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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia de Comp e Sist Digitais
 
Disciplina: PCS3899 - Blockchain, Criptomoedas & Tecnologias Decentralizadas
Blockchain, Cryptocurrencies & Decentralized Technologies

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Quadrimestral
Ativação: 01/01/2023 Desativação:

Objetivos
O objetivo da disciplina é que os alunos compreendam e sejam capazes de aplicar uma variedade de técnicas e tecnologias voltadas ao projeto de soluções de rede decentralizadas, seja visando à maior resiliência e escalabilidade (e.g., ao evitar pontos únicos de falha) ou a prover uma arquitetura na qual se reduza a dependência de entidades confiáveis (conceito conhecido como “zero-trust”). São explorados tanto os benefícios como as limitações das técnicas e tecnologias em questão, e também apresentados exemplos reais de sua aplicação.
 
The goal of the course is that students should be able to understand and apply a variety of techniques and technologies enabling the designing of decentralized networked solutions, whether their goal is to improve resilience and scalability (e.g., by avoiding single points of failure) or providing an architecture with a lower dependence on trusted entities (a concept that is also known as “zero-trust”). The course discusses both the benefits and limitations of the techniques and technologies, besides presenting real-world applications that adopt them.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
3521070 - Marcos Antonio Simplicio Junior
 
Programa Resumido
Introdução: conceitos básicos de segurança e mecanismos criptográficos. Blockchain sem o hype: o que (não) é um Blockchain? O mundo dos ativos digitais: engrenagens principais. Ferramentas e técnicas de privacidade para sistemas distribuídos. Outras tecnologias para descentralização: armazenamento e compartilhamento descentralizado, delegação de acesso descentralizado/federado, web descentralizada, etc.
 
Introduction: fundamentals of security and cryptography. Blockchain without the hype: what is (not) a Blockchain? The world of digital assets: nuts and bolts. Privacy tools and techniques for distributed systems. Other decentralization technologies: decentralized data storage & exchange, decentralized/federated access delegation, decentralized web, etc.
 
 
Programa
Introdução: Deves entender cripto (como em "-grafia") para entender cripto (como em "-moedas").
- Serviços básicos de segurança: confidencialidade, integridade, autenticidade, irretratabilidade, disponibilidade
- Algoritmos criptográficos e bases de segurança: cifras, funções hash, árvores de Merkle, assinaturas digitais e infraestrutura de chaves públicas

Blockchain sem o hype: o que (não) é um Blockchain?
- Preliminares: ordenação de eventos e autoridades de carimbo de tempo (ACT)
- Bitcoin, criptomoedas e ativos digitais: Blockchain como uma ACT distribuída
- Transparência geral: Blockchain como um registro transparente
- Aplicações de Blockchain (mas são mesmo?): Exemplos reais de aplicações adequadas e não tão adequadas de Blockchains

O mundo dos ativos digitais: engrenagens principais
- Carteiras e custódia: gerenciamento e proteção de ativos criptográficos
- Protocolos de consenso: princípios e exemplos
- Ethereum: contratos inteligentes e aplicativos descentralizados
- Blockchains permissionados vs. não permissionados

Ferramentas e técnicas de privacidade para sistemas distribuídos
- Tor: Escondendo seu endereço IP
- Primitivas criptográficas: pseudonimato, assinaturas cegas, provas de conhecimento zero, mixnets
- Exemplos e aplicações para Blockchain: ZCash; criação de uma Câmara de Pagamentos Interbancária (CIP) descentralizada

Se Blockchain não serve para descentralizar tudo, então o que serve?
- Armazenamento e compartilhamento descentralizado: BitTorrent e tabelas de hash distribuídas (DHTs).
- Delegação de acesso descentralizado/federado: OAuth e OpenID Connect (OIDC)
- Web descentralizada: o Sistema de Arquivos InterPlanetário (IPFS)
- Outros

(Extra) Estudos individuais; tarefas de casa (e.g., experimentos autoguiados e tutoriais); testes online. 
 
Introduction: Thou shalt understand crypto (as in "-graphy") to understand crypto (as in "-currencies"). - Basic security services: confidentiality, integrity, authenticity, non-repudiation, availability - Cryptographic algorithms and security foundations: ciphers, hash functions, Merkle-trees, digital signatures, and public key infrastructure Blockchain without the hype: what is (not) a Blockchain? - Preliminaries: event ordering and Timestamp Authorities (TSA) - Bitcoin, crypto-currencies & digital assets: Blockchain as a Distributed TSA - General Transparency: Blockchain as a Transparent Log - Blockchains applications (but are they?): good and not-so-good real-world examples of Blockchain applications The world of digital assets: nuts and bolts - Wallets & custody: managing and protecting crypto assets - Consensus protocols: principles and examples - Ethereum: smart contracts and Decentralized Apps - Permissioned vs. Permissionless Blockchains Privacy tools and techniques for distributed systems - Tor: Hiding your IP address - Cryptographic primitives: Pseudonymity, Blind signatures, Zero-knowledge, Mix Nets - Examples and applications to Blockchain: ZCash; creating a decentralized Interbank Payment Clearing - House (in Brazil: Camara Interbancaria de Pagamentos - CIP) - If not Blockchain for decentralizing everything, then what? Decentralized data storage & exchange: BitTorrent & Distributed Hash Tables (DHTs). - Decentralized/federated access delegation: OAuth & OpenID Connect (OIDC) - Decentralized Web: the InterPlanetary File System - Others (Extra) Individual studies; home assignments (e.g., self-guided experiments and tutorials; online tests)
 
 
Avaliação
     
Método
A parte conceitual e estudo de exemplos são apresentados através de aulas expositivas, exercícios, e experimentos práticos. A avaliação da aprendizagem é realizada através de provas escritas, exercícios e/ou projetos desenvolvidos no decorrer da disciplina.
Critério
A nota final é calculada a partir da média ponderada das provas, exercícios e projetos desenvolvidos ao longo da disciplina
Norma de Recuperação
A atividade para recuperação consiste em prova, exercício ou projeto adicional
 
Bibliografia
     
A. Narayanan, J. Bonneau, E. Felten. "Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction". Princeton University Press, 2016. ISBN: 0691171696. Available: https://d28rh4a8wq0iu5.cloudfront.net/bitcointech/readings/princeton_bitcoin_book.pdf?a=1

L. Lantz and D. Cawrey. "Mastering Blockchain: Unlocking the Power of Cryptocurrencies, Smart Contracts, and Decentralized Applications". O'Reilly Media, 2020. ISBN: 1492054704

Stallings, W.; Brown, L. “Computer Security: Principles and Practice” (3rd/4th Ed.), Pearson (2014/2017). ISBN: 9780134794105 
 

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