Fundamentos teóricos y prácticos de Blockchain

Introducción

Blockchain es uno de los nuevos campos de la computación que ha avanzado a pasos rápidos y que, como consecuencia, debemos conocer.

Este curso ha sido diseñado para cubrir desde los principios básicos hasta los más avanzados de la tecnología Blockchain, empezando por sus orígenes y avanzando por los conceptos criptográficos y protocolos de consenso que han hecho posible su construcción. Revisaremos los ejemplos más representativos de esta tecnología discutiendo sus ventajas y desventajas. También se revisarán diversas técnicas para hacer blockchain escalable, concurrente y privada.

Objetivo

Conocer los conceptos teóricos que dan fundamento a blockchain.
Conocer e implementar los conceptos prácticos que dan fundamento a blockchain.
Implementar contratos inteligentes con el objetivo de crear una pequeña aplicación distribuida.

Horario

Enero: Lunes y Miércoles de 10.00 AM a 11.30 AM

Contenido Temático

Introducción
- Qué es Blockchain
- Historia de Blockchain
- Elementos básicos y estructura de Blockchain
- Tipos de Blockchain
- Funcionamiento básico
Fundamentos Matemáticos
- Funciones Hash
- Criptografía Asimétrica
- Pruebas de Cero Conocimiento
- Secretos compartidos verificables
Sistemas Distribuidos
- Qué es un Sistema Distribuido
- Diferencias entre distribuido y descentralizado
- Tipo de Sistemas Distribuidos Descentralizados
  - Sistemas Tolerantes a Fallos
  - Sistemas Tolerantes a Fallas Bizantinos
- Protocolos de consenso
  - El problema del general bizantino
  - ¿Qué es un protocolo de consenso?
  - Protocolos de consenso por voto (PBFT y RAFT)
  - Protocolos de consenso por prueba (Proof of Work, Proof of Stake y PPoS)
Criptografía
- Firma Digital
- Árboles de Merkle
- Protocolos de Cero Conocimiento
- Funciones de Retraso Verificables (Verifiable Delay Functions, VDFs)
- Funciones Aleatorias Verificables (Verifiable Random Function ,VRFs)
Diferentes tipos de Blockchain
- Bitcoin y Proof of Work
- Ethereum y los contratos Inteligentes
- Algorand y Proof of Stake
Mejorando Blockchain
- El trilema de Blockchain
- Blockchains escalables
- Blockchains concurrentes
- Blockchains privados

Bibliografía

Handbook of Applied Cryptography, Alfred J. Menezes et al. CRC Press, 1997. (disponible gratuitamente en http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/
Mastering Blockchain: Distributed ledger technology, decentralization, and smart contracts explained, Imran Bashi,Packt Publishing, 2018, 2nd Edition.
Lecture Notes Cryptographic Protocols, Berry Schoenmakers, 2021.
Cryptography Made Simple, Nigel P. Smart, Springer, 2016, ISBN 978-3-319-21935-6.
Distributed Systems, M. van Steen and A.S. Tanenbaum, 4th ed., distributed-systems.net, 2023.

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