Разработчик децентрализованных систем [Otus] [Часть 1]

[admin]

Разработчик децентрализованных систем. Часть1




УГЛУБЛЕННЫЙ КУРС ПО BLOCKCHAIN-РАЗРАБОТКЕ И СОЗДАНИЮ СМАРТ-КОНТРАКТОВ(EOS, ETHEREUM).

Для кого этот курс:
Разработчиков, имеющих опыт разработки в других областях, интересующихся децентрализованными сетями и криптографическими протоколами.

Содержание:
Модуль 1 Криптография




модуль 1
Тема 1: Симметричные и асимметричные криптосистемы
Тема 2: Критерии качества шифров, рассеивание и перемешивание информации, концепция абсолютно стойкого шифра, одноразовый блокнот, внутреннее устройство алгоритмов шифрования, сеть Фейстеля, SP-сеть, примеры алгоритмов: ГОСТ-28147-89 и AES
Тема 3: Режимы симметричного блочного шифрования, организация детерминированных цепочек блоков, генераторы псевдо-случайных чисел, гаммирование, поточные шифры
Тема 4: Криптографическое хеширование, современные стандарты: SHA-256, Keccak, Blake2, требования к безопасности и атаки на алгоритмы
Тема 5: Односторонние функции, алгоритм выработки общего секретного ключа Диффи-Хеллмана
Тема 6: PKI, секретная передача информации, схема электронной подписи основные ассиметричные криптосистемы: RSA, ECC, длины ключей
Тема 7: Практические аспекты криптографии, реализации протоколов, криптографическая безопасность, атаки man-in-the-middle, системы сертификатов, клептографические атаки
Тема 8: Threshold-протоколы, BLS-подписи, протокол разделения секрета Фиата-Шамира, протокол подбрасывания монеты и другие важные для децентрализованных систем протоколы
Тема 9: Zero-knowledge протоколы, свойства: soundness, completeness, zero-knowledge. Протоколы знания секретной экспоненты, pairings на эллиптических кривых, кольцевые подписи, multi-party computations. Succinct proofs, zkSNARKS/STARKS

Модуль 2 Peer-to-peer (p2p) сети




модуль 2
Тема 1: Историческая справка: p2p networks, (eDonkey, KaZaaa, BitTorrent), mixed networks (TOR, i2p), блокчейны
Тема 2: Общая схема работы децентрализованной сети, сообщения, маршруты, DHT (Distributed Hash Table)
Тема 3: Протокол Kademlia, метрики расстояния
Тема 4: IPFS и проблемы distributed storage
Тема 5: p2p сеть, как транспорт для работы в децентрализованных сетях

Модуль 3 Bitcoin и блокчейны, построенные на базе консенсусов типа proof-of-work (PoW)




модуль 3
Тема 1: Bitcoin, схема работы сети, алгоритм работы ноды, целостность блоков и работа с цепочкой
Тема 2: Bitcoin, структура блока. Требования к хешам блоков, сложность сети, nonce, майнинг
Тема 3: Bitcoin, структура транзакции, модель UTXO based consensus networks модель передачи value, комиссия сети, Bitcoin Script, передача владения
Тема 4: Атаки на консенсус PoW сети: double spend, атака 51%, проблемы холодного старта
Тема 5: Bitcoin, Litecoin, Ethereum, Monero, требования к алгоритмам хеширования и их развитие, рассмотрение популярных PoW алгоритмов: SHA-256, Scrypt, Ethash, X11
Тема 6: Интересные реализации proof-of-work консенсусов, использующих другие варианты “work”: PrimeCoin, Storj, Filecoin

Модуль 4 Блокчейны, построенные на базе других алгоритмов консенсуса




модуль 4
Тема 1: Задача византийских генералов, базовые примитивы для построения BFT консенсусов
Тема 2: Консенсусы типа proof-of-authority (PoA), безопасность и производительность PoA алгоритмов, требования к safety и liveness, алгоритм Practical BFT
Тема 3: Валидаторы, орагнизация governance сетей, тестовые и приватные блокчейны
Тема 4: Консенсус типа proof-of-stake (PoS), наивный PoS, атаки nothing-at-stake, long-distance, консенсусы типа Delegated Proof Of Stake (DPoS)
Тема 5: Экономическая безопасность консенсусов типа proof-of-stake (PoS), slashing, sybil атаки, атаки большим стейком, механизмы защиты
Тема 6: Примеры реальных алгоритмов типа proof-of-stake (PoS): рассмотрение вариантов DPoS в POA Ethereum, EOS, TON, Cosmos, Tezos

Модуль 5 Архитектура блокчейнов




модуль 5
Тема 1: Ограничения блокчейн-сетей: число валидаторов, время процессинга транзакций, tradeoffs speed/security
Тема 2: Масштабирование блокчейнов: шардинг, многоуровневые архитектуры, архитектуры проектов Polkadot, Cosmos, Telegram Open Network, Ethereum 2.0
Тема 3: Succinct proofs и zkSNARKS/STARKS для масштабирования блокчейнов, rollups

Модуль 6 Эксплуатация и тестирование блокчейн-сетей, обзор сопровождающего ПО




модуль 6
Тема 1: Обзор существующих сетей и особенности инфраструктуры: Ethereum, EOS, POA Network, DAOBet
Тема 2: Описание типового ПО сопровождающего блокчейны. Обозреватели блоков, рассмотрение Etherscan, BlockScout, основные компоненты обозревателя блоков, обзор кода.
Тема 3: Криптовалютные кошельки, обзор решений: Electrum(Bitcoin), Metamask (Ethereum), TrustWallet(Ethereum), Scatter(EOS), клиентский код для Hyperledger Sawtooth
Тема 4: Запуск и эксплуатация блокчейнов, проблемы тестирования производительности и устойчивости блокчейн-сетей, метрики мониторинга.
Тема 5: Инструменты для развертывания блокчейн-сетей, обзор инструментов для тестирования блокчейнов: Hyperledger Caliper, MixBytes Tank

Модуль 7 Смарт-контракты




модуль 7
Тема 1: Исполнение кода в консенсусе: детерминизм, безопасность, особенности виртуальной машины, модели аккаунтов, балансов
Тема 2: Смарт-контракты: понятие, принципы работы, основные свойства, организация среды исполнения
Тема 3: Смарт-контракты Ethereum: cхема работы, виртуальная машина EVM, концепция газа, окружение контракта, storage, вызовы других контрактов и библиотек
Тема 4: Смарт-контракты EOS: cхема работы, WebAssembly для контрактов, концепция ресурсов, storage
Тема 5: Runtime код Parity Substrate и Application Cosmos: принципы построения блокчейн-фреймворков
Тема 6: Безопасность систем смарт-контрактов: front-running, арифметические переполнения, типовые уязвимости кода контрактов и инфраструктуры, примеры атак, методики аудита кода
Тема 7: Средства автоматизированного аудита кода: Mythril, Slither, примеры аудитов и реальных ошибок
Тема 8: Типовые паттерны разработки смарт-контрактов: оракулы, голосования, commit-reveal
Тема 9: Publicly verifiable Random Beacon и проблемы генерации случайных чисел в блокейнах. Использование random-based паттернов в консенсусах, арбитраже сделок, экономических протоколах на основе теории игр

Модуль 8 Практическая блокчейн-разработка: Ethereum




модуль 8
Тема 1: Практическое занятие: запуск standalone блокчейна на базе Ethereum, запуск нод, обозревателя блоков BlockScout
Тема 2: Solidity и EVM: описание языка, основных типов, организации кода
Тема 3: Практическое занятие, Solidity: написание и запуск смарт-контракта и тестов к нему, развертывание тестового окружения, выкладка кода в блокчейн
Тема 4: Практическое занятие с примерами кода основных паттернов: token, oracle, multisig, voting. Запуск и использование хранилища файлов на базе IPFS и создание DApp, использующего загрузку файлов. Примеры использования этих паттернов в различных областях: финансы (DeFi), управления организацией (DAO), SSI (Self Sovereign Identity), игры, prediction markets, биржи и др.

Модуль 9 Практическая блокчейн-разработка: EOS&lt,/div&gt,




модуль 9
Тема 1: Практическое занятие: C++, компиляция WebAssembly: написание и запуск смарт-контракта в сети EOS и тестов к нему, развертывание тестового окружения, выкладка в сеть

Модуль 10 Практическая блокчейн-разработка: Hyperledger Sawtooth или Parity Substrate




модуль 10
Тема 1: Практическое занятие, C++/Python/Rust: конфигурирование и запуск своего блокчейна, разработка и запуск собственного протокола многосторонней сделки

Модуль 11 Практическая блокчейн-разработка: курсовая работа




модуль 11
Тема 1: Практическая работа


otus.ru/greenlight/blockchain/