Ciencias de la Computación (plan 2013) 2023-1

Optativas, Seminario de Ciencias de la Computación B

Introducción a las Cadenas de Bloques

Avisos, sugerencias y dudas, favor de visitar la
página del curso: https://sites.google.com/ciencias.unam.mx/blockchain/

Objetivos generales:

• Comprender el concepto de cadena de bloques (blockchain), sus fundamentos teóricos y técnicos y algunas de sus aplicaciones.
• Comprender la utilización de los algoritmos criptográficos en la implementación de cadenas de bloques.
• Estudiar como casos particulares de las cadenas de bloques el desarrollo, funcionamiento e implementación de Bitcoin y Ethereum.

Índice temático

1. Introducción a la cadena de bloques
2. Funcionamiento de la cadena de bloques
3. Funcionamiento de Bitcoin
4. Funcionamiendo de Ethereum
5. Miscelánea

Contenido temático

1. Introducción a la cadena de bloques.
   1. 1 Contexto histórico.
   2. 2 Sistemas centralizados y decentralizados.
   3. 3 Capas de la cadena de bloques.
   4. 4 Limitaciones.
2. Funcionamiento de la cadena de bloques.
   1. 1 Repaso de conceptos de criptografía.
   2. 2 Repaso de conceptos de la teoría de juegos.
   3. 3 Cadena de bloques.
   4. 4 Árboles de Merkle.
   5. 5 Transacciones en una cadena de bloques.
   6. 6 Mecanismos de concenso.
   7. 7 Integridad de datos.
3. Funcionamiento de Bitcoin.
   1. 1 Definición del concepto de Bitcoin.
   2. 2 La cadena de bloques asociada a Bitcoin.
      1. Estructura de bloques
      2. Bloque génesis,
   3. 3 La red de Bitcoin.
      1. Creación de nuevos nodos.
         Transacciones.
      2. Consenso.
      3. Minado.
      4. Propagación.
   4. 4 Scripts en Bitcoin
4. Funcionamiendo de Ethereum.
   1. 1 Definición y contexto de Ethereum
   2. 2 Cadena de bloques de Ethereum
      1. Árbol Patricia Merkle
      2. Codificación RLP.
      3. Transacciones.
      4. Estructura de mensajes.
      5. Costo de las transacciones.
   3. 3 Contratos inteligentes basados en Ethereum.
   4. 4 Ecosistema Ethereum.
5. Miscelánea:
   1. 1 Amenazas y vulnerabilidades.
   2. 2 Usos potenciales en un futuro.
   3. 3 Problemas abiertos.
   4. 4 Diseño de aplicaciones.
   5. 5 Cuestiones éticas.

Bibliografía básica

• Panda, Sandeep & Jena, Ajay & Swain, Santosh & Satapathy, Suresh. (2021). Blockchain Technology: Applications and Challenges. 10.1007/978-3-030-69395-4. *
• Bikramaditya Singhal, Gautam Dhameja, and Priyansu Sekhar Panda. 2018. Beginning Blockchain: A Beginner's Guide to Building Blockchain Solutions (1st. ed.). Apress, USA. *
• Yassine, Maleh & Shojafar, Mohammad & Alazab, Mamoun & Romdhani, Imed. (2020). Blockchain for Cybersecurity and Privacy: Architectures, Challenges, and Applications. *
• Nakamoto, Satoshi (24 May 2009). "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”.

(*Disponible a través de bidi.unam.mx)

Bibliografía complementaria

• R.C. Merkle, “Protocols for public key cryptosystems”, In Proc. 1980 Symposium on Security and Privacy, IEEE Computer Society, pages 122-133, April 1980.
• S. Haber, W.S. Stornetta, “How to time-stamp a digital document”, In Journal of Cryptology, vol 3, no 2, pages 99-111, 1991.
• Mizrahi, I. B. “Proof of Activity: Extending Bitcoin’s Proof of Work via Proof of Stake.” 2014
• Dolader, C., Bel, J., & Muñoz, J. “La blockchain: fundamentos, aplicaciones y relación con otras tecnologías disruptivas”. Economía Industrial, 405, 33–40. 2017.

Evaluación

• Reportes de lecturas, 20%
• Proyecto de Investigación (incluye exposición), 40%
• Proyecto de laboratorio 40%