Máster en Ingeniería y Desarrollo Blockchain

El primer tema consiste en una introducción a la tecnología blockchain. Se explica el funcionamiento global, su propuesta de valor y sus principales aplicaciones. 

Introducción a la tecnología Introducción a la blockchain y DLT Blockchain pública vs. blockchain privada Características, propuesta de valor y aplicaciones Criptografía básica de la blockchain Estructura de la tecnología Firmas digitales y validaciones

Protocolo PoW y PoS Otros protocolos de consenso Hardfork y Softfork Sidechains Smart contracts, DApps y DAOs

Se estudia el funcionamiento global de una blockchain pública. Concretamente se profundidad en la principal infraestructura pública para el desarrollo de DApps: Ethereum. Se ofrece una introducción y posteriormente se analizan los distintos elementos que intervienen para asegurar el correcto funcionamiento de la tecnología y la generación de transacciones.

Origen de Ethereum Clientes Ethereum, Parity y Geth Configuración de clientes para desarrollo de DApps Exploradores de bloques Ethereum Virtual Machine y opcodes Gas, transacciones y cálculo de costes

Consulta de información de bloques y transacciones Serialización de mensajes Suscripción a eventos Instalación y uso en una testnet propia Gestión de las claves Ethereum networks

Estudio del lenguaje de programación Solidity para el desarrollo de smart contracts en la blockchain de Ethereum.

Environment setup (Nodo + Web3 +Compilador + IDE) Estructura de un smart contract Tipos de almacenamiento Tipos de datos Operadores Funciones Gestión de la visibilidad

Eventos y logging Herencia y polimorfismo Excepciones Seguridad Mnemonic phrases Manejo de errores

Las aplicaciones descentralizadas, conocidas como dApps, representan una innovación en el mundo del desarrollo de software, funcionando sobre redes de blockchain en lugar de servidores centralizados. En este tema empezamos a familiarizarnos con las principales arquitecturas y librerías para el desarrollo de nuestras dApps que van a interactuar con nuestros smart contracts creados.

Introducción a las dApps y arquitectura Librerías básicas de JS y Ethereum Web3 y conexión con nodos, metamask y APIs Infura

Web3 y llamadas a un SC Creación de entorno de desarrollo con angular y caso práctico ICO

 Profundizamos en el desarrollo de nuestras dApps, comenzando con la creación de un proyecto desde cero y la incorporación de librerías y frameworks en JavaScript. Se desarrollan distintos casos prácticos con el objetivo de explorar las principales opciones y casos de uso para emplear las librerías en la creación de nuestras dApps e interactuar con los smart contracts de la blockchain, tanto en un entorno de desarrollo local como en blockchains públicas abiertas. También se muestran diversas formas de gestionar las wallets y emitir transacciones. 

Web3.js / Ethereum.js Firebase y gestión de sedes Desarrollo de caso práctico NFT y Marketplace Introducción al Truffle Desarrollo caso práctico Supply Chain con Truffle

Integración con IPFS y Swarm Publicación Smart Contract en Blockchain pública Publicación de una dApp en Cloudflare Integración con oráculos

La seguridad es uno de los temas más sensibles e importantes en cualquier proyecto de software. En este tema se dan las pautas para evitar errores que podrían poner en jaque al sistema y se enseña a aumentar la seguridad del mismo. La programación de smart contracts requiere una mentalidad de ingeniería distinta a la que estamos acostumbrados. El coste de un fallo puede ser muy elevado y cualquier cambio trivial puede resultar fatal para el proyecto. Consecuentemente, no es suficiente con defenderse contra vulnerabilidades conocidas, es necesario un cambio de filosofía y seguir las buenas prácticas y recomendaciones de seguridad mostradas en este capítulo.

Detectar vulnerabilidades de código Actualización de contratos, patrones y arquitecturas de desarrollo Reentrancy Attacks

Overflow y underflow Exception disorder Generación de números aleatorios Herramientas de seguridad

La minería es un componente fundamental en muchas redes blockchain, especialmente en aquellas que utilizan el mecanismo de consenso de prueba de trabajo (PoW). A través de la minería, se validan y confirman las transacciones en la red, y se aseguran nuevas monedas en circulación. Este proceso requiere una gran cantidad de recursos computacionales y energía, pero también es crucial para la seguridad y la descentralización de la blockchain. En este tema, exploraremos los conceptos básicos de la minería, su importancia, los métodos utilizados, y los desafíos y críticas asociados.

Definición y propósito de la minería Historia y evolución de la minería en blockchain Resolución de problemas criptográficos Hardware utilizado (ASICs, GPUs, CPUs) Minería con GPUS

Minería con ASICS Minería a gran escala Futuro de la minería PoW vs PoS Otros tipos de minería menos conocidos

Revisamos la hoja de ruta (roadmap) de Ethereum, destacando las actualizaciones y mejoras planeadas para abordar problemas como la escalabilidad, la seguridad y la sostenibilidad. Este tema explora los hitos importantes en el desarrollo de Ethereum, los cambios introducidos por cada actualización y el impacto previsto en la red y la comunidad. 

Mejoras en la seguridad y eficiencia de la red Introducción de nuevas funcionalidades Objetivos principales de Ethereum 2.0 Proof of Stake

Sharding y Layer2 Fat dApps Cross-chain NFTs

 En este tema, nos preparamos para la segunda parte de este programa: el desarrollo sobre blockchains permissioned con tecnología Hyperledger. Antes de comenzar, hemos incluido un tema para familiarizarnos con los conceptos básicos de gestión de contenedores, los cuales son necesarios para abordar el temario posterior y ponerlos en práctica a través de varios laboratorios.

Introducción a Git y GitOps Introducción al paradigma de contenedores Gestión de contenedores con Docker

Orquestadores de contenedores Docker compose

Arrancamos el segundo módulo de este programa, que se centra en la creación de redes blockchain permissioned y el desarrollo de aplicaciones sobre estas redes. En este caso, trabajaremos con la tecnología Hyperledger, impulsada por la Fundación Hyperledger, que se enfoca en el desarrollo de tecnologías blockchain de código abierto para redes privadas. Este tema explora los principios fundamentales, los proyectos principales y las aplicaciones prácticas de Hyperledger. 

Hyperledger dentro del ecosistema blockchain Evolución funcional: desarrollo histórico y situación actual Proyectos alojados en la Fundación Hyperledger

Recursos y herramientas empleadas dentro de la Fundación Hyperledger

Hyperledger Fabric es uno de los proyectos más destacados de la Fundación Hyperledger, diseñado específicamente para aplicaciones empresariales de blockchain. Con una arquitectura modular y altamente configurable, Fabric permite a las organizaciones construir redes blockchain privadas y permisos con características avanzadas de privacidad y escalabilidad. Este tema explora los componentes clave, la arquitectura, las funcionalidades, y los casos de uso de Hyperledger Fabric.

Arquitectura y componentes: Rama v1.X., Rama v2.X (latest) Diferencias entre versiones Despliegue de arquitecturas estándares

Proyecto de creación y despliegue guiado Escenarios típicos con Hyperledger Fabric v1.4.

La creación de un entorno de desarrollo en la nube permite a los desarrolladores trabajar de manera más eficiente y colaborativa, aprovechando las ventajas de escalabilidad, accesibilidad y recursos compartidos que ofrece la computación en la nube.

Principales y proveedores para la creación entorno cloud Criterios para elegir una plataforma (costos, características, soporte) Comparativa de plataformas

Servicios de contenedores (Docker, Kubernetes, ECS) Configuración de entornos de desarrollo y pruebas

La instalación y configuración de una red Hyperledger Fabric es un proceso fundamental para establecer una plataforma blockchain empresarial robusta y segura. Este proceso implica la preparación del entorno, la instalación de los componentes necesarios como Docker y los binarios de Hyperledger Fabric, la configuración de nodos (peers), servicios de ordenación, y autoridades de certificación (CAs). Además, incluye la creación de canales y la configuración de políticas de consenso. Este tema proporciona una guía paso a paso para instalar y configurar una red Hyperledger Fabric, asegurando que todos los componentes estén correctamente integrados y operativos, lo que permite una implementación eficiente y escalable de aplicaciones blockchain.

Proyecto Hyperledger Fabric con Docker para una red universitaria española Adición de una organización a una red universitaria existente. Administración y configuración de un canal de Hyperledger Fabric Creación de certificados en base a la configuración de la red

Administración de una Autoridad Certificadora (CA) Configuración de políticas de consenso Configuración de políticas de colección para la gestión de datos privados Instalación e inicio de un chaincode Añadir peer a una organización existente Creación de canales adicionales y administración de organizaciones y permisos

El diagnóstico y mantenimiento son componentes cruciales para garantizar el funcionamiento continuo y eficiente de una red Hyperledger Fabric. Estas tareas incluyen la monitorización de la red para identificar y resolver problemas, la actualización de componentes, la gestión de logs y el análisis de rendimiento. Un mantenimiento proactivo y regular ayuda a prevenir fallos, optimizar el rendimiento y asegurar la integridad y seguridad de la red. Este tema ofrece una guía completa sobre las mejores prácticas, herramientas y técnicas para el diagnóstico y mantenimiento efectivo de redes Hyperledger Fabric, asegurando que la infraestructura blockchain se mantenga robusta y confiable.

Query y análisis de peer logs Query y análisis de CA logs Query y análisis de Orderer logs

Query y análisis de chaincode logs Actualización de canal y de la instancia de Hyperledger Fabric existente.

Hyperledger ofrece una variedad de herramientas diseñadas para facilitar el desarrollo, implementación, monitorización y gestión de sus redes blockchain. Estas herramientas proporcionan funcionalidades esenciales que permiten a los desarrolladores y administradores optimizar sus redes Hyperledger Fabric, mejorar la eficiencia del desarrollo de contratos inteligentes y garantizar la seguridad y el rendimiento de sus aplicaciones. Este tema explora las principales herramientas disponibles en el ecosistema Hyperledger, destacando sus características, usos y beneficios, y cómo pueden integrarse en los procesos de desarrollo y administración de la red blockchain.

Hyperledger Explorer Hyperledger Caliper

Prometheus Grafana

La implementación de Hyperledger Fabric en entornos productivos implica la transición desde entornos de desarrollo/prueba a un entorno de producción robusto y escalable. Este proceso requiere una planificación cuidadosa, configuración detallada y una serie de mejores prácticas para garantizar que la red blockchain cumpla con los requisitos empresariales en términos de rendimiento, seguridad y confiabilidad. Este tema explora los pasos y consideraciones clave para implementar Hyperledger Fabric en entornos productivos, abarcando desde la preparación inicial hasta el monitoreo y mantenimiento continuo, asegurando una operación exitosa y sostenible de la red, así como las prácticas para estimar un proyecto y su coste económico.

Estimación de un proyecto Análisis de la arquitectura Despliegues de entornos

Costes económicos Caso práctico de trazabilidad e identidad digital

 El desarrollo de chaincodes en un proyecto Hyperledger Fabric implica la creación, implementación y gestión de contratos inteligentes que definen la lógica de negocio de la red blockchain. En este tema, profundizaremos en el desarrollo de chaincodes mediante varios casos prácticos, publicaremos API REST para su interacción y crearemos un portal web que se integrará con las APIs publicadas y con la red.

Introducción a los chaincodes Desarrollo de chaincodes Creación e instalación de chaincodes con Gradle Desarrollo de aplicaciones API REST con Spring Boot

Hyperledger Fabric Gateway Client Creación de conexión con Hyperledger Fabric Envío de transacciones a Hyperledger Fabric desde proyecto web

Desplegar una red Hyperledger utilizando Kubernetes ofrece múltiples beneficios que mejoran la gestión, escalabilidad, y robustez del entorno blockchain. En este tema vamos a ver los pasos a realizar para desplegar nuestra red Hyperledger Fabric con Kubernates.

Introducción a Kubernetes Ventajas de Kubernetes Arquitectura Kubernetes

Componentes de Kubernetes Casos de uso y despliegue de red con Kubernetes Futuro de Kubernetes

La comunidad Hyperledger tiene varios proyectos muy ambiciosos. En temas anteriores hemos estado creando nuestra red con Hyperledger Fabric y, para completar este módulo, vamos a trabajar con el otro proyecto insignia que es Hyperledger Besu. Se revisan los aspectos principales del Framework Hyperledger Besu y se analiza técnicamente un proyecto real. Se desplegará la tecnología tanto a nivel de arquitectura como a nivel de desarrollo de un smart contract programado en Solidity (compatible con Hyperledger Besu), y vamos a configurar y monitorizar la red desplegada.

Introducción a Hyperledger Besu Arquitectura de Hyperledger Besu Despliegue de una red de Hyperledger Besu Smart contracts en Hyerpedlger Besu Aplicación con Hyperledger Besu

Monitorización red Hyperledger Besu Explorador de bloques Privacidad y uso permisionado Caso práctico