Este documento proporciona una introducción a Bitcoin, incluyendo qué es, cómo funciona la red Bitcoin, quién creó Bitcoin bajo el pseudónimo Satoshi Nakamoto, y algunos de los principales problemas como la escalabilidad. También discute si Bitcoin puede considerarse dinero y compara sus características con el oro y el euro.

1. In crypto we trust
Santiago Márquez Solís
UPM - 2017 1
Master en Sistemas Empotrados y
Distribuidos

2. SMARQUEZSOLIS@GMAIL.COM
@SMARQUEZSOLIS
WWW.SANTIAGOMARQUEZSOLIS.COM
WWW.BITCOINFORDEVELOPERS.COM
2

3. 3

4. ANTES DE EMPEZAR, TOCA HACER LA PREGUNTA…
4

5. DE BITCOIN SE DICEN MUCHAS COSAS…
5

6. 6
La prensa publica algo casi todos los
meses ….

7. 7

8. 8

9. 9
Sin contar lo que se dice “por ahí”

10. Bitcoin es una exhibición de fuerza tecnológica. El mayor invento
después de Internet.
Bill Gates
¿Eso no es una estafa?
Comercial de un banco
No entiendo lo de los bitcoins, aunque tampoco entiendo a las
mujeres y estoy casado.
Trader de Bitcoin
Bitcoin es malo.
Paul Krugman (profesor economía de Princeton)
10

11. El valor del Bitcoin es cercano a cero.
Xavier Sala-i-Martín (profesor economía de Harvard)
Bitcoin es un activo [digital] que se está monetizando.
Juan Ramón Rallo (Economista)
Bitcoin es un esquema Ponzi. El Dinero de la Deep Web.
Nouriel Roubini (presidente de RGE Monitor)
Bitcoin es un experimento. No pongáis todos vuestros
ahorros ahí.
Jeff Garzik (core developer del protocolo)
11

12. INTENTEMOS ACLARAR LAS COSAS
12

13. DATOS IMPORTANTES PARA SITUARNOS
13

14. DOS “VISIONES”
14
BITCOIN
NUEVO MODELO
ECONOMICO
BLOCKCHAIN
BLOCKCHAIN
DISTRIBUTED LAYER
TECHNOLOGY o DLT
(Public / Private)
¿MARTILLO DE
ORO?
"When the wise man points at the Bitcoin, the idiot
looks at the Blockchain" – (Quasi-)Confucius.

15. 15
Inversión Empresas Internet vs
Inversión Empresas Bitcoin

16. 16
Evolución del Precio de Bitcoin
1 BTC aprox unos 820 dólares (17/01/2017)
Capitalización Total Actual: 13.214.808.150 dólares
(16 millones de BTCs) (más o menos) (17/01/2017)

17. 17
¿Quién acepta Bitcoin?
www.coinmap.org

18. EN ESPAÑA…
• Bitcoin está reconocido como medio de pago y es
equiparable a otra divisa (consulta vinculante V1029-15 de
Hacienda)  no se cobra IVA
• Todas las empresas que cobran en Bitcoin están obligadas a
tener un libro contable con las direcciones y transacciones
que realizan
• Si eres minero tienes que registrarte como autónomo y
pagar la cuota mensual (Consulta V3625-16)
18

19. ¿BITCOIN ES DINERO?
19

20. ¿QUÉ ES EL DINERO?
• Activos que son valiosos por su escasez
• Sirven para intercambiarlos por bienes y servicios
• Los bienes escasos se empezaron a usar como dinero: Oro
• Se crea la Moneda Fiducidaria: Oro respalda un título de cambio
• Nadie viene a reclamar ese oro con su título, ¿Emitimos títulos sin
respaldo a cambio de oro?
• 1971, Nixon dice que se acabó reclamar el oro y convierte la Moneda
Fiducidaria en Moneda FIAT, basada en la deuda.
• Se obliga a la población a utilizar una moneda, con autoridad central.
El dinero pasa a ser IMAGINARIO, sin respaldo físico.
20
“Si el dinero es bueno y la gente lo acepta voluntariamente,
¿qué necesidad hay de leyes de curso forzoso? Si el dinero
no es bueno, ¿cómo se puede en una democracia obligar al
pueblo a utilizarlo?” Larry Parks

21. PRINCIPIOS DE LAS MONEDAS
ORO EURO BITCOIN
ESCASEZ
PORTABILIDAD
FUNGIBILIDAD
VERIFICACION
DIVISIBILIDAD
PRIVACIDAD
ACEPTACION
21

22. PROBLEMAS ECONÓMICOS
• Al ser un sistema basado en la deuda, puede crecer
indefinidamente.
• Empobrecimiento del Ahorro
• Un modelo de crecimiento ilimitado en un contexto de
recursos limitados no es sostenible
• Al menos no solo con los recursos del planeta Tierra
• Nanotecnología??
• Conquista Espacial??
22

23. ¿QUÉ ES BITCOIN?
23

24. ¿QUÉ ES BITCOIN? (1)
24
• Es una moneda electrónica.
• No tiene autoridad central (sistema descentralizado)
• Se transfiere de persona a persona de forma irreversible.
• Está limitada, no se pueden crear más de 21M de BTC.
• Se puede dividir en 100.000.000 millones de unidades
(mBTC o uBTC)
• Cada subunidad recibe el nombre de Satoshi
• 1 BTC = 100.000.000 de Satoshis

25. ¿QUÉ ES BITCOIN? (2)
25
• Bitcoin funciona como una red P2P (BitTorrent/eMule)
• Procesa Transacciones 24x7x365
• Cualquiera puede ser un nodo en la Red
• Una transacción es un pago entre dos entes (casi
anónimo)
• Las transacciones se agrupan en Bloques
• Los Bloques forman una larga cadena o Blockchain
• Los bloques los crean los Mineros

26. ¿QUÉ ES BITCOIN? (Y 3)
26
• VENTAJAS:
• Hacer un pago con Bitcoin es como enviar un correo
electrónico.
• Las comisiones son mínimas.
• La transferencia tarda 5-10 min vs p.ej. transferencia SEPA
(sólo en la UE) es de 1-3 días laborables (escalabilidad)
• Es casi anónimo
• Reserva de Valor
• Bancarización Mundial
• Micropagos: donaciones, propinas

27. PROBLEMAS
27

28. PROBLEMAS QUE AFRONTA BITCOIN
28
• La moneda es un instrumento de control de los gobiernos.
Impuestos. Control de capitales y aumento de patrimonio.
Actividades ilegales.
• Desafía a gente muy poderosa. Cuánto más gente utiliza Bitcoin,
menos vale el trabajo de un banquero.
• Actualmente es muy volátil.
• Cuesta de entender para el gran público.
• Cuesta creer que el Bitcoin sea moneda. Es moneda virtual.
• Eventualmente podría sufrir ataques (DoS), fallos por bugs de
programación en el protocolo, etc.
• Problema de Escalabilidad

29. ESCALABILIDAD (1)
29
• Probablemente es el problema más importante a futuro de Bitcoin
• Se debe al tamaño original de 1 Mb por bloque
• En 1 bloque caben aproximadamente entre 2048 a 6200 transacciones (la media
es 0,5kb x transacción aprox.) y es capaz de procesar en torno a las 300.000
transacciones diarias (VISA procesa 150 millones al día)
• O lo que es lo mismo en el mejor de los casos 7 transacciones/sg
• Si la transacción no cabe en este bloque, tiene que esperar hasta que se
resuelvan otro
• Puede estar:
• Indefinidamente esperando o
• Tener que aumentar la tarifa de transacción

30. ESCALABILIDAD (2)
30
• La cadena de bloques se almacena completa en disco (90Gb)
• Para soportar 2000 tps (VISA) se necesitaría un bloque de 600 Mg
• No es un problema de proceso de CPU
• Es un problema de propagación por la red cada 10 minutos
• Es un problema de espacio
• Si toda la población del planeta usara Bitcoin 6.5 TB al día y 2.32
Petabytes al año
• ¿Soluciones?:
• ¿Aumentar el tamaño del bloque? (BIP102 / Jeff Garzik)
• ¿Aumentar la velocidad de minado? (Sergio Lerner)
ES UN PROBLEMA PARA HABLAR LARGO Y
TENDIDO

31. ESCALABILIDAD (Y 3)
31
• Soluciones
• Lightning Network (Lightning Labs)
• Bloques dinámicos
• Invertible Bloom Lookup Table (IBLTS) / Weak blocks
• Cadenas Laterales
• Testigos Segregados
• Alternativas:
• Bitcoin Core (0.13.2)
• Bitcoin XT (0.11.0F)
• Bitcoin Classic (1.2.0)
• Bitcoin Unlimited (0.12.1)

32. LA RED BITCOIN
32

33. LA RED BITCOIN (1)
33
• La Red Bitcoin es un supercomputador que a finales de 2013 era 210 veces más
potente que los 500 mayores supercomputadores juntos (comparando FLOPS vs
hashes/s). En abril de 2014, la potencia computacional de la red era de más de
50 petahashes/s o 50.000 billones de hashes/s.
Potencia computacional de la Red Bitcoin.

34. LA RED BITCOIN (2)
34
Más de 5000 nodos soportan la Red Bitcoin

35. LA RED BITCOIN (3)
35
• Hay diferentes tipos de nodos:
• Broadcast Only Node
• Solo emiten transacciones (dispositivos móviles y carteras simples)
• Son los que menos capacidad de cómputo tienen
• Puerta de entrada a la Red Bitcoin de la mayor parte de los usuarios
domésticos
• Relay Node
• Retransmiten y propagan transacciones
• Verifican el formato de la transacción
• firmas correctas y que el dinero que se está transfiriendo está en la
cuenta de origen, validándolo contra la versión más actualizada de
la cadena de bloques.
• deberemos abrir el puerto 8333

36. LA RED BITCOIN (4)
36
• Hay diferentes tipos de nodos:
• Mining Node
• A parte de las funciones Relay Node realizan el proceso de mineria
• Actualmente equipos ASIC (Application Specific Integrated Ciurcuit)
• Funcionan agrupándose en pools de minería para aumentar su poder de
computación

37. LA RED BITCOIN (5)
37
Circuitos ASIC (Application Specific Integrated Ciurcuit), diseñados específicamente
para resolver los problemas criptográficos del protocolo Bitcoin. Y “minero”
Terraminer.

38. LA RED BITCOIN (6)
38
• Bitcoin tiene tres redes de operación:
• Elegimos cambiando “bicoin.conf”
• MainNet
• La red principal
• Puerto 8333
• Puerto RPC 8332
• Cabecera de bloque 0xF9BEB4D9
• La dificultad se incrementa en función de la
potencia de la red

39. LA RED BITCOIN (7)
39
• Bitcoin tiene tres redes de operación:
• TestNet (testnet = 1)
• Se utiliza para testing de Bitcoin o pruebas de integración
• Ha habido tres generaciones (TestNet1, TestNet2, TestNet3)
• TestNet3  Es la versión actual (Bitcoin 0.7)
• 21 de Diciembre 2015  Testigos Segregados
• http://tpfaucet.appspot.com/
• Puerto 18333 / Puerto RPC 18332 / Las direcciones empiezan por m o 2
• Diferente Bloque Génesis
• Diferente cabecera de bloque 0x0B110907 (0xF9BEB4D9)
• La dificultad funciona de un modo diferente
• Por defecto es 1 (cada 20 minutos si no se encuentra un bloque)

40. LA RED BITCOIN (Y 8)
40
• Bitcoin tiene tres redes de operación:
• RegNet(-regtest)
• Se utiliza para desarrollo (Bitcoin 0.9 en 2014)
• No necesita interactuar con otros pares
• No es necesario una gran potencia para usarla
• Tenemos control total para generar monedas en segundos
• Tiene su propio bloque genesis
• A partir del bloque 101 quedan confirmadas
• Solo los primeros 150 bloques pagan 50 BTCs

41. SATOSHI NAKAMOTO
41

42. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (1)
• El artículo original y el software se creó bajo el pseudónimo
de un tal Satoshi Nakamoto en 2008
• Bitcoin. A Peer-to-Peer Electronic Cash System
42

43. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (1)
• El artículo original y el software se creó bajo el pseudónimo
de un tal Satoshi Nakamoto en 2008
• Bitcoin. A Peer-to-Peer Electronic Cash System
• La Red Bitcoin se puso en marcha el día 3 de Enero de
2009, creando los primeros Bitcoin
• La tecnología que hay detrás de Bitcoin, la Blockchain o
Cadena de Bloques, utiliza conceptos criptográficos y
matemáticos que tienen más de 30 años.
43

44. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (1)
• El artículo original y el software se creó bajo el pseudónimo
de un tal Satoshi Nakamoto en 2008
• Bitcoin. A Peer-to-Peer Electronic Cash System
• La Red Bitcoin se puso en marcha el día 3 de Enero de
2009, creando los primeros Bitcoin
• La tecnología que hay detrás de Bitcoin, la Blockchain o
Cadena de Bloques, utiliza conceptos criptográficos y
matemáticos que tienen más de 30 años.
• Motivación:
• The Times, 03 / Ene / 2009 Al borde del segundo plan de rescate para los
bancos
44

45. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (2)
• ¿Quién es Satoshi Nakamoto? (1)
• Nadie lo sabe exactamente
• El último mensaje de Satoshi Nakamoto se publicó a finales de 2010
(www.bitcoin.org) y cedió el liderazgo a Gavin Andresen
• Según la revista Newsweek es un ingeniero japonés llamado Satoshi
Dorian Nakamoto
45

46. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (3)
• ¿Quién es Satoshi Nakamoto? (3)
• Según Wired el caradura de Craig Wright
• Según los lingüistas el criptógrafo Nick Szabo
• La realidad es que: solo Satoshi Nakamoto puede descubrir a
Satoshi Nakamoto
46

47. ¿QUIÉN HA CREADO BITCOIN? (Y 4)
• ¿Quién es Satoshi Nakamoto? (y 4)
-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: GnuPG v1.4.7 (MingW32)
mQGiBEkJ+qcRBADKDTcZlYDRtP1Q7/ShuzBJzUh9hoVVowogf2W07U6G9BqKW24rpiOxYmErjMFfvNtozNk+33cd/sq3gi05O1IMmZzg2rbF4ne5t3iplXnNuzN
h+j+6VxxA16GPhBRprvnng8r9GYALLUpo9Xk17KE429YYKFgVvtTPtEGUlpO1EwCg7FmWdBbRp4mn5GfxQNT1hzp9WgkD/3pZ0cB5m4enzfylOHXmRfJKBMF
02ZDnsY1GqeHv/LjkhCusTp2qz4thLycYOFKGmAddpVnMsE/TYZLgpsxjrJsrEPNSdoXk3IgEStowmXjTfr9xNOrB20Qk0ZOO1mipOWMgse4PmIu02X24OapWt
yhdHsX3oBLcwDdke8aEgAh8A/sHlK7fL1Bi8rFzx6hb+2yIlD/fazMBVZUe0r2uo7ldqEz5+GeEiBFignd5HHhqjJw8rUJkfeZBoTKYlDKo7XDrTRxfyzNuZZPxBL Tj+k
eY8WgYhQ5MWsSC2MX7FZHaJddYa0pzUmFZmQh0ydulVUQnLKzRSunsjGOnmxiWBZwb6bQjU2F0b3NoaSBOYWthbW90byA8c2F0b3NoaW5AZ214LmNvb
T6IYAQTEQIAIAUCSQn6pwIbAwYLCQgHAwIEFQIIAwQWAgMBAh4BAheAAAoJEBjAnoZeyUihXGMAnjiWJ0fvmSgSM3o6Tu3qRME9GN7QAKCGrFw9SUD0e
9/YDcqhX1aPMrYue7kCDQRJCfqnEAgA9OTCjLa6Sj7tdZcQxNufsDSCSB+yznIGzFGXXpJk7GgKmX3H9Zl4E6zJTQGXL2GAV4klkSfNtvgsSGJKqCnebuZVwutyq1
vXRNVFPQFvLVVo2jJCBHWjb03fmXmavIUtRCHoc8xgVJMQLrwvS943GgsqSbdoKZWdTnfnEq+UaGo+Qfv66NpT3Yl0CXUiNBITZOJcJdjHDTBOXRqomX2WSg
uv+btYdhQGGQiaEx73XMftXNCxbOpqwsODQns7xTcl2ENru9BNIQMEI7L9FYBQUiKHm1k6RrBy1as8XElS2jEos7GAmlfF1wShFUX+NF1VOPdbN3ZdFoWqsUj
Kk+QbrwADBQgA9DiD4+uuRhwk2B1TmtrXnwwhcdkE7ZbLHjxBfCsLPAZiPh8cICfV3S418i4H1YCz2ItcnC8KAPoS6mipyS28AU1B7zJYPODBn8E7aPSPzHJfud
MKMqiCHljVJrE23xsKTC0sIhhSKcr2G+6ARoG5lwuoqJqEyDrblVQQFpVxBNPHSTquO5PoLXQc7PKgC5SyQuZbEALEkItl2SL2yBRRGOlVJLnvZ6eaovkAlgsbGdl i
eOr0UwWuJCwzZuBDruMYAfyQBvYfXZun3Zm84rW7Jclp18mXITwGCVHg/P5n7QMbBfZQA25ymkuj636Nqh+c4zRnSINfyrDcID7AcqEb6IhJBBgRAgAJBQJJC
fqnAhsMAAoJEBjAnoZeyUihPrcAniVWl5M44RuGctJe+IMNX4eVkC08AJ9v7cXsp5uDdQNo8q38RHwN4Gk8w== =3FTe
-----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
47

48. QUIERO CONSEGUIR BITCOIN
48

49. COMO CONSIGO BITCOIN
49
• Me hago minero
• Los cambio por otra divisa Euros/Dólar/Yen…
• Brokers (Coinbase / Bitstamp / Kraken )
• Cajeros
• Me pagan por mi trabajo con él
• Coinality.com / Cryptogrind.com / Bitcoin-
Vacancy.com
• Consigo fracciones en Pay per View
• Faucets (Btcclicks / Bitsforclicks )

50. Cajero Lamassu. Pagando en fiat y
escanenado un código QR se obtienen
BTC.
Cajero RoboCoin. Primer cajero
bidireccional del mundo
50

51. VEAMOS BITCOIN “POR DENTRO”
51

52. ¿QUÉ NECESITO COMO USUARIO?
• Para usar Bitcoin solo necesito:
• Saber cómo funciona una billetera o monedero
digital.
• Que es una dirección Bitcoin
• Como asegurar nuestro dinero (probablemente el
paso más importante para evitar que nuestro dinero
pueda verse comprometido)
• Y saber cómo enviar y recibir pagos.
52

53. BILLETERAS
53

54. DEMO BITCOIN CORE
54

55. SIGAMOS VIENDO BITCOIN “POR DENTRO”
55

56. ¿QUÉ NECESITO PARA ENTENDERLO?
• Recordar:
• La teoría que hay detrás tiene más de 30 años
• Entender lo que hay por detrás necesitamos:
• Saber que son las funciones Hash
• Como funciona la criptografía de clave pública (firmas
digitales)
• Para qué sirven las Curvas Elípticas
• Números aleatorios y nonces
• Transacciones
• Minería (Cadena de Bloques y Prueba de Trabajo)
56

57. FUNCIONES HASH (1)
• Algoritmo que toma como entrada unos datos de longitud
cualquiera (el mensaje) y devuelve una cadena de bits de
longitud fija (el hash).
• El propósito de un hash no es ocultar información sino
garantizar la integridad
• Características
• Eficiencia en la computación. Rapidez de cálculo
• Resistencia a preimagen. Debe ser computacionalmente
muy difícil generar el mensaje a partir del cual se ha
derivado el resumen.
• Resistencia a colisión. Debe ser computacionalmente muy
difícil generar dos mensajes diferentes y que el hash de
ellos sea el mismo. 57

58. FUNCIONES HASH (2)
• Bitcoin usa: SHA-256 y RIPEMD-160
• Bitcoin los usa para:
• Generar las direcciones Bitcoin
• En el proceso de minería (prueba de trabajo)
• Identificador de transacciones
• Por regla general Bitcoin siempre aplica dos veces el algoritmo
de hash:
SHA-256 ( SHA-256 ( “perro” ) )
2efe5fccbc3639fe5fd4582926c84d2e456a58033096cc1d
554701d3474f95e9
58

59. FUNCIONES HASH (3)
59
Las colisiones existen siempre, no importa la función Hash…
Si probamos 2130 entradas aleatorias, existe una probabilidad del 99,8%
de que dos colisionaran
“Solo” es una cuestión de tiempo

60. FUNCIONES HASH (4)
60
“Solo” es una cuestión de tiempo
Se ha comprobado que encontrar una colisión de SHA-256
Se necesitan una complejidad temporal de 2253.5
Con los ordenadores actuales se tardaría varios miles
de años en encontrar la colisión

61. FUNCIONES HASH (5)
• SHA-256 (Secure Hash Algorithm)
• Pertenece a la familia SHA-2
• Diseñado por la NSA
• Pero validado por el NIST (National Institute of Standards and
Technology)
• Acepta entradas de 264
• Genera una salida es de 256 bits
• Para jugar:
• http://passwordsgenerator.net/sha256-hash-generator/
61

62. FUNCIONES HASH (Y 6)
• RIPEMD-160 (RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest
• Creado en 1996 por una comunidad académica abierta:
• Hans Dobbertin, Antoon Bosselaers y Bart Preneel
• Genera una salida de 160 bits (tiene versiones 128, 256 y 320)
• Bitcoin lo utiliza cuando necesita crear salidas más cortas de 256
bits
• No hay una razón aparente por el cual se eligió la combinación
SHA-256 + RIPEDM-160
• Se suele aceptar que fue porque es la combinación que genera
los hashes más cortos que se pueden considerar seguros
62

63. CRIPTOGRAFÍA DE CLAVE PUBLICA (1)
• Criptografía Asimétrica / Criptografía de Dos Claves
• Se basa en el uso de dos claves para el envío de un
mensaje:
• Ambas claves pertenecen a la misma persona
• Una clave es pública (todo el mundo la conoce)
• Otra clave es privada (solo la conoce el emisor del
mensaje)
• Son complementarias
• Una de sus aplicaciones es la Firma Digital
• Bitcoin usa las firmas digitales para verificar quien está
autorizado a transferir las monedas 63
Tres tipos de problemas matemático en el que basan su seguridad:
• El Problema de Factorización Entera: RSA y Rabin Williams (RW)
• El Problema del Logaritmo Discreto: Diffie Hellman (DH) y el
sistema DSA
• El Problema del Logaritmo Discreto Elíptico: DSAE, NRE, MQV y
por supuesto las curvas elípticas (CEE).
Lectura recomendada:
http://www.uv.es/~ivorra/Libros/Elipticas.pdf

64. CRIPTOGRAFÍA DE CLAVE PUBLICA (2)
64
1. Ana redacta un mensaje
2. Ana cifra el mensaje con la clave pública de David
3. Ana envía el mensaje cifrado a David a través de Internet
4. David recibe el mensaje cifrado y lo descifra con su clave privada
5. David ya puede leer el mensaje original que le mandó Ana

65. CRIPTOGRAFÍA DE CLAVE PUBLICA (3)
65
1. David redacta un mensaje
2. David firma digitalmente el mensaje con su clave privada
3. David envía el mensaje firmado digitalmente a Ana a través de Internet
4. Ana recibe el mensaje firmado digitalmente y comprueba su autenticidad
usando la clave pública de David
5. Ana ya puede leer el mensaje con total seguridad de que ha sido David el
remitente
Integridad
Se puede detectar si el mensaje original fue modificado.
No repudio
El autor del mensaje no puede decir que no lo hizo.
Autenticidad
El emisor del mensaje queda acreditado, y su “firma
electrónica” tendrá la misma validez que una firma
autógrafa.
Confidencialidad
La información contenida en el mensaje puede ser cifrada
o codificada, para que sólo el receptor pueda descifrarla.

66. CRIPTOGRAFÍA DE CLAVE PUBLICA (Y 4)
66
• El tamaño de las claves importa:
• A mayor tamaño de clave más resistente es a un criptoanálisis
• Más difícil es aleatoriamente generar dos claves iguales
• Bitcoin:
• Utiliza tamaños de clave de 256 bits
• Para generarlas utiliza Curvas Elípticas

67. CURVAS ELÍPTICAS (1)
67
• Propuestas por Neal Koblitz y Victor Miller en 1985
• Se basan en las matemáticas de las curvas elípticas
• Es un sistema muy seguro de generación de claves:
• Pero es más eficiente, rápida y escalable
• Genera claves más pequeñas con el mismo nivel de seguridad
• Se utiliza por Bitcoin para obtener las claves públicas (las direcciones Bitcoin) y
firmar/verificar las transacciones
RSA
CURVAS
ELIPTICAS
TAMAÑO
CLAVE
2048 256
120 120 120

68. CURVAS ELÍPTICAS (Y 2)
68
• Supongamos el siguiente escenario:
• Otros sistemas suelen usar números primos muy grandes y realizar operaciones
con ellos
• Las curvas elípticas en vez de números primos usan coordenadas en una curva
elíptica, que en general se corresponden con esta ecuación:
y2 = x3 + ax + b
CLAVE
PRIVADA
456 645 835 2345
ALGORITMO 4*5*6 6*4*5 8*3*5 2*3*4*5
CLAVE
PUBLICA
120 120 120 120
Irreversibilidad
¿A quien pertenece 120?
Según los valores de a y b la forma de la curva es diferente
Bitcoin usa los valores a = 0 y b = 7

69. BITCOIN ADDRESSES (1)
• Sirve para reclamar la posesión del dinero, el dinero se asocia a ella.
• Tienen una longitud de 34 caracteres y diferencias mayúsculas de minúsculas
• Comienzan por 1 o por 3 (multifirma)
• Está compuesta por un par de claves: Criptografía de clave pública.
• Se pueden generar por cualquier persona y sin conexión
• Esto es debido a que no hay constancia de su existencia hasta que recibe un
pago
• Se basa en la criptografía de Curva Elíptica que acabamos de ver
• Llamamos Monedero a un fichero donde almacenamos varias direcciones.
• Pueden ser impresas en papel con códigos QR.
• El proceso de generación lleva 10 pasos
• Ejemplo: bitaddress.org
69
Se permite del 1 al 9, de la A a la Z y de la a a la z,
y se omiten los caracteres siguientes: 0 (cero), O
(o mayúscula), I (i mayúscula) y l (L minúscula)

70. BITCOIN ADDRESSES (2)
• Paso 1: Tener una clave privada del tipo ECDSA de 65 bytes (de estos 32 bytes se
corresponden a la coordenada X y otros 32 bytes corresponden a la coordenada
Y)
18E14A7B6A307F426A94F8114701E7C8E774E7F9A47E2C2035DB29A206321725
• Paso 2: Generar la clave pública a partir de la anterior, obtendríamos una
ristra de datos como los siguientes (Satoshi podría haber decidido usarla
como la dirección Bitcoin, sin embargo por motivos obvios no lo hizo):
0450863AD64A87AE8A2FE83C1AF1A8403CB53F53E486D8511DAD8A04887E5B2352
2CD470243453A299FA9E77237716103ABC11A1DF38855ED6F2EE187E9C582BA6
70

71. BITCOIN ADDRESSES (3)
• Paso 3: Hacer un hash con SHA-256 sobre la clave pública anterior:
600FFE422B4E00731A59557A5CCA46CC183944191006324A447BDB2D98D4B408
• Paso 4: Aplicamos un hash con RIPEMD-160 sobre el resultado anterior:
010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEE
• Paso 5: Añadir un byte adicional al hash de antes para obtener una versión RIPEMD-
160 extendida. Este byte es el denominado byte de versión, y permite distinguir una
dirección Bitcoin del de otras criptomonedas. Si estamos usando la red principal de
Bitcoin será un 0x00 (formato hexadecimal):
00010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEE
71

72. BITCOIN ADDRESSES (4)
• Paso 6: Toca hacer otro hash 256 sobre el RIPEMD-160 extendido:
445C7A8007A93D8733188288BB320A8FE2DEBD2AE1B47F0F50BC10BAE845C094
• Paso 7: Y otro hash adicional SHA-256 sobre el anterior que nos va a servir para
crear los dígitos de control de la dirección:
D61967F63C7DD183914A4AE452C9F6AD5D462CE3D277798075B107615C1A8A30
• Paso 8: Seleccionar los primeros 4 bytes del último hash, este será el identificativo
checksum de la dirección pública:
D61967F6 (igual es más fácil ver los 4 bytes de esta forma D6-19-67-F6)
72

73. BITCOIN ADDRESSES (5)
73
• Paso 9: Añadir los 4 bytes del checksum del punto anterior al hash
extendido RIPEMD-160 del punto 4, obteniendo una dirección Bitcoin de 25
bytes binaria:
00010966776006953D5567439E5E39F86A0D273BEED61967F6
• Paso 10: Convertir el resultado de la cadena anterior a una cadena con
Base58 utilizando el codificado Base58Check (crea los 34 caracteres)
16UwLL9Risc3QfPqBUvKofHmBQ7wMtjvM

74. BITCOIN ADDRESSES (6)
74
• Todo esto afecta a los tipos de Billetera. Dos clases:
• No deterministas
• Cada clave privada se asocia a una clave publica
• Si pierdo la clave privada no puede restaurar la dirección
• Deterministas
• para generar las direcciones públicas la curvas elípticas tienen como entrada
una semilla que usan en sus cálculos
• Si conozco la semilla puedo restaurar mi billetera si la pierdo
• Hay dos tipos:
• Billetera Determinista de Tipo 1
• Billetera Determinista Jerárquica de Tipo 2

75. BITCOIN ADDRESSES (Y 7)
75
• Billetera Determinista de Tipo 1
• Es el modelo más simple
• Para generar la clave privada se parte de ejecutar la función SHA256
(cadena conocida + n), donde n es un código ASCII que comienza en 1 y
se va incrementando según se van necesitando nuevas claves.
• Billetera Determinista Jerárquica de Tipo 2
• Se describe en la BIP 0032 (Gregory Maxwell)
• La semilla es un valor aleatorio de 128 bits (o 12 palabras comunes en
inglés para ayudarle a recordar.
• La semilla es usada después de realizar 100.000 pasadas sobre SHA256 a
fin de mejorar la fortaleza y reducir los ataques contra palabras usadas
por el usuario que puedan resultar fáciles de atacar.

76. DIRECCIONES DE VANIDAD
76
• Es un caso particular de las direcciones Bitcoin
• Aumentan el riesgo de ser identificado
• Son direcciones que intentan que la secuencia de caracteres que forma la
dirección tenga un formato más amigable y amable, como una forma de
personalizarla
1LibroBitcoi8ALj6mfBsbifRoD4miY36v
1SantiagoFVj8ALj6mfBsbifRoD4miY36v
• Una vez generadas se pueden importar dentro de las billeteras
importprivkey

77. NÚMEROS ALEATORIOS Y NONCES
77
• nonces son números aleatorios “especiales” que, en
principio, sólo se utilizan una vez (number used only
once)
• Bitcoin los utiliza para la generación de los bloques en la
prueba de trabajo
• Las curvas elípticas también los usan en sus
operaciones internas

78. TRANSACCIONES (1)
78
• Son registros firmados digitalmente que cambian el propietario de fondos
asignándolos a otra dirección
• Se componen de:
• entradas: registros que referencian los fondos (direcciones) de
transacciones previas
• salidas: registros que determinan el nuevo propietario de los fondos
transferidos (direccion)
• Las salidas actúan como entradas de otras transacciones
• Siempre se utiliza todo el dinero que hay en la entrada aunque la
cantidad a pagar sea menor
• La diferencia se asocia a una salida en una dirección de vuelta (el
equivalente a que nos den el cambio)

79. TRANSACCIONES (2)
79
• Cada entrada (input) de una transacción es firmada digitalmente por el pagador,
lo que desbloquea los fondos contenidos en la dirección asociada a la clave
privada utilizada para firmar
• Si la firma no es válida la transacción se invalida y se desecha
• Esto lo hace el primer nodo que la recibe
• Si Bitcoin(entrada) > Bitcoin (salida)
• se considera tasa de transacción
• quien incluya esa transacción en la cadena de bloques puede disponer de
esa cantidad
• Transacciones con tasas mayores son procesadas más rápido
• Hay transacciones especiales que suponen la creación de nuevo Bitcoin que son
generadas a través de la minería por lo que no tienen entradas

80. TRANSACCIONES (3)
80
• Tipos de transacciones (1):
Normales

81. TRANSACCIONES (4)
81
• Tipos de transacciones (2):
Transacciones de agregación de fondos

82. TRANSACCIONES (5)
82
• Tipos de transacciones (y 3):
Transacciones de distribución de fondos

83. TRANSACCIONES (6)
83
• 1 . El usuario firma la transacción y la envía a un minero.

84. TRANSACCIONES (7)
• 1 . El usuario firma la transacción y la envía a un minero.
• 2 . La transacción es cacheada por todos los mineros en activo.
84

85. TRANSACCIONES (8)
• 1 . El usuario firma la transacción (se valida por un nodo) y la envía a un minero.
• 2 . La transacción es cacheada por todos los mineros en activo.
• 3 . Cuando el 51% de los mineros ha recibido la transacción, se suele confiar en
que se llevará a cabo (la cadena mas larga prevalece).
85

86. TRANSACCIONES (9)
• 1 . El usuario firma la transacción y la envía a un minero.
• 2 . La transacción es cacheada por todos los mineros en activo.
• 3 . Cuando el 51% de los mineros ha recibido la transacción, se suele confiar en
que se llevará a cabo (la cadena mas larga prevalece).
• Pero… ¿Y si alguien controla el 51% de la red?
86

87. TRANSACCIONES (10)
• 1 . El usuario firma la transacción y la envía a un minero.
• 2 . La transacción es cacheada por todos los mineros en activo.
• 3 . Cuando el 51% de los mineros ha recibido la transacción, se suele confiar en
que se llevará a cabo (la cadena mas larga prevalece).
• Pero… ¿Y si alguien controla el 51% de la red?
• Existe algo llamado “Cadena de Bloques”. Funciona como un libro de cuentas de
todas las transacciones hechas hasta ahora en BitCoin.
87

88. TRANSACCIONES (Y 11)
• 1 . El usuario firma la transacción y la envía a un minero.
• 2 . La transacción es cacheada por todos los mineros en activo.
• 3 . Cuando el 51% de los mineros ha recibido la transacción, se suele confiar en
que se llevará a cabo (la cadena mas larga prevalece).
• Pero… ¿Y si alguien controla el 51% de la red?
• Existe algo llamado “Cadena de Bloques”. Funciona como un libro de cuentas de
todas las transacciones hechas hasta ahora en BitCoin.
• Cuando un minero descubre un nuevo bloque (similar a una nueva página de
este libro de cuentas), graba en él las nuevas transacciones.
Sólo entonces podemos garantizar la transacción.
88

89. PERO NO TODO ES TAN FACIL
89

90. BTSL – BITCOIN TRANSACTION SCRYPT (1)
90
• El movimiento del dinero no es tan simple como cambiar un
dato en una base de datos distribuida
• El movimiento de dinero se hace previa a la ejecución de un
script que determina las reglas que debe seguir ese
movimiento de dinero
• Ese script está programado en BTSL o Bitcoin Transaction
Scrypt Language
• Opera con una estructura tipo LIFO
• Las operaciones se ejecutan de izquierda a derecha
• No es Turing Completo (no tiene bucles)

91. P3 P1
m=“P3 envia 3 monedas a
P1”
s=Sig(sk3,m)
If
Ver(pk3,m,s) = OK
and
P3 tiene un balance
de 3
then
return accept
BTSL – BITCOIN TRANSACTION SCRYPT (2)

92. BTSL – BITCOIN TRANSACTION SCRYPT (Y 3)
92

93. CADENA DE BLOQUES (1)
• Es un libro de cuentas con todos los movimientos de BTC.
• Su elemento constituyente es el Bloque
• Crear el siguiente bloque de la cadena requiere mucho tiempo y
computación, los mineros trabajan buscando el siguiente bloque.
• Los mineros almacenan temporalmente las transacciones y las
distribuyen entre ellos, cuando uno encuentra un nuevo bloque
válido graba las transacciones en el nuevo bloque y quedan
validadas.
• Puede haber varias cadenas, pero los mineros escuchan la mas larga
y descartan las más cortas.
• Generar una cadena más larga que la que ya existe sería improbable
en tiempo y esfuerzo (ataque del 51%)
93

94. CADENA DE BLOQUES (2)
94
• Un bloque es un registro que contiene transacciones que se
encontraban pendientes
• Se generan aproximadamente cada 10 minutos
• En función del poder computacional se ajusta la dificultad de la
red para que tienda a 10 minutos
• Al resolver un bloque el minero recibe la recompensa (12,5
BTCs). Esta recompensas recibe el nombre de coinbase
• Cada 4 años (210.000 bloques) se produce un halving que
reduce la recompensa a la mitad (la recompensa tiende a 0
asintóticamente - año 2140)
• A medida que se añaden bloques, las transacciones son más
seguras (esto se denomina confirmación)

95. CADENA DE BLOQUES (3)
95
• Un bloque es una estructura de datos como la siguiente:

96. CADENA DE BLOQUES (4)
96
• Cada minero compite con el resto para resolver un problema
criptográfico y añadir su bloque a la cadena de bloques.
• Es un problema tipo de prueba y error (fuerza bruta) que recibe el
nombre de Prueba de Trabajo
• Consiste en calcular el valor de un Hash con un número de 0’s
por delante usando los datos del bloque anterior
• Recalcula el valor del Nonce (usando los datos de la cabecera)
• La dificultad del problema se mide en hashes/s (número de
combinaciones/s), y se regula automáticamente cada 2016 bloques
(aprox. 2 semanas) con la potencia computacional de la red.
• Esto se hace para evitar un hackeo del double spending.
• Un atacante entraría en una carrera con el resto de nodos para
romper la integridad de la cadena de bloques.
BLOQUE GENESIS
El 3 de enero de 2009, a las 18:15:05 horas, la Red Bitcoin se pone en marcha
con el primer bloque: El Bloque Genesis (Altura 0)
Todos los nodos tienen su propia copia codificada que no puede ser alterada
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

97. CADENA DE BLOQUES (5)
97
• Bloques Caducados y Bloques Huérfanos
• Todos los mineros compiten contra todos
• ¿Pueden dos mineros resolver el mismo bloque a la vez?
• Puede suceder
• Pero solo uno cobrará la recompensa
• ¿Quién la cobrará?
• Gana el que anexe su bloque a la cadena más larga
• EL bloque perdedor estará caducado
• Un bloque que no tiene padre se llama bloque huérfano
• Orphan block pool

98. CADENA DE BLOQUES (6)
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Minero A Minero B
Bloque
B1
Bloque
B2
B1 y B2 son válidos
B1 y B2 generados simultáneamente
B1 y B2 se propagan por la Red
Dos opciones
...
... Bloque
B1
Bloque
B3
Longitud: N+2
Bloque
B2
Longitud: N+1
B2 es válido pero no pertenece a la cadena
más larga. Se desecha. Caducado

99. OTROS USOS PARA BITCOIN
99

100. OTROS USOS DE BITCOIN
100
• Al igual que con la aparición de Internet aparecieron conceptos
nuevos como:
• web
• correo electrónico
• comercio online
• mensajería instantánea
• redes sociales
• Cloud Computing
• Etc…
• Estamos en una situación muy similar…

101. OTROS USOS DE BITCOIN
101
• Coloured coins: registro de la propiedad en la red bitcoin. Consiste en asociar a
una unidad de cuenta en la red (1 Satoshi) no al valor monetario de esa unidad
de cuenta, sino a un activo o a información. Permitiría comerciar con cualquier
tipo de activo (acciones, inmuebles, oro, etc.) o gestionar información sensible
(votos, etc). Por ejemplo, si dos empresas A y B firman un contrato legal donde
se comprometen a confíar en esa red automatizada, podría llegar a tener validez
jurídica.
• Smart contracts: es un contrato programable. Se programa un contrato con unas
reglas, se sube el contrato a la red, y la transacción queda pendiente hasta que
se verifiquen las reglas del contrato. Automatizaría muchos procesos en finanzas
(derivados) y economía (contratos legales, crowdfunding, etc.).
• Smart property: la propiedad reconoce al dueño al estar en un registro de la
propiedad en Internet (coloured coins). Mediante identificación biométrica, se
podrían usar con smart contracts. Ejemplo: Yo te presto 3.5 BTC, y tú pones
como aval tu coche. Si no me devuelves el dinero, el coche ya no te reconoce
como dueño.

102. OTROS USOS DE BITCOIN
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• Internet de las cosas: sensores que ofrezcan datos a cambio de fracciones de
bitcoin o dispositivos con monederos integrados.
Ejemplo: frigorífico inteligente que
nos permita hacer la compra a través
de Internet con Bitcoin.
Ejemplo: una estación meteorológica, mantenida
por un particular, que se autosostenga
ofreciendo sus datos a cambio de fracciones de
Bitcoin.

103. ¿PREGUNTAS?
“BitCoin is the largest socio-economic experiment the world has never seen”
(Charlie Shrem, BitCoin Foundation)
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