Блокчейн-технологии

Блокчейн-технологии

Инструмент машинного обучения для решения задач распознавания образов, кластеризации данных, компьютерного зрения.

Программа курса

  • Занятие 1. Введение в блокчейн-технологии. Основные идеи, лежащие в основе блокчейн-технологий: децентрализация, распределенный реестр, цепочка блоков, достижение консенсуса. Техническая реализация блокчейн-технологий: одноранговые сети, блокчейн-платформа, прикладные программы. Краткий очерк истории развития блокчейн-технологий.
    Два типа блокчейн-платформ: открытые (permissionless) и частные (permissioned), их сравнение. Отличия открытых и частных блокчейн-платформ. Основные проблемы блокчейн-платформ: безопасность и масштабируемость. Способы увеличения пропускной способности: новые протоколы и хардфорки, off-chain-вычисления, lightning networks.
    Сферы применения блокчейн-технологий. Блокчейн как база данных. Приложения, основанные на использовании блокчейна как базы данных: криптовалюты, реестровые применения, межведомственный электронный документооборот и пр. Блокчейн как платформа децентрализованных вычислений. Смарт-контракты. Приложения, основанные на использовании блокчейна как платформы децентрализованных вычислений: управление цепочками поставок, отслеживание происхождения товаров, электронные договоры и сделки, медицинские информационные системы. Краудсорсинговые и краудфандинговые применения.
    Практическая часть: Использование онлайн-сервисов blockchain.info, blockexplorer.com, etherscan.io и других аналогичных для получения информации о транзакциях, совершенных в сетях Bitcoin и Ethereum. Сервисы для получения справочной информации о блокчейн-платформах: coinmarketcap.com и др.

  • Занятие 2. Основы криптографии. Криптография как наука о безопасности связи. Основные понятия криптографии. Симметричная и асимметричная криптография. Функции криптографии в блокчейн-платформах. Понятия однонаправленной функции, однонаправленной функции с секретом (с потайной дверью).
    Криптографическая хэш-функция. Свойства хэш-функции: сжатие, однонаправленность, трудность обнаружения коллизий. Применение хэш-функции для контроля целостности данных. Российский стандарт хэш-функции ГОСТ Р 34.11-2012.
    Электронная цифровая подпись (ЭЦП). Применение ЭЦП для контроля подлинности. Совместное применение ЭЦП и хэш-функции. Схема подписи RSA. Российский стандарт подписи ГОСТ Р 34.10-2012. Генерация ключей ЭЦП и адреса электронного кошелька.
    Способы обеспечения конфиденциальности транзакций в распределенном реестре: шифрование, доказательства с нулевым разглашением.
    Практическая часть: Демонстрация вычисления хэш-кода. Демонстрация генерации и проверки электронной цифровой подписи.

  • Занятие 3. Принципы функционирования блокчейн-платформ. Модель данных распределенного реестра – направленный ациклический граф (DAG). Структура графа на примере Bitcoin.
    Способы достижения консенсуса в открытых блокчейн-платформах: майнинг, или доказательство выполнения работы (proof-of-work), доказательство обладания долей (proof-of-stake), альтернативные способы достижения консенсуса. Смешанные модели: доказательство выполнения работы + доказательство обладания долей. Алгоритм формирования новых блоков блокчейна. Особенности доказательства выполнения рботы: регулирование сложности задачи, разрешение вилок (forks).
    Способы достижения консенсуса в частных блокчейн-платформах: протоколы византийского соглашения. Смешанные модели: протоколы византийского соглашения + случайный выбор валидирующих нод.
    Смарт-контракты. Примеры смарт-контрактов. Языки программирования смарт-контрактов.
    Практическая часть: Демонстрационная модель блокчейн-платформы. Вычисление хэш-кода. Формирование блока. Вычисление хэш-кода блока посредством майнинга. Попытка редактирования истории транзакций. Репликация нод. Простые примеры смарт-контрактов.

  • Занятие 4. Обзор существующих блокчейн-платформ. Платформы открытого блокчейна: Bitcoin, Ethereum. Базы данных с использованием блокчейн-технологий: BigchainDB, BlockCypher и др.
    Проект Hyperledger. Платформы частного блокчейна: Hyperledger Iroha, Hyperledger Sawtooth, Hyperledger Fabric, Tendermind, Corda, Quorum. Сравнительная характеристика, достоинства и недостатки, специфические особенности платформ.
    Перспективные платформы, способные становиться как открытыми, так и закрытыми. Пример – платформа Toda-Algorand.
    Практическая часть: Ознакомление с документацией на платформы Ethereum и Hyperledger Fabric. Основные сведения для пользователей: примеры смарт-контрактов, руководства по установке, настройке, развертыванию сети. Основные сведения для разработчиков: API, SDK.

  • Занятие 5. Приложения блокчейн-технологий. Контроль знаний. Чисто реестровые приложения блокчейна. Реестры общедоступных сведений. Реестры документы и событий. Управление идентификационной информацией (identity management). Ведение реестров персонализированной информации и предоставление возможности доступа к ним в соответствии с условиями смарт-контрактов. Роль регуляторов.
    Управление цепями поставок (supply chain management). Регулирование оборота отдельных видов продукции. Примеры: учёт добычи биоресурсов, контроль за оборотом алкогольной продукции, изделий из меха, ювелирных изделий и пр. Межведомственный защищенный электронный документооборот. Платформы для публикации и доступа к информации.
    Применения в банковском деле: системы валовых расчетов реального времени, системы международных банковских переводов, синдицированный кредит.
    Краудсорсинговые системы. Системы публикации и распределения заказов. Приложения в сфере логистики и распределенных вычислений.
    Другие примеры: страховой бизнес, сеть управления контент-рекламой и пр.
    Контроль знаний в форме теста с вариантами ответов. Разбор ответов.
    Заключительное слово. Ответы на вопросы. Заполнение анкет. Сбор пожеланий.

Преподаватели курсов

Трофимов Александр Геннадьевич

Кандидат технических наук, доцент кафедры кибернетики

Окончил НИЯУ МИФИ в 2005 году по специальности «Прикладная математика», получив квалификацию «Математик системный программист».
Преподает курсы по теории вероятностей, математической статистике, машинному обучению, теории нейронных сетей и программированию в Python. Автор множества научных публикаций, владеет английским и испанским языками.

Запечников Сергей Владимирович

Доктор технических наук, доцент кафедры криптографии и кибербезопасности

В 1997 году окончил МИФИ по специальности «Прикладная математика», получив квалификацию «инженер-математик».
Преподает курсы по криптографическим протоколам, безопасности вычислительных сетей, анализу данных и машинному обучению. Автор множества научных работ, владеет английским языком.

Вопросы и ответы

ЧТО БУДЕТ ЗНАТЬ СЛУШАТЕЛЬ ПОСЛЕ ОКОНЧАНИЯ КУРСА?

— основные функции блокчейн-платформ и возможности применения их для решения прикладных задач в различных сферах бизнеса;
— важнейшие понятия, связанные с блокчейн-технологиями: хэш-код, цепочка блоков, транзакции, электронная цифровая подпись, смарт-контракт, консенсус, доказательство выполнения работы (proof-of-work) и др.;
— принципы устройства блокчейн-платформ, основные составляющие блокчейн-платформ и принципы их совместного функционирования;
— основы криптографических методов защиты информации, применяемых в блокчейн-системах;
— основные сведения о существующих и перспективных блокчейн-платформах, их разновидностях и отличительных особенностях.

ЕМУ НАУЧИТСЯ СЛУШАТЕЛЬ ПОСЛЕ ОКОНЧАНИЯ КУРСА?

— самостоятельно получать новую справочную информацию о транзакциях, совершаемых в блокчейн-сетях, добывать новые знания о достижениях в области блокчейн-технологий;
— уметь пользоваться простыми средствами криптографической защиты информации, используемыми в блокчейн-технологиях (хэш-функция, электронная цифровая подпись);
— составлять спецификации простых смарт-контрактов;
— пользоваться электронным кошельком для совершения операций с цифровыми активами.

Наш адрес

Метро Каширская, Каширское ш., 31.

Контакты

E-mail: icis-dpo@mephi.ru

Телефон: +7 (495) 788-56-99, доб. 8995