Highlights

1. Blockchain es una tecnología disruptiva que puede garantizar la integridad y trazabilidad en la cadena de custodia en evidencia digital.

   Las plataformas de blockchain Hyperledger y Ethereum se clasifican como las más adecuadas para el desarrollo de aplicaciones descentralizadas.

   Los estudios demuestran que en la implementación de aplicaciones blockchain para la cadena de custodia se debe cumplir las características de privacidad, autorización e inmutabilidad.

   Los desafíos y limitaciones más abordados en los estudios son el cumplimiento normativo, investigaciones transfronterizas, la seguridad, el almacenamiento y la preservación de datos.

Highlights

1. Blockchain is a disruptive technology that can ensure integrity and traceability in the chain of custody of digital evidence.

   Hyperledger and Ethereum blockchain platforms are classified as the most suitable for the development of decentralized applications.

   Studies show that the implementation of blockchain applications for chain of custody must meet the characteristics of privacy, authorization, and immutability.

   The challenges and limitations most addressed in studies are regulatory compliance, cross-border investigations, security, data storage, and preservation.

1. INTRODUCCIÓN

La transformación del mundo en la actualidad está siendo impulsada por la adopción de tecnologías emergentes como el Internet de las cosas, la inteligencia artificial, la realidad virtual, la hiperconectividad y blockchain (BC) [1]. Este avance se ve complementado por el rápido crecimiento de la información digital [2], resultado del uso extendido de dispositivos inteligentes en diversos sectores de la sociedad, como la asistencia sanitaria, el comercio electrónico, y la agricultura [3]. Esto conlleva un aumento progresivo de los delitos informáticos, que a su vez implica la necesidad de sistemas forenses innovadores capaces de manejar nuevos tipos de datos electrónicos, los cuales se convierten en los materiales más importantes en una investigación forense [4]. La evidencia digital ha planteado desafíos para los métodos y técnicas forenses tradicionales, reduciendo su efectividad y dificultando la credibilidad y fiabilidad de dicha evidencia en procesos legales [5]. Según [6], la ciencia forense digital necesita desarrollar nuevos enfoques que faciliten la identificación, procesamiento y validación de la evidencia, la cual se origina a partir de diversas fuentes digitales que son aprovechadas por los delincuentes para cometer delitos informáticos [7]. De acuerdo con [8], la falta de claridad en las regulaciones de ciberseguridad y la aplicación de procesos adecuados en las investigaciones, particularmente en el estricto cumplimiento de la cadena de custodia (CoC, por sus siglas en inglés), pueden invalidar las pruebas digitales debido a la falta de conformidad con los sistemas de gobernanza en el ciberespacio.

La CoC se describe como el conjunto detallado de procedimientos establecidos con el propósito primordial de asegurar y garantizar la correcta manipulación de pruebas digitales desde su obtención inicial hasta su entrega ante la autoridad judicial, con el fin de preservar su integridad y valor probatorio [9]. Este conjunto de medidas se implementa para evitar cualquier manejo inadecuado en la recolección, registro, almacenamiento, análisis y documentación detallada de cada paso realizado, donde se puede comprometer la validez de la evidencia durante la investigación forense [10], [11]. Según la ISO 27037 [12], el proceso de CoC define 5 etapas: Identificación, Adquisición, Preservación, Análisis y Presentación, las cuales proporcionan la trazabilidad completa y transparente de todo el proceso investigativo. La norma recomienda directrices para asegurar que los investigadores forenses digitales preserven la integridad de las pruebas digitales durante las etapas de recolección de datos, por medio de metodologías de análisis diseñadas para favorecer la admisibilidad de las pruebas durante los procesos judiciales, en conformidad con sus principios fundamentales [13], [14]. En la primera etapa se identifican y registran todas las pruebas y evidencias digitales relacionadas con la investigación. Durante la etapa de Adquisición, se recopilan y obtienen las pruebas digitales asegurando que se mantenga la integridad de los datos. En la fase de Preservación, se almacenan y conservan las pruebas digitales de forma segura para evitar cualquier alteración, destrucción o pérdida. Para la etapa de Análisis, se examinan y se analizan las pruebas digitales con el objetivo de extraer información relevante para la investigación. Por último, en la etapa de Presentación, se documenta y se presenta la evidencia digital de manera que sea admisible en un tribunal o ante las autoridades pertinentes. Estas etapas definen un proceso completo, el cual garantiza la integridad, la trazabilidad y la confiabilidad de la evidencia digital en el contexto de investigaciones forenses [15]. Sin embargo, este proceso evidencia problemas asociados con los avances tecnológicos y el alcance de las pruebas digitales [10], [15]. Por sus características, las evidencias pueden ser fácilmente copiadas, modificadas, borradas, transferidas e incluso contaminadas con otros datos [16].

Según [17], los desafíos de las pruebas digitales se enmarcan en aspectos relacionados con en el almacenamiento en la nube [18], la multitenencia [19], la geolocalización [19] y la falta de normatividad legal [16] para el tratamiento de información digital. Por otra parte, [20] afirma que la introducción de nuevas tecnologías como la computación en la nube y el Internet de las cosas están impulsando una revolución digital que, a su vez, ha dado lugar a nuevas vulnerabilidades que comprometen la seguridad de los datos, aumentando así el riesgo de múltiples ataques cibernéticos.

En el estudio llevado a cabo en [21], se presenta un modelo genérico para el proceso de análisis de la ciberdelincuencia en el Internet de las cosas. Esta propuesta se centra en clasificar las pruebas de manera anticipada según su relevancia y su relación con delitos anteriores, así como en la gravedad de las pruebas en términos de la probabilidad de ocurrencia de un ciberdelito. El enfoque destaca la importancia de modelos que contribuyan a ahorrar tiempo y esfuerzo en el proceso de automatización en investigación forense.

En la revisión de la literatura sobre la CoC en el ámbito de la medicina forense realizada por [22], se hace énfasis en su establecimiento y mantenimiento. El trabajo resalta la importancia de proteger la integridad y la validez de las pruebas, especialmente ante la carencia actual de prácticas sólidas que sean aplicables tanto a pruebas físicas como a pruebas digitales. La definición de modelos es fundamental para garantizar la integridad y trazabilidad de las pruebas a lo largo de su ciclo de vida en la investigación, como describen en la metodología propuesta en [23] para preservar y evaluar la integridad de una prueba digital dentro de la CoC mediante un sistema de localización.

Aunque hay varios estudios que proporcionan distintos enfoques para abordar los desafíos de la CoC digital en los procesos forenses modernos [24]-[26], continúan existiendo dificultades y limitaciones. Por consiguiente, se requiere llevar a cabo nuevas investigaciones centradas en implementaciones prácticas que puedan adaptarse a estos desafíos.

La tecnología BC surge como una solución de registro descentralizado y persistente, que permite la creación y mantenimiento de un registro seguro y transparente de transacciones o datos, distribuido en múltiples nodos de una red [27]. Está tecnología tiene el potencial para transformar el panorama de las investigaciones forenses. Al aprovechar sus características, es posible desarrollar sistemas y mecanismos capaces de verificar la validez y autenticidad de los procesos utilizados en la CoC para registrar, almacenar, preservar y transmitir pruebas digitales garantizando la inmutabilidad, integridad y trazabilidad de las evidencias durante todo el proceso forense.

La literatura presenta un avance significativo y hay un interés creciente en explorar la aplicación de esta tecnología en el ámbito forense. En el estudio [28], se analiza la relación entre la tecnología BC y la investigación forense de dispositivos móviles, resaltando tanto los retos como los beneficios asociados. Además, propone un marco forense basado en BC para registrar de forma confiable los hallazgos forenses, con el objetivo de resolver los problemas relacionados con la privacidad, la seguridad y la colaboración entre los equipos forenses. De igual forma, en [29] se enfocan en asegurar la inmutabilidad de las pruebas, y así validar que esta tecnología se convierte en una de las opciones principales para mantener y rastrear la CoC forense. Su propuesta propone un sistema basado en BC que permita gestionar la evidencia digital desde el momento que se recogen hasta su presentación como prueba ante el tribunal.

Aunque existe un incremento en investigaciones que consideran la tecnología BC como una solución prometedora para la CoC en evidencia digital, estás aún se encuentran en etapas tempranas de desarrollo, motivo por el cual existen ciertos vacíos y desafíos por abordar. En consecuencia, este artículo se centra en revisar y analizar la relevancia de la tecnología BC para garantizar la integridad y trazabilidad de la evidencia digital en el proceso de CoC a través de un Estudio de Mapeo Sistemático (SMS, por sus siglas en inglés), el cual es una versión extendida del trabajo presentado originalmente como ponencia en [30]. El propósito es clasificar las características de BC como mecanismo para implementar BC en el dominio de la CoC para futuros trabajos y aplicaciones que permitan aprovechar su potencial, así como conocer sus limitaciones y desafíos. El artículo está organizado de la siguiente manera: La Sección 2 describe el diseño metodológico utilizado en esta investigación. La Sección 3 muestra los resultados y la discusión. Las conclusiones se detallan en la Sección 4.

2. METODOLOGÍA

En este estudio se aborda la metodología de [31] y las pautas descritas en [32] para realizar el SMS. El cual se centra en explorar el estado actual de BC en el dominio de la CoC como mecanismo para garantizar la integridad y trazabilidad en evidencia digital. El SMS permitió recopilar y clasificar las características utilizadas en el diseño y construcción de BC específicas para el dominio de la CoC en evidencia digital. También se identificó los beneficios, limitaciones y desafíos presentados por los autores, que permitirán aclarar el panorama actual de BC con relación a la CoC, además de apoyar futuros trabajos en este ámbito. El SMS se divide en diferentes pasos secuenciales, aplicación de criterios y filtros como se muestra en la Figura 1.

Figura 1.
Proceso de mapeo sistemático basado en [31].
Fuente: elaboración propia.

2.1 Definición de las preguntas de investigación

El primer paso de este SMS es definir las preguntas de investigación (RQ, por sus siglas en inglés) que pretenden proporcionar respuestas sobre la tecnología BC en el dominio de la CoC como mecanismo para garantizar la integridad y trazabilidad en evidencia digital. Para la búsqueda de estudios primarios relacionados, se definieron las siguientes RQ, como se observa en la Tabla 1.

2.2 Definición de la cadena de búsqueda

Los estudios primarios se identificaron mediante la búsqueda y recopilación de todos los trabajos de investigación relacionados con BC en relación con la CoC como mecanismo para garantizar la integridad y trazabilidad en evidencia digital, en función de los términos de búsqueda específicos. Para ello, se usó la metodología PICOC [33], para combinar los elementos esenciales para estructurar y representar los términos: población, intervención, comparación, resultados y contexto del objeto de estudio, que relacionados permitan definir las RQ y la cadena de búsqueda [34] de forma correcta. Las palabras claves identificadas mediante la estrategia PICOC se pueden ver en la Tabla 2.

Siguiendo estas directrices, se elaboró la siguiente cadena de búsqueda de palabras clave definidas, la cual relaciona la tecnología BC con la CoC en evidencia digital, enfocada en la integridad y trazabilidad, como se detalla en la Tabla 3. Estos términos abarcan todo el contexto que se quiere revisar en esta investigación.

Una vez identificadas las palabras clave para la tarea de búsqueda, se procedió a la selección de las bases de datos bibliográficas, basados en [35], que señala las más relevantes y con mayor cantidad de fuentes de citas en el ámbito de la informática y la ingeniería. En este sentido, se escogió las siguientes bases datos para esta revisión: ACM Digital Library, IEEEXplore y Scopus.

2.3 Definición de criterios de selección: Inclusión y Exclusión

En la Tabla 4 se definen los criterios de inclusión (I) y exclusión (E) para determinar que trabajos son relevantes o no para este estudio [36].

2.4 Búsqueda y extracción de datos de documentos relevantes

Una vez definidos los criterios de inclusión y exclusión, el siguiente paso es la búsqueda de documentos en las bases de datos bibliográficas mediante la cadena de búsqueda detallada en la Tabla 3, y posteriormente realizar la revisión del título, resumen y palabras clave de cada uno de los estudios seleccionados para identificar artículos que puedan ser de interés y descartar aquellos que no cumplan con los criterios de inclusión y exclusión [31] definidos en la Tabla 4. En el diagrama de burbujas que se muestra en la Figura 2, se reporta el número de artículos por cada una de las bases de datos consultadas.

Figura 2.
Número de trabajos por tipo obtenidos en las bases de datos.
Fuente: elaboración propia.

Realizado el paso anterior, se procede a leer la introducción, resultados y conclusiones de los artículos seleccionados considerando los criterios de inclusión y exclusión. Después de aplicar los filtros, con el conjunto final de trabajos relevantes para este estudio, se procede a su lectura completa y análisis que se presenta en la Sección 3. Resultados y discusión, teniendo en cuenta su diseño metodológico, aplicación práctica y resultados presentados. Realizado el proceso de selección, se lleva a cabo una tarea adicional que implica la evaluación de la calidad en los artículos relacionados, basado en [37], [38], ver Tabla 5.

Estos criterios se consideraron relevantes para el análisis del estudio y las RQ que guían esta investigación, porque apoyaron el cumplimiento, la calidad de los recursos y condujeron a las respuestas de las RQ definidas. Al final del proceso de evaluación de la calidad, se mantuvieron los 18 artículos seleccionados durante la fase de extracción de datos, indicando que el 100 % de las referencias aportan de manera significa en la investigación.

Durante el proceso de extracción de información, se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo con los datos obtenidos en los estudios [39], con el propósito de clasificar las contribuciones de cada artículo que permitieron dar respuesta a las preguntas de investigación (RQ) planteadas en el mapeo sistemático (Sección 3. Resultados y discusión). Entre los resultados se incluye el número de publicaciones por año, tipos de blockchain, entornos de implementación, entre otros análisis procesados mediante una hoja de cálculo.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El objetivo de este trabajo es explorar las características utilizadas en el diseño y construcción de BC en el dominio de la CoC en evidencia digital, como mecanismo para garantizar integridad y trazabilidad, así como describir sus beneficios y limitaciones, y discutir sobre desafíos, perspectivas futuras y tendencias emergentes. La Figura 3 muestra el proceso de refinamiento, el cual se describe a continuación: Inicialmente, al buscar en las bases de datos seleccionadas, se obtuvieron 39 artículos. De los cuales, se identificó que 6 de ellos se encuentran almacenados en más de una base de datos, que conllevó a eliminar los duplicados, quedando solo una copia de cada trabajo en los registros. Así, para el siguiente paso, quedaron 33 artículos por analizar. A continuación, se aplican los criterios de inclusión y exclusión (I1 + E1 + E2) en los 33 trabajos, incluyendo los publicados en los últimos cinco (5) años y, excluyendo los registros que no corresponden a artículos publicados en revistas, congresos o capítulos de libros, además de los escritos en idiomas distintos al inglés, quedando 21 artículos. Se aplican los criterios de inclusión y exclusión (I2 + I3 + I4 + E3 + E4) en los 21 artículos, leyendo su introducción, resultados y conclusiones. Donde se identificó 1 artículo que hacía referencia a un mismo trabajo. Además, se descartaron 2 documentos que no eran accesibles a su versión completa, obteniendo como resultado 18 artículos relevantes con el tema de investigación. Estos 18 artículos se utilizaron como evidencia para responder las RQ. La lista de artículos finales se encuentra en la Sección 6, Referencias. Para la revisión y análisis de los documentos completos, y evitar sesgos por parte del investigador, se contó con el apoyo de un experto externo a la investigación. En la Figura 3, se resume todo el proceso de clasificación de los 18 trabajos finales.

Figura 3.
Proceso de filtrado de artículos, basado en [40].
Fuente: elaboración propia.

3.1 Aspectos generales

Con la información extraída de los 18 artículos seleccionados, se evidencia una escasez de estudios en la literatura existente respecto a la implementación de la tecnología BC en el dominio de la CoC como mecanismo para garantizar la integridad y trazabilidad en la evidencia digital. Esta ausencia de investigación convierte este tema en un reto y una oportunidad para profundizar en este campo poco explorado [38], permitiendo generar nuevo conocimiento que contribuya a su avance y desarrollo.

De acuerdo con la Figura 4, el primer aspecto identificado fue la clasificación del tipo de publicación (capítulo de libro, artículo de revista y artículo de conferencia) de los artículos seleccionados, teniendo en cuenta la base de datos de donde se obtuvieron. Se constata que el número de artículos de conferencias (11 artículos) es el más frecuente. Este resultado destaca la importancia de los eventos científicos y académicos para la difusión de investigaciones sobre la tecnología BC en relación con la CoC en evidencia digital, así como para dar a conocer los últimos avances en investigación aplicados sobre este tema en distintas áreas del conocimiento. Seguidos se encuentran los artículos de revistas (6 artículos), lo cual es positivo considerando la baja productividad. Además, este tipo de documentos son los más rigurosos en cuanto a revisión por pares y editores. Así, estás dos primeras clasificaciones de estudios representa el 94,4 % de los documentos. Por último, se identificó un capítulo de libro.

Figura 4.
Aspectos generales.

a. Número de artículos por tipo. b. Estudios finales por año.

Fuente: elaboración propia.

El segundo aspecto general identificado hace referencia a la frecuencia de publicación de los artículos. Se encontró que, a partir del año 2019, existe una tendencia gradualmente creciente, lo cual indica un interés e importancia continua en explorar el tema de investigación en los últimos 5 años por parte de la comunidad académica. Como se puede apreciar en la Figura 4, esta tendencia al alza se observa claramente, teniendo en cuenta que la revisión se realizó a mediados del año 2023.

Como se presenta en la Figura 5 y la Tabla 6, otro aspecto importante es la procedencia de los artículos, identificada mediante la ubicación geográfica de cada autor de los documentos revisados. En la Figura 5, se destaca la presencia de autores tanto de Europa como Asia, cada continente con una contribución del 40 % en los artículos. Entre los países con mayor incidencia en la publicación de estudios se encuentran el Reino Unido (4 artículos), India (4 artículos) y España (2 artículos), lo cual evidencia el liderazgo y la tendencia en la investigación de este tema por parte de la comunidad académica y científica internacional, ver Tabla 6. Además, se resalta la contribución y participación de autores de diferentes países relacionados en los estudios enfocados en BC como mecanismo para garantizar CoC en evidencia digital. Este hecho refleja los esfuerzos tanto académicos como gubernamentales dedicados a este tipo de investigación.

Figura 5.
Publicación de artículos por continente.
Fuente: elaboración propia.

Por el contrario, es relevante destacar la falta de participación de autores procedentes de América del Sur. Esto indica que el tema de investigación se está extendiendo en países desarrollados como Reino Unido y España, lo cual demuestra un creciente interés y compromiso por la adopción de tecnologías emergentes. Mientras que, en otros países en vías de desarrollo como Colombia, se observa una menor integración y generación de conocimiento en estas tecnologías, que evidencia la necesidad de empezar investigaciones en esta área para fortalecer el desarrollo científico y tecnológico en estos países.

Para esquematizar de forma global los resultados, se presenta en la Tabla 7 una clasificación de los principales resultados encontrados. En ella se observan los 18 documentos junto con el diseño metodológico, las fases de análisis forense involucradas, el entorno de implementación, el estado de avance del estudio y los parámetros de evaluación de cada trabajo.

Centrándose en la primera columna, se evidencia que no existe un factor común al momento de elegir el diseño metodológico de cada estudio. La elección del diseño depende varios factores, entre ellos si el enfoque del trabajo se centra en la aplicación o la implementación de un mecanismo arquitectónico basado en BC. Se destacan los marcos de trabajo como los más recurrentes (6/18 artículos) entre los estudios revisados. Estos marcos proporcionan una mejor estructura y guía para la investigación [17], [47], aportando una mayor coherencia y consistencia en la metodología utilizada, además de facilitar la comparación de resultados con otros estudios. En este sentido, los investigadores pueden optar por diferentes metodologías según las características de su investigación, como el contexto, los objetivos y las limitaciones del estudio.

La segunda columna se refiere a las etapas de análisis forense en las que se enfoca cada estudio, siguiendo los principios establecidos por la normativa ISO/IEC 27037 [12], [46], con el propósito de garantizar la integridad, confidencialidad, disponibilidad y trazabilidad de la evidencia digital en el proceso de la CoC. Lo anterior revela que las fases iniciales (identificación, adquisición y preservación) son frecuentes en los trabajos abordados por los autores, mientras que las etapas de análisis y presentación están relacionadas en estudios que presentan experimentación (10/18 artículos). Lo cual, muestra el interés por investigar en BC como estrategia para asegurar la integridad e inmutabilidad de la evidencia digital desde el inicio del proceso de investigación forense, con el fin de garantizar la CoC y cumplir con los estándares necesarios para su validez.

En cuanto a los entornos de implementación, se observa una limitada descripción de plataformas utilizadas en los trabajos. Un total de ocho estudios emplearon plataformas de BC privadas para el desarrollo de sus propuestas. La elección de estas plataformas está relacionada con las características que ofrecen para operar en entornos controlados [50], [51], lo cual garantizan la seguridad y confidencialidad de los datos. Por otro lado, siete artículos no proporcionan información suficiente para su clasificación [46], [53]. Estos trabajos se encuentran directamente relacionados con estudios teóricos, enfocados en realizar una exploración conceptual en el diseño de arquitecturas basadas en BC. Por último, los trabajos restantes presentan otros entornos de implementación [43], [50].

Para el estado de investigación, se identifica que la mayoría de los trabajos se encuentran en etapa de desarrollo, destacando que el 72,2 % (13/18 artículos) hacen referencia a prototipos, experimentos, pruebas de concepto, simulaciones o proyectos finalizados. Esto resalta la importancia que está tomando la adopción de BC como una herramienta fundamental para garantizar la CoC en evidencia digital [56]. Por otra parte, los trabajos restantes (5/18 artículos) presentan estudios aún en fase de propuesta, lo cual indica la necesidad de realizar estudios aplicados para la CoC que permitan consolidar los avances teóricos. La última columna presenta las características utilizadas para evaluar los trabajos empíricos. Se destaca el parámetro de rendimiento como el más abordado (7/18 artículos), lo cual refleja la importancia de evaluar la eficacia de las aplicaciones para procesar transacciones de manera óptima [17], [51]. También, se abordan la eficiencia y la latencia con tres reportes cada una, y por último se encuentra el costo con dos ocurrencias. Este análisis muestra la importancia de validar los resultados de los estudios en su fase de funcionamiento y contrastar el grado de desempeño de las plataformas BC utilizadas como mecanismo para asegurar el proceso CoC en la evidencia digital.

La marca de verificación (√) denota la existencia de esta característica dentro del artículo.

3.2 Tipos de BC y mecanismos de consenso (RQ1)

De acuerdo al contexto en el que se abordan los artículos, para dar respuesta a la RQ1, se realizó un esquema de clasificación que agrupa 4 aspectos sobre los cuales es posible relacionar características que ayudan a clasificar los tipos de BC [58], como se puede observar en la Figura 6. Entre los 18 artículos revisados, una mayoría significativa (13/18 artículos) presentan aplicaciones de BC como apoyo al proceso de CoC y al registro de pruebas forenses. Estas aplicaciones abarcan desde prototipos hasta implementaciones prácticas en diversos contextos [41], [49]. De igual forma, se encuentran cinco estudios teóricos que proporcionan fundamentos conceptuales para explorar posibles aplicaciones de la tecnología BC en el ámbito de la CoC. Este análisis refleja que, a pesar de la baja productividad en la construcción de soluciones basadas en BC para asegurar las pruebas digitales en el proceso de la CoC, existe un creciente interés por parte de la comunidad en investigar y desarrollar soluciones centradas en BC para garantizar la integridad, autenticidad y trazabilidad de los datos en la CoC [38]. En cuanto a la categoría tipo de BC, se destacan las BC autorizadas como las de mayor aplicación, con un total de cinco ocurrencias [17], [41], [49], [50], [52], seguidas de las BC privadas, privadas con autorización y públicas [42], [43], [54], todas ellas con cuatro registros cada una. También, se identifica un estudio que define una BC personalizada [46].

Figura 6.
Clasificación de características de BC.
Fuente: elaboración propia.

Esto permite afirmar que su uso está condicionado por el contexto y el tipo de información que se administre, como lo mencionan algunos autores en sus estudios. Además, se evidencia un alto grado de preferencia por implementaciones que incluyan el factor de autorización, un componente esencial para asegurar la integridad, fiabilidad, trazabilidad y confianza de las pruebas digitales a lo largo del proceso de CoC hasta su presentación en las instancias judiciales, facilitando la detección de cualquier manipulación o acceso no autorizado.

Por otra parte, se observa que Ethereum es la plataforma más destacada, con siete registros, seguida del marco de trabajo Hyperledger con seis registros. Esto refleja el avance y madurez de estas plataformas BC y su capacidad para adaptarse a diferentes entornos de seguridad, incluyendo el campo de la CoC en pruebas digitales [59], [60]. Asimismo, estas plataformas ofrecen funcionalidades de contratos inteligentes, mecanismos de consenso y escalabilidad. Además, proporcionan una variedad de aplicaciones para entornos privados y son compatibles con capas de control de acceso y autenticación, requisitos necesarios en sistemas encargados de garantizar el proceso CoC. Con respecto a los mecanismos de consenso, aunque son pocos los autores que abordan de forma explícita el mecanismo utilizado en sus estudios evidencian que se encuentran estrechamente vinculados con el contexto de aplicación y el tipo de BC utilizado. Entre las opciones descritas se incluyen la prueba de autoridad (PoA, por sus siglas en inglés) [42], [51], la prueba de trabajo (PoW, por sus siglas en inglés) [56], la prueba de capacidad (PoC, por sus siglas en inglés) [49] y el algoritmo Raft [43], que por su naturaleza tienen la capacidad de resistir ataques y contribuir a fortalecer la seguridad de la CoC y preservar la inmutabilidad de los datos.

El análisis de las categorías descritas resalta la importancia de elegir los mecanismos adecuados según las necesidades y características específicas de cada aplicación. Estos mecanismos deben estar alineados con el propósito de la investigación para contribuir al diseño y construcción de BC específicas para la CoC en evidencia digital, garantizando tanto la integridad como la trazabilidad de los datos.

3.3 Beneficios de BC para la CoC en evidencia digital en términos de integridad y trazabilidad (RQ2)

De acuerdo con los estudios seleccionados, se ilustra como BC ha revolucionado radicalmente la seguridad de la información al mejorar la auditabilidad, integridad, trazabilidad y confianza [61]. Esto resalta la importancia de continuar investigando en esta tecnología en el contexto de la CoC. La Tabla 8 resume los beneficios más significativos expuestos por los autores, relacionando las características de BC, que deben cumplir las aplicaciones destinadas al aseguramiento de la integridad y trazabilidad de las pruebas digitales en el proceso de la CoC [38], [51], [61].

La marca de verificación (√) denota la descripción del beneficio de BC.

Se observa que la seguridad en el registro de pruebas y la preservación de la integridad de la evidencia digital son los temas más mencionados en los artículos, lo cual se alinea con la clasificación de las etapas de análisis forense expuestas en la Tabla 7. Esta relación destaca la relevancia de implementar soluciones basadas en BC que se ajusten a las etapas especificadas en la norma ISO/IEC 27037 [12], con el fin de fortalecer la seguridad y confiabilidad en el manejo de la evidencia digital en procedimientos forenses, y de esta manera contribuir a garantizar que las pruebas sean verificables y aceptadas en los estamentos judiciales. De igual forma, se refleja que las ocho características expuestas en las columnas, representan factores que siempre están presentes en las soluciones proporcionadas por BC debido a sus propiedades de inmutabilidad, integridad y trazabilidad [44], [46]. Estás características proporcionan confianza y fiabilidad al proceso de CoC, permitiendo así garantizar la procedencia de los datos y detectar cualquier posible intento de manipulación o acceso no autorizado a las pruebas digitales [47], [51], [53], requisitos esenciales para evitar la invalidez y rechazo de la evidencia digital en las investigaciones forenses.

3.4 Desafíos y limitaciones en la implementación de BC para la CoC en evidencia digital (RQ3)

En cuanto a los resultados obtenidos acerca de los desafíos en la implementación de la tecnología BC en el proceso de la CoC en evidencia digital, se encontró que existen varios retos planteados en los artículos revisados. La Tabla 9 presenta un resumen de esta información.

Estos retos describen importantes problemas que deben abordarse para aprovechar a su totalidad el potencial de la tecnología BC en el ámbito forense. Por lo tanto, la investigación debe centrar sus esfuerzos en resolver estos desafíos [62], [63], con el objetivo de proporcionar una visión más clara y completa sobre el panorama del tema de estudio. De esta manera, se puede generar nuevas propuestas de aplicación práctica que aseguren la fiabilidad, integridad y trazabilidad de las pruebas digitales [38].

Entre los hallazgos, se encuentra la importancia de la protección de datos [46], [52], especialmente la protección de información sensible y su prevención ante posibles vulnerabilidades. Así mismo, se resalta la necesidad del cumplimiento normativo [53], el cual es fundamental en el momento de validar la legitimidad del proceso en los tribunales de justicia. Otro reto importante, es la necesidad de contar con mecanismos, herramientas y normas para investigaciones nacionales y transfronterizas [49], [53]. Estos desafíos pueden ocasionar problemas de acceso a las pruebas, retrasos en el proceso y una baja confianza en la validación de la CoC. De igual forma, otros aspectos relacionados abarcan la trazabilidad, el tipo y cantidad de datos, así como la privacidad de la información. Estos factores son determinantes al momento de la adopción de BC como mecanismo para garantizar la integridad de la evidencia digital en las investigaciones forenses y su aceptación por parte de las partes interesadas. En cuanto a las limitaciones, se evidencia que BC a pesar de ser una tecnología disruptiva en el ámbito de la seguridad y con un futuro prometedor, todavía presenta vacíos importantes en el área de la ciencia forense. Por lo cual, requiere un mayor número de investigaciones para cerrar la brecha en la carencia de soluciones prácticas en el proceso de CoC en evidencia digital. En la Tabla 10 se hace una descripción detallada de las limitaciones abordadas en los estudios.

En general, los autores proporcionan una base sólida de los desafíos y limitaciones que pueden orientar futuras investigaciones en BC para la CoC en evidencia digital y que es crucial abordar para avanzar en la aplicación de la tecnología BC en el análisis forense y así garantizar su utilidad en la preservación de la integridad y trazabilidad de la evidencia digital.

3.5 Perspectivas futuras y tendencias emergentes en la aplicación de BC para el proceso de CoC en evidencia digital (RQ4)

Aunque los resultados de la revisión de literatura acerca de BC y la CoC en evidencia digital, revelan que esta tecnología aún se encuentra en proceso de desarrollo, se observa un gran interés por investigar su aplicación en temas relacionados con la seguridad, privacidad, integridad y trazabilidad para la CoC en pruebas digitales, específicamente en el contexto forense y judicial, como se puede observar en el resumen presentado en la Tabla 11. Este interés se manifiesta en los estudios que presentan resultados prácticos, los cuales corresponden al 72,2 % de las investigaciones revisadas.

Entre los hallazgos se identificó que las tendencias para futuras investigaciones enmarcadas por los autores, se relacionan con iniciativas para el desarrollo de aplicaciones de BC enfocadas en mejorar la escalabilidad de la CoC para el manejo de grandes volúmenes de pruebas digitales [42]. También se hace referencia en la necesidad de aplicar la normatividad vigente para volver legítimo el uso de BC en el proceso de la CoC a nivel global [44], [53]. Además, se plantea la importancia de evaluar las plataformas y aplicaciones implementadas para verificar y validar su rendimiento, funcionalidad y costo [43], [55]. De igual forma, se sugiere la integración con otras tecnologías y entornos para mejorar la seguridad y la interoperabilidad de las aplicaciones y sistemas utilizados en investigaciones forenses [42], [47]. Así mismo, se describe la necesidad de implementar sistemas transfronterizos para casos que involucren múltiples jurisdicciones e interesados, lo cual permita un registro seguro y verificable de las pruebas en la CoC [52], [56]. Por último, se menciona el desarrollo de aplicaciones BC orientadas a datos almacenados en la nube [45], [52], como una respuesta ante la migración de sistemas y plataformas hacia este tipo de infraestructura. Estas direcciones de trabajos futuros identificadas en esta investigación reconocen el potencial de la tecnología BC como una herramienta con la capacidad de mejorar la seguridad, integridad y trazabilidad de la evidencia digital en los procesos forenses.

3.6 Discusión

En términos generales, es importante resaltar el notable crecimiento de la tecnología BC en los últimos años. Se puede observar el interés por el desarrollo de aplicaciones prácticas para la CoC en evidencia digital, con una tendencia a aumentar el número de investigaciones que podrían beneficiar a la ciencia forense en diferentes aspectos como autenticidad, confidencialidad, integridad y trazabilidad. La mayoría de estos estudios pueden representar un estímulo para motivar a otros investigadores a nivel global a iniciar sus proyectos encaminados en el uso de esta nueva tecnología. Esto se comprueba en los diferentes enfoques utilizados en los trabajos abordados, como se menciona en [42], [52], donde se destacan oportunidades de investigación para trabajar con BC y se enfatiza en la necesidad de desarrollar aplicaciones prácticas. Aunque, BC es una tecnología disruptiva que está siendo investigada en diferentes campos. Los hallazgos, resultado del SMS indican el esfuerzo realizado por mejorar el proceso de la CoC, enfocándose en asegurar la integridad y el registro adecuado de las pruebas. Los autores presentan diferentes perspectivas para destacar las principales características que ofrece BC para asegurar el proceso de la CoC, con el fin garantizar la integridad y trazabilidad de la evidencia digital. Aunque los resultados presentados se encuentran sujetos al diseño metodológico, entorno de aplicación, plataforma de despliegue, tipo de datos y los registros almacenados en la BC, se evidencia que los estudios comparten características similares, lo cual permitió realizar una clasificación del estado actual de la adopción de la tecnología, centrándose en sus propiedades. Sin embargo, se observa algunas diferencias en la relevancia que cada autor define en algunos aspectos, lo cual revela diferentes enfoques y énfasis abordados en la literatura.

Para dar respuesta a la pregunta de investigación RQ1, se reconoce que se han identificado diferentes tipos de BC como privadas, públicas y autorizadas, que están siendo enmarcadas en dar solución a los problemas y desafíos de seguridad y manejo de datos digitales en la CoC. Entre estas, las plataformas Hyperledger y Ethereum se destacan debido a sus características inherentes, demostrando ser las más apropiadas para mantener la inmutabilidad, rastrear y proteger la integridad de los datos. Lo cual se ve reflejado en la clasificación de estudios prácticos realizados, como los mencionados en [43], [57]. En estos estudios, se afirma que estas plataformas son las más idóneas y cuentan con la infraestructura adecuada para la implementación de BC en entornos descentralizados distintos al de las criptomonedas, como se contrastó con nuestra revisión de literatura. Así mismo, se observa una evidente preferencia por plataformas BC que incorporan sistemas de autenticación obligatorio, que las convierte en sistemas más robustos y resistentes ante posibles vulneraciones y ataques. Esto confirma que la importancia en seguridad y autenticación es aún mayor en la protección de datos para entornos digitales, tal como ocurre en la preservación de la integridad y trazabilidad durante el proceso de CoC en evidencia digital.

En cuanto a la pregunta RQ2, es importante destacar las ventajas que los autores describen con relación al uso de BC, además de las propiedades y capacidades que esta tecnología ofrece para contribuir a diseñar y construir plataformas resistentes a manipulaciones y transparente a la hora de preservar las pruebas. En la Tabla 8 se ilustran estos beneficios, los cuales pueden servir como punto de referencia a otros investigadores interesados en comprender y aclarar las dudas acerca de las capacidades que ofrece BC en términos de confidencialidad, integridad, disponibilidad y trazabilidad, con el objetivo de mejorar los procesos de investigación forense. Otro aspecto para resaltar es la relación significativa entre integridad y trazabilidad. Esto se debe a que, al asegurar la integridad de las pruebas, automáticamente se cumple con el requisito de trazabilidad durante todo el proceso de CoC. De esta forma, la tecnología BC adquiere mayor relevancia como una herramienta que contribuye a fortalecer la inmutabilidad e integridad en el manejo de la evidencia digital.

Para la pregunta RQ3, se encuentra que la mayoría de las investigaciones revisadas, como [45], coinciden con los desafíos y limitaciones identificados en este mapeo de literatura. De igual forma, en otros trabajos mencionados, como en el caso de [38], también se encontró que estas dificultades son frecuentes en la implementación de aplicaciones y están relacionadas con el almacenamiento y la privacidad de los datos, el uso de plataformas en la nube, el diseño de aplicaciones para múltiples jurisdicciones y la trazabilidad de las pruebas. Estas dificultades evidencian las problemáticas que aún deben ser abordadas por la literatura, las cuales se corroboran con los hallazgos resultado de nuestro estudio. Por otra parte, es importante resaltar los esfuerzos realizados por los autores en sus trabajos por mejorar la seguridad, integridad y trazabilidad en el proceso de CoC para investigaciones forenses. Sin embargo, el avance tecnológico plantea nuevos desafíos, como la necesidad de adaptarse a nuevos enfoques, actualizar conocimientos y abordar la incertidumbre en cuanto a la normatividad legal, aspectos respaldados con la información obtenida en la literatura [45], [53]. Con la información extraída de los artículos se sintetizaron los resultados acercar de los retos que enfrenta el proceso de recolección de evidencia debido a los constantes cambios en el campo del análisis forense digital. Esto confirma que la capacidad de adaptación e innovación es esencial para garantizar la eficacia de los procesos de CoC en un entorno tecnológico en evolución. Para superar estos desafíos, se deben proponer soluciones prácticas, impulsar la investigación y el desarrollo tecnológico. Esto permitirá estar a la vanguardia con los avances en el área de la seguridad informática, garantizando la disponibilidad de herramientas eficaces para el manejo de pruebas en casos legales, ofreciendo soluciones adecuadas al proceso de CoC en evidencia digital, para los nuevos vectores de ataques utilizados por los delincuentes digitales. Lo anterior, se ve reflejado en la presentación de 13 trabajos prácticos de los 18 trabajos finales seleccionados.

Para concluir, los resultados obtenidos en respuesta a la pregunta RQ4, representan una base fundamental para orientar la dirección de futuras investigaciones y proporcionar una perspectiva general del panorama actual sobre los beneficios y ventajas que la tecnología BC aporta a la seguridad de la CoC en evidencia digital, para garantizar su integridad y trazabilidad. Los hallazgos no solo contribuyen a una comprensión más profunda sobre la aplicación de BC en el ámbito forense, sino que también resaltan la importancia de seguir explorando nuevas posibilidades y aplicaciones de esta tecnología.

4. CONCLUSIONES

El SMS realizado identificó 18 estudios relevantes que permitieron extraer, analizar, comparar y discutir en profundidad sobre el rol que desempeña la tecnología BC para garantizar la integridad y trazabilidad en el contexto del proceso de CoC en evidencia digital. Basados en la revisión de estos estudios, se pudo destacar con claridad las fortalezas de la tecnología, evidenciadas por su capacidad única de garantizar la inmutabilidad, mantener la integridad y proporcionar trazabilidad a las pruebas digitales. Estas propiedades se resaltan como factores indispensables en el diseño y construcción de aplicaciones basadas en BC para el seguimiento confiable de la CoC en apoyo a investigaciones forenses. Por otra parte, se aprecia una estrecha relación entre la integridad y la trazabilidad en este contexto, ya que, al garantizar la integridad de cada registro almacenado en la BC, automáticamente se asegura la confiabilidad y autenticidad del proceso de auditoría que proporciona la trazabilidad. El cual es primordial para respaldar la confianza en la integridad de la evidencia digital y, a su vez, asegurar la fiabilidad y transparencia de todo el proceso de CoC.

Los resultados obtenidos permiten concluir que es fundamental continuar investigando en casos prácticos en entornos reales como una estrategia para hacer frente al desafío continuo que plantea el constante avance tecnológico en el ámbito de la seguridad informática digital. Es crucial comprender que el panorama actual de amenazas y vulnerabilidades se encuentra en constante evolución. Teniendo en cuenta que no existe un sistema completamente seguro y protegido de ataques externos, solo a través de la investigación continua y la aplicación práctica de soluciones innovadoras se puede hacer frente a este desafío. Esto es esencial para mantener la confianza, integridad y trazabilidad en los sistemas forenses digitales y en la CoC. También, se refleja la necesidad de desarrollar nuevos sistemas diseñados para investigaciones multijurisdiccionales que puedan ser utilizados por equipos multidisciplinares, los cuales sirvan como una solución integral para la recolección, almacenamiento, análisis y transmisión de pruebas transfronterizas, con capacidad de ser compatibles múltiples tecnologías. Esto permitirá afrontar las debilidades que presentan los sistemas forenses convencionales, tal como se señala en los estudios revisados. Por lo tanto, se espera que este estudio brinde un fundamento claro en la comprensión de la tecnología BC y su aplicación en el proceso de CoC, el cual permita fomentar un mayor interés y motivación para continuar investigando en esta área. De igual forma, es importante garantizar una formación y certificación constante en buenas prácticas para asegurar que el personal encargado de registrar, manipular y consultar las pruebas digitales en los procesos de investigación forense, mantenga la aplicación de los estándares y la normatividad vigente que permita la gestión correcta y segura de la CoC.

En un futuro cercano, y continuando con la evolución de la investigación en curso, se diseñará e implementará un mecanismo que utilice la tecnología BC como apoyo a fortalecer el proceso de CoC en el contexto de evidencia digital. Este mecanismo, servirá para verificar cada una de las etapas establecidas en la norma ISO/IEC 27037, que deben ser cumplidas en el proceso de informática forense. Además, ayudará a validar y probar en un entorno de pruebas controlado con datos reales, los aspectos discutidos por los autores en sus estudios, con el fin de ayudar a contribuir en la mejora del ecosistema de la CoC y BC. También, se propondrá una metodología de alto nivel que sirva como referencia para la estandarización de los procedimientos de CoC mediante el uso BC, con el propósito de respaldar de manera completa todo el proceso forense y asegurar su aceptación por parte de todos los involucrados.

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Notas

Notas de autor

pabloandres@udenar.edu.co

Información adicional

Cómo citar / How to cite: P. A. Vaca, and E. R. Dulce-Villarreal, “Blockchain para asegurar la integridad y trazabilidad en la cadena de custodia de evidencia digital en informática forense: un estudio de mapeo sistemático,” TecnoLógicas, vol. 27, no. 60, e3049, jul. 2024. https://doi.org/10.22430/22565337.3049

Enlace alternativo

https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/issue/view/138 (html)