Блокчейн-разработка [GeekBrains] [2020]

Блокчейн-разработка [GeekBrains] [2020]


Введение в блокчейн — систему распределённого реестра
Расскажем об истории блокчейна, его развитии и основных продуктах. На практическом занятии вы получите опыт работы с блокчейном и попробуете воспользоваться криптографическими утилитами.

• История блокчейна, развитие технологии, основные продукты. Основы блокчейна: свойства, состояния, транзакции, блоки. Доверие к участникам сети.
• Практическое занятие Работа с GPG: создание пары ключей, подпись, шифрование. Подключение к тестнету BTC, создание кошелька, работа с эксплорером. Работа с тестнетом Ethereum

Основы криптографии
Расскажем об основах криптографии: без неё невозможно создавать серьёзные проекты на блокчейн
Понятие и история шифра, принцип Кирхгофа. Симметричное шифрование, шифр Вернама, поточные и блочные шифр.

• Хэш-функции: требования, принципы построения, примеры. Случайный оракул, подпись Лэмпорта, MAC, аутентифицированное шифрование. Защита хэш-функции и атаки на них.
• Шифрование с открытым ключом. Понятия группы, кольца, поля. Протокол шифрования RSA, протокол Диффи-Хеллмана, система Эль-Гамаля.

Цифровые подписи, назначение и требования. Подпись ECDSA и Шнорра, протокол подписи RSA, подписи на основании хэш-функций. Представление о PKI — инфраструктуре открытых ключей.

Архитектура узла сети блокчейн

• Рассмотрим верхнеуровневую архитектуру узла сети блокчейн, расскажем о принципах построения и взаимодействия подсистем.
• Организация транзакций в блоке, структура заголовка блока, лёгкие ноды.
• Адреса в Bitcoin и Ethereum.
• - Merkle Tree.
• - SegWit.

Сетевой уровень взаимодействия
Расскажем об организации P2P-взаимодействия. Часто блокчейн — это сеть без выделенного центра, поэтому принципы организации отличаются от архитектуры «клиент-сервер».

• P2P-сети: история, примеры, отличия от client-server. Проблемы адресации, bootstrapping P2P-клиента, announce vs request. Распространение информации в сети bitcoin, разница в распространении транзакций и блоков, дополнительные relay-сети, протоколы исключения некорректно работающих узлов.
• Практическое занятие: написание простейшей P2P-сети.

Протоколы консенсуса
В открытых блокчейн-системах могут попадаться недобросовестные участники.

• В открытых блокчейн-системах все узлы равноправны, но среди участников могут быть и недобросовестные. Поэтому как добросовестные участники сети могут прийти к общему выводу о состоянии системы - сложная задача. В модуле рассматриваются основные подходы к её решению
• Протокол BFT — задача о византийских генералах. Обзор протоколов Paxos и Raft, масштабирование протоколов.
• Протоколы Proof-of-Work, майнинг, атака 51%. Препятствия децентрализации в PoW-системах: ASIC, пулы. Меры противодействия централизации. Масштабирование и пересчёт сложности майнинга, coin hopping.
• Стратегии майнинга: форки, эгоистичный майнинг, выборочное включение транзакций, объединённый майнинг.
• Проблемы PoW. Протоколы Proof-of-Stake. Атаки: nothing-at-stake, grinding attack. Пулы в PoS-системах.
• Другие варианты консенсуса: Delegated PoS, Proof-of-Space, Proof-of-Authority, Hashgraph.

Смарт-контракты
Транзакции в блокчейне не ограничиваются криптовалютами. Расскажем о смарт-контрактах и как их создавать.

• Блокчейн как абстрактный автомат.
• Стековая машина bitcoin, скрипты bitcoin и их ограничения
• Смарт-контракты Ethereum, их примеры и уязвимости.
• Газ в сети Ethereum: проблема останова, EVM. Solidity. Смарт-контракты сети EOS
• Практическое занятие. Написание смарт-контрактов Ethereum
• Практическое занятие. Написание смарт-контрактов EOS

Протоколы анонимизации
Расскажем, как скрыть общеизвестные детали транзакций, но при этом предоставить доказательства их корректности.

• Кольцевые подписи, stealth-адреса, mix-in. Концепция «обязательств Педерсена», доказательства принадлежности интервалу. Анонимизация в Monero
• Криптовалюты Mimblewimble и Grin. Анонимизация в ZCash и представление о zk-SNARK

Закрытые блокчейны и системы с разрешениями

Расскажем, чем закрытые блокчейны отличаются от открытых, в каких случаях они полезны. Практика: работа с Hyperledger Fabric.
Масштабирование сетей блокчейн
Рассмотрим проблемы масштабирования на большое число клиентов.

• Оффчейн-протоколы. Lightning. Сайдчейны.
• Шардинг. Предполагаемые решения Ethereum 2.0, альтернативные решения.

Пользовательские аспекты работы с блокчейном

• Разберём примеры организации клиентского программного обеспечения, а также правовые основы работы с криптоактивами.
• Кошельки и хранение ключей. Получение ключей из сид-фразы и иерархические детерминистские кошельки. Функционирование криптобирж. Устройство и проблемы смарт-контрактов, DAO, ICO, DeFi
• Правовые аспекты работы с блокчейном

Заключение

Рассмотрим направления развития блокчейна, подведём итог по пройденному курсу.

Кому подойдет курс

Junior-разработчикам
Если вы занимаетесь разработкой и рассматриваете блокчейн как перспективное направление.
Технический стек: знание языка для бэкенд-разработки (Java/Python/Go или любой другой), TCP/IP, Git, работа с командной оболочкой.

Опытным разработчикам
У вас есть навыки системного администрирования или бэкенд-разработки, вы хотите узнать больше о блокчейне

Станьте блокчейн-разработчиком

Вы получите максимум пользы от курса, если владеете хотя бы одним языком для бэкенд-разработки, знакомы с Git, имеете представление о работе сети. Также желателен минимальный навык работы с командной оболочкой.


Актуальная программа
Мы обновляем программу ежегодно: проводим исследования и учитываем требования работодателей.


Практикующие преподаватели
Они работают в реальных рыночных условиях. На их опыте построена учебная программа.


Экспертиза Mail.ru Group
Мы анализируем развитие наших продуктов и делимся с вами накопленными знаниями.

Портфолио:

- Создание смарт-контрактов

- Проект на платформе Hyperledger Fabric

Продажник: Скрытая ссылка