas (ej., una empresa solo puede rechazar si el estado es ESTUDIANTE_APROBÓ).
Incorporación de Empresas: Las empresas no se registran por sí mismas. Los estudiantes envían solicitudes para nuevas empresas, las cuales son revisadas por la Unidad Central. Tras la aprobación, el sistema provisiona una identidad de Fabric y crea una cuenta de usuario.

3. Contribuciones Clave

El artículo describe tres contribuciones primarias:

Sistema de Blockchain con Permisos: Un marco seguro, verificable y trazable para gestionar acuerdos de pasantías multiparte, reemplazando los flujos de trabajo basados en papel.
Flujo de Trabajo Impulsado por Contratos Inteligentes: Implementación de un flujo de trabajo basado en una máquina de estados donde los contratos inteligentes imponen aprobaciones secuenciales, acceso basado en roles e integridad a nivel de libro de contabilidad, asegurando que las transiciones de estado no puedan ser omitidas.
Prototipo Funcional: Un prototipo operativo que integra React, Node.js, SQLite y Hyperledger Fabric que demuestra la viabilidad de gestionar flujos de trabajo administrativos complejos con tecnología de libro de contabilidad distribuido.

4. Resultados Experimentales

El sistema fue evaluado mediante pruebas funcionales y de rendimiento en una red de prueba local de Hyperledger Fabric.

4.1 Pruebas Funcionales

Las pruebas cubrieron el ciclo de vida completo del acuerdo, la aplicación de reglas (ej., requisitos de créditos, restricciones de fechas), el manejo de rechazos y los intentos de acceso no autorizado.

Resultado: Las operaciones válidas se completaron con éxito. Las operaciones inválidas (ej., acciones de roles no autorizados, transiciones de flujo de trabajo incorrectas, entradas inválidas) fueron rechazadas según lo esperado tanto por el backend como por el contrato inteligente.

4.2 Pruebas de Rendimiento

Operaciones de Lectura: Las consultas de acuerdos basadas en Fabric lograron un rendimiento (TPS) entre 124.52 y 159.53, con una latencia P95 inferior a 100 ms. Las consultas en SQLite para empresas aprobadas alcanzaron 917.13 TPS con una latencia P95 de 14.49 ms.
Operaciones de Escritura: Las operaciones de escritura en el libro de contabilidad (creación, aprobaciones, activación) exhibieron una latencia P95 de aproximadamente 2 segundos (oscilando entre ~2037 ms y ~2117 ms). Esta latencia se atribuye al proceso de consenso de Fabric (respaldo, ordenamiento, validación y compromiso).
Incorporación de Empresas: El paso de aprobación (que involucra el aprovisionamiento de identidad) tuvo la latencia más alta con un P95 de 397.99 ms, mientras que otros pasos de incorporación fueron significativamente más rápidos.

5. Significado y Reivindicaciones

El artículo posiciona a StajChain como una solución que prioriza la corrección, trazabilidad y el acceso controlado sobre el procesamiento de transacciones de alta frecuencia.

Idoneidad para Flujos de Trabajo Administrativos: Los autores afirman que el rendimiento observado (latencia de escritura de aprox. 2 segundos) es aceptable para los procesos de acuerdos de pasantía, los cuales no son transacciones de alto volumen pero requieren alta integridad y auditabilidad.
Comparación con la Literatura: Los resultados se contextualizan frente a estudios de rendimiento de Hyperledger Fabric existentes. Los autores señalan que, aunque su TPS es menor que los puntos de referencia públicos optimizados, se alinea con el rendimiento de las redes con permisos que manejan lógica de negocio compleja y es comparable a otros estudios académicos institucionales de blockchain (ej., Dash et al.).
Alcance Modesto: El artículo establece explícitamente que StajChain es un prototipo. Reconoce que la implementación actual utiliza una red de prueba de una sola organización y que el trabajo futuro implica el despliegue en una red distribuida de múltiples organizaciones. También señala que no se realizó un estudio de usabilidad formal con usuarios finales.

En resumen, el artículo demuestra que un blockchain con permisos puede gestionar eficazmente los complejos flujos de aprobación de múltiples etapas de las pasantías universitarias, proporcionando una pista de auditoría inmutable y reduciendo los riesgos asociados con el manejo manual de documentos en papel.