Blockchain i jego zastosowania w edukacji

Transkrypt

1 Blockchain i jego zastosowania w edukacji Adam Sołtysik Uniwersytet Warszawski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki Seminarium: Systemy Rozproszone 12 października 2017

2 Co to jest blockchain?

3 Co to jest blockchain? łańcuch przechowujący pełną historię transakcji

4 Co to jest blockchain? łańcuch przechowujący pełną historię transakcji

5 Co to jest blockchain? łańcuch przechowujący pełną historię transakcji zdecentralizowana baza danych oparta na sieci P2P

6 Co to jest blockchain? łańcuch przechowujący pełną historię transakcji zdecentralizowana baza danych oparta na sieci P2P

7 Co to jest blockchain? łańcuch przechowujący pełną historię transakcji zdecentralizowana baza danych oparta na sieci P2P dane zabezpieczone kryptograficznie, transakcje są niemożliwe do podrobienia ani zmiany po wysłaniu

8 Trochę historii

9 Trochę historii listopad 2008 artykuł autorstwa Satoshi Nakamoto

10 Trochę historii listopad 2008 artykuł autorstwa Satoshi Nakamoto styczeń 2009 powstaje sieć bitcoina

11 Trochę historii listopad 2008 artykuł autorstwa Satoshi Nakamoto styczeń 2009 powstaje sieć bitcoina maj 2010 pierwsza transakcja ustalająca wartość bitcoina (2 pizze za 10000BTC)

12 Trochę historii listopad 2008 artykuł autorstwa Satoshi Nakamoto styczeń 2009 powstaje sieć bitcoina maj 2010 pierwsza transakcja ustalająca wartość bitcoina (2 pizze za 10000BTC)

13 Trochę historii

14 Trochę historii listopad 2008 artykuł autorstwa Satoshi Nakamoto styczeń 2009 powstaje sieć bitcoina maj 2010 pierwsza transakcja ustalająca wartość bitcoina (2 pizze za 10000BTC) 2011 zaczynają powstawać kolejne kryptowaluty

15 Trochę historii

16 Jak to działa?

17 Jak to działa? transakcja zostaje podpisana kluczem prywatnym i rozesłana w sieci P2P

18 Jak to działa? transakcja zostaje podpisana kluczem prywatnym i rozesłana w sieci P2P

19 Jak to działa? transakcja zostaje podpisana kluczem prywatnym i rozesłana w sieci P2P

20 Jak to działa? transakcja zostaje podpisana kluczem prywatnym i rozesłana w sieci P2P każdy węzeł sieci przechowuje kolejkę wszystkich zweryfikowanych transakcji

21 Jak to działa? transakcja zostaje podpisana kluczem prywatnym i rozesłana w sieci P2P każdy węzeł sieci przechowuje kolejkę wszystkich zweryfikowanych transakcji stan konta to różnica między otrzymanymi i wydanymi bitcoinami

22 Jak to działa? jak uzgodnić kolejność transakcji?

23 Jak to działa? jak uzgodnić kolejność transakcji? każda transakcja zawiera referencje do tzw. inputów i outputów, output jednej transakcji staje się inputem dla następnej

24 Jak to działa? jak uzgodnić kolejność transakcji? każda transakcja zawiera referencje do tzw. inputów i outputów, output jednej transakcji staje się inputem dla następnej suma inputów = suma outputów + prowizja

25 Jak to działa? jak uzgodnić kolejność transakcji? każda transakcja zawiera referencje do tzw. inputów i outputów, output jednej transakcji staje się inputem dla następnej suma inputów = suma outputów + prowizja zawsze musimy wydać cały input, ale możemy otrzymać resztę

26 Jak to działa?

27 Jak to działa? jak zapobiec wielokrotnemu wydawaniu tych samych monet?

28 Proof of Work

29 Proof of Work transakcje są łączone w bloki

30 Proof of Work transakcje są łączone w bloki aby blok został dołączony do łańcucha, trzeba go wykopać

31 Proof of Work transakcje są łączone w bloki aby blok został dołączony do łańcucha, trzeba go wykopać kopanie polega na znalezieniu takiej wartości dopełnienia (nonce), żeby hash bloku spełniał określony warunek

32 Proof of Work transakcje są łączone w bloki aby blok został dołączony do łańcucha, trzeba go wykopać kopanie polega na znalezieniu takiej wartości dopełnienia (nonce), żeby hash całego bloku spełniał określony warunek

33 Proof of Work transakcje są łączone w bloki aby blok został dołączony do łańcucha, trzeba go wykopać kopanie polega na znalezieniu takiej wartości dopełnienia (nonce), żeby hash całego bloku spełniał określony warunek jedyna metoda: brute force

34 Proof of Work zwycięzca otrzymuje nagrodę - początkowo 50BTC, dzielone przez 2 co bloków (aktualnie 12.5BTC), a ponadto prowizje ze wszystkich transakcji

35 Proof of Work zwycięzca otrzymuje nagrodę - początkowo 50BTC, dzielone przez 2 co bloków (aktualnie 12.5BTC), a ponadto prowizje ze wszystkich transakcji łącznie do ~2140 roku zostanie wykopane 21mln bitcoinów

36 Proof of Work zwycięzca otrzymuje nagrodę - początkowo 50BTC, dzielone przez 2 co bloków (aktualnie 12.5BTC), a ponadto prowizje ze wszystkich transakcji łącznie do ~2140 roku zostanie wykopane 21mln bitcoinów co 2016 bloków (2 tygodnie) trudność jest dopasowywana tak, żeby kopanie jednego bloku zajmowało ok. 10 minut

37 Proof of Work wykopany blok jest rozsyłany do sieci i weryfikowany przez pozostałe węzły

38 Proof of Work wykopany blok jest rozsyłany do sieci i weryfikowany przez pozostałe węzły górnicy zawsze kopią na szczycie najdłuższego łańcucha jaki znają

39 Proof of Work wykopany blok jest rozsyłany do sieci i weryfikowany przez pozostałe węzły górnicy zawsze kopią na szczycie najdłuższego łańcucha jaki znają

40 Proof of Work wykopany blok jest rozsyłany do sieci i weryfikowany przez pozostałe węzły górnicy zawsze kopią na szczycie najdłuższego łańcucha jaki znają wykopany blok nie może zostać zmieniony (ani przepięty na inną gałąź łańcucha) bez ponownego wykonania całej pracy

41 Zalety

42 Zalety bezpieczeństwo zapewnione dzięki kryptografii

43 Zalety bezpieczeństwo zapewnione dzięki kryptografii decentralizacja, brak instytucji pośredniczących

44 Zalety bezpieczeństwo zapewnione dzięki kryptografii decentralizacja, brak instytucji pośredniczących anonimowość transakcji, brak kontroli przez państwa

45 Zalety bezpieczeństwo zapewnione dzięki kryptografii decentralizacja, brak instytucji pośredniczących anonimowość transakcji, brak kontroli przez państwa niskie opłaty transakcyjne niezależne od wartości przelewu

46 Zalety bezpieczeństwo zapewnione dzięki kryptografii decentralizacja, brak instytucji pośredniczących anonimowość transakcji, brak kontroli przez państwa niskie opłaty transakcyjne niezależne od wartości przelewu szybkie przelewy niezależnie od pory dnia

47 Wady

48 Wady pełna odpowiedzialność zrzucona na użytkowników

49 Wady pełna odpowiedzialność zrzucona na użytkowników ograniczona przepustowość, niska wydajność energetyczna

50 Wady pełna odpowiedzialność zrzucona na użytkowników ograniczona przepustowość, niska wydajność energetyczna mała opłacalność dla transakcji o małej wartości

51 Wady pełna odpowiedzialność zrzucona na użytkowników ograniczona przepustowość, niska wydajność energetyczna mała opłacalność dla transakcji o małej wartości wysoka zmienność cen

52 Wady pełna odpowiedzialność zrzucona na użytkowników ograniczona przepustowość, niska wydajność energetyczna mała opłacalność dla transakcji o małej wartości wysoka zmienność cen łatwość wykorzystania do nielegalnych działań

53 Zagrożenia

54 Zagrożenia double spending

55 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack)

56 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack)

57 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack)

58 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack) Analysis of hashrate-based double-spending, M. Rosenfield

59 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack) komputery kwantowe - np. algorytm Shora: faktoryzacja w czasie O((log N) 3 ) zamiast O( N)

60 Zagrożenia double spending atak większościowy (51% attack) komputery kwantowe - np. algorytm Shora: faktoryzacja w czasie O((log N) 3 ) zamiast O( N) ataki na giełdy kryptowalut

61 Zastosowania

62 Zastosowania szybki przepływ pieniędzy bez pośredników

63 Zastosowania szybki przepływ pieniędzy bez pośredników smart contracts umowy jako programy wykonywane po stronie blockchaina

64 Zastosowania szybki przepływ pieniędzy bez pośredników smart contracts umowy jako programy wykonywane po stronie blockchaina rejestry właścicieli aut, ich ubezpieczeń, księgi wieczyste

65 Zastosowania szybki przepływ pieniędzy bez pośredników smart contracts umowy jako programy wykonywane po stronie blockchaina rejestry właścicieli aut, ich ubezpieczeń, księgi wieczyste głosowania przez internet

66 Zastosowania szybki przepływ pieniędzy bez pośredników smart contracts umowy jako programy wykonywane po stronie blockchaina rejestry właścicieli aut, ich ubezpieczeń, księgi wieczyste głosowania przez internet wydawanie dyplomów i zaświadczeń, weryfikowanie osiągnięć

67 Blockchain w edukacji

68 Motywacja

69 Motywacja globalizacja edukacji

70 Motywacja globalizacja edukacji papierowe dokumenty są kłopotliwe i mogą zostać podrobione

71 Motywacja globalizacja edukacji papierowe dokumenty są kłopotliwe i mogą zostać podrobione chcemy przechowywać informacje nie tylko o wykształceniu, ale także udziałach w projektach, praktykach itp.

72 E-portfolio

73 Ethereum

74 Ethereum platforma oparta o kryptowalutę ether i maszynę wirtualną EVM

75 Ethereum platforma oparta o kryptowalutę ether i maszynę wirtualną EVM umożliwia zawieranie inteligentnych umów działających na zasadzie wykonywania skryptów w sieci

76 Ethereum platforma oparta o kryptowalutę ether i maszynę wirtualną EVM umożliwia zawieranie inteligentnych umów działających na zasadzie wykonywania skryptów w sieci gas mechanizm prowizji za wykonywanie obliczeń

77 Ethereum platforma oparta o kryptowalutę ether i maszynę wirtualną EVM umożliwia zawieranie inteligentnych umów działających na zasadzie wykonywania skryptów w sieci gas mechanizm prowizji za wykonywanie obliczeń DApp (decentralised application) = smart contract (backend) + frontend

78 Zdecentralizowane aplikacje

79 Zdecentralizowane aplikacje

80 Zdecentralizowane aplikacje zintegrowany system płatności

81 Zdecentralizowane aplikacje zintegrowany system płatności jedno globalne konto użytkownika do wszystkich aplikacji

82 Zdecentralizowane aplikacje zintegrowany system płatności jedno globalne konto użytkownika do wszystkich aplikacji open source zarówno frontend jak i backend

83 Źródła /07/how-bitcoin-works-under-hood.html ns-evolving-clasp-higher-education-davidk-moldoff

84 Dziękuję za uwagę Pytania?