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Cuando las maquinas
deciden por nosotros:
Introducción a los
contratos inteligentes
philippe.camacho@dreamlab.net
Cyber Security
Congress 2015
Torre Telefónica, Santiago, Chile
12 de mayo 2015
2
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Philippe Camacho
• Francés, 11 años en Chile
• Desarrollador, Consultor
• Doctorado en Criptografía en la Universidad de Chile
• Co-fundador de comprabitcoin.com (2013-2014)
• Desarrollador I+D en Dreamlab Technologies (abril 2015)
3
“As another example, consider a hypothetical
digital security system for automobiles. The smart
contract design strategy suggests that we
successively refine security protocols to more fully
embed in a property the contractual terms which
deal with it. These protocols would give control of
the cryptographic keys for operating the
property to the person who rightfully owns that
property, based on the terms of the contract. In
the most straightforward implementation, the car
can be rendered inoperable unless the proper
challenge-response protocol is completed with
its rightful owner, preventing theft.”
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4
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autónoma y totalmente transparente.
En particular la ejecución es irreversible y
su traza es pública e inmutable.
Un contrato inteligente es capaz de enviar, recibir y almacenar
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Cualquier sistema puede interactuar con un contrato inteligente
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5
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Irreversible, autónoma
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Objetivo:
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De 1 USD a 1000 USD en 3 años
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The first five times you think you
understand it, you don’t.
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13
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20
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23
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24
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25
26
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Dirección Bitcoin:
31uEbMgunupShBVTewXjtqbBv5MndwfXhb
27
Solución #3
Origen Destino Monto
HhY67j81 Jh89HF8m 1 BTC
HhY67J81 LaU4V6uU 2 BTC
Jh89HF8m LaU4V6uU 1 BTC
… … …
Nota: cada usuario
puede crear múltiples
cuentas.
28
Bitcoin y Anonimato
• Bitcoin no es por defecto
totalmente anónimo
• Algunos intentos para mejorar el anonimato
zerocash-project.orgBlockchain.info
Dilema: privacidad
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29
Cada cuenta es pública entonces
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bitcoins que no son míos).
30
31
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32
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Clave privada Clave pública =
Dirección de Bart
FirmarMensaje
Firma
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“dibujar la firma”
33
Firma
Firmas digitales
Aceptar /
Rechazar
Verificar
34
Solución #4
Origen Destino Monto Firma
HhY67j81 Jh89HF8m 1 BTC Djsh767
HhY67J81 LaU4V6uU 2 BTC 8988dd
Jh89HF8m LaU4V6uU 1 BTC djDhd7n
… … …
Las direcciones bitcoin se
calculan a partir de la
clave pública
Mensaje
35
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“Soy dueño de 30 BTC”?
Tu conoces la clave privada asociada a
una clave pública (≈dirección bitcoin)
cuyo balance es 30 BTC.
Tu eres el único a conocer esa clave
privada.
1
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Contrato «implícito»
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YCombinator
70+ miliones de USD
39 000 negocios
enrolados
40 miliones de USD
Wences Casares
Tarjeta de debito que
se paga en bitcoins
37
Pagar con bitcoin
Pagar con bitcoin es MUY sencillo
pero IRREVERSIBLE
Mi dirección bitcoin:
1Ask9dvcJHEyjiVm5L9vjxYTU3i8Q1Q1zV
38
Todavía puedo hacer cosas muy malas....
¿Que tal publicar una falsa historia de las
transacciones?
39
40
Arreglo #5:
Funciones de Hash Criptográficas
H
01110001110001110
10001010100010010
00110101010010110
01100111100011100
10000101000101110
1101101011010010
Entrada grande
Salida de tamaño fijo
(ej: 256 bits)
41
Solución #5
HH H
Tx1;
Tx2;
Tx3…
Valor inicial
(coinbase)
Tx34;
Tx35;
Tx36…
Tx54;
Tx55;
Tx56…
Bloque de
transacciones
Cadena de bloques (Blockchain)
…
42
¿Pero quien calcula el siguiente
bloque?
43
Demostración de Esfuerzo
(Proof of Work)
00000
00001
00010
00011
00100
00101
00110
00111
01000
01001
01010
01011
01100
01101
01110
01111
10000
10001
10010
10011
10100
10101
10110
10111
11000
11001
11010
11011
11100
11101
11110
11111
H1001101|| x 000||10
Encuentra el valor x tal
que la salida empieza
con 3 ceros.
La única forma (*) de calcular
este valor tal que la salida
empiece por 𝒏 ceros es
intentar al alrededor de
𝟐 𝒏 veces.
(*) Si lo logras de otra manera
puedes (1) volverte rico, (2) famoso (Premio Turing), o (3) ambas cosas...
44
Solución #5
• El primer nodo que logra a
resolver el puzzle
computacional gana el bloque
• La red extiende la cadena a
partir de este nuevo bloque
• La red siempre elige extender la
cadena más larga
¡Diablos!
Necesito controlar
51% del poder
computacional de la red (*)
(*) No es tan así… => Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable
http://arxiv.org/abs/1311.0243
45
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46
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47
Minería
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48
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50
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Transacción Bitcoin
https://bitcoin.org/en/developer-guide#signature-hash-types
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un simple mensaje
firmado…
¡Es un
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53
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inteligente que ejecuta otro
contrato inteligente...
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http://mapofcoins.com/bitcoin#
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Litecoin
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• Plataforma parecida a
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rueda (hacer un fork de otra
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57
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Cuando las maquinas deciden por nosotros: introducción a los contratos inteligentes

  • 1. Cuando las maquinas deciden por nosotros: Introducción a los contratos inteligentes philippe.camacho@dreamlab.net Cyber Security Congress 2015 Torre Telefónica, Santiago, Chile 12 de mayo 2015
  • 2. 2 ¿Quién soy? Philippe Camacho • Francés, 11 años en Chile • Desarrollador, Consultor • Doctorado en Criptografía en la Universidad de Chile • Co-fundador de comprabitcoin.com (2013-2014) • Desarrollador I+D en Dreamlab Technologies (abril 2015)
  • 3. 3 “As another example, consider a hypothetical digital security system for automobiles. The smart contract design strategy suggests that we successively refine security protocols to more fully embed in a property the contractual terms which deal with it. These protocols would give control of the cryptographic keys for operating the property to the person who rightfully owns that property, based on the terms of the contract. In the most straightforward implementation, the car can be rendered inoperable unless the proper challenge-response protocol is completed with its rightful owner, preventing theft.” Nick Szabo
  • 4. 4 Un contrato inteligente es un programa que se ejecuta de forma autónoma y totalmente transparente. En particular la ejecución es irreversible y su traza es pública e inmutable. Un contrato inteligente es capaz de enviar, recibir y almacenar dinero tal como interactuar con su entorno (otros contratos inteligentes) Cualquier sistema puede interactuar con un contrato inteligente (sistemas computacionales, IoT, usuario humano,…)
  • 5. 5 Contrato «tradicional» Contrato Ejecución Auditoría (Control) Definición Interacción entre humanos y objetos. Posible aplicación de sanciones (multas) Interpretaciones de la definición (juicio) Papel Recolección (semi-) manual de datos
  • 6. 6 Contrato inteligente Contrato Ejecución Auditoría (Control) Definición Ejecución de un programa (Única interpretación posible) Irreversible, autónoma Programa informático En tiempo real Inmutable
  • 7. 7 Agenda • Bitcoin • Cambio de paradigma • Bitcoin es más que dinero • Contratos inteligentes • Ejemplos • Ethereum Objetivo: entender la tecnología detrás de los contratos inteligentes Objetivo: Dimensionar el potencial y los desafíos
  • 8. 8 De 1 USD a 1000 USD en 3 años
  • 10. 11 The first five times you think you understand it, you don’t. http://dankaminsky.com/2011/08/05/bo2k11/
  • 11. 12
  • 12. 13
  • 13. 14 Solución #0 ¿Es posible crear una moneda digital descentralizada? Los sistemas centralizados tienen limitaciones…
  • 14. 15
  • 15. 16 Arreglo #1 Bancos Confianza en instituciones Bitcoin Confianza en código abierto + leyes matemáticas V/S = +
  • 16. 17 ¿Pero quién invento Bitcoin? No se sabe quien es... Igual la confianza en el sistema no debería depender de eso http://www.newsweek.com/2014/03/14/face-behind-bitcoin-247957.html
  • 18. 19 Puedo gastar mis bitcoins tantas veces como quiero (doble gasto).
  • 19. 20
  • 20. 21 Arreglo #2 La red Bitcoin comparte una base de datos de transacciones
  • 21. 23 Solución #2 Origen Destino Monto Homer Lisa 1 BTC Homer Bart 2 BTC Lisa Bart 1 BTC … … … La red chequea que la cuenta tiene fondos antes de autorizar la transferencia.
  • 22. 24 Cada transacción tiene que ser pública. ¡Nadie va a querer usar este sistema que revela todos nuestros movimientos financieros!
  • 23. 25
  • 24. 26 Arreglo #3 El identificador del usuario se reemplaza por un número aleatorio Dirección Bitcoin: 31uEbMgunupShBVTewXjtqbBv5MndwfXhb
  • 25. 27 Solución #3 Origen Destino Monto HhY67j81 Jh89HF8m 1 BTC HhY67J81 LaU4V6uU 2 BTC Jh89HF8m LaU4V6uU 1 BTC … … … Nota: cada usuario puede crear múltiples cuentas.
  • 26. 28 Bitcoin y Anonimato • Bitcoin no es por defecto totalmente anónimo • Algunos intentos para mejorar el anonimato zerocash-project.orgBlockchain.info Dilema: privacidad v/s criminalidad
  • 27. 29 Cada cuenta es pública entonces puede hacer transferencia desde cualquier parte (puedo gastar bitcoins que no son míos).
  • 28. 30
  • 30. 32 Arreglo #4: Firmas digitales Clave privada Clave pública = Dirección de Bart FirmarMensaje Firma Equivale a la habilidad de “dibujar la firma”
  • 32. 34 Solución #4 Origen Destino Monto Firma HhY67j81 Jh89HF8m 1 BTC Djsh767 HhY67J81 LaU4V6uU 2 BTC 8988dd Jh89HF8m LaU4V6uU 1 BTC djDhd7n … … … Las direcciones bitcoin se calculan a partir de la clave pública Mensaje
  • 33. 35 ¿Que significa “Soy dueño de 30 BTC”? Tu conoces la clave privada asociada a una clave pública (≈dirección bitcoin) cuyo balance es 30 BTC. Tu eres el único a conocer esa clave privada. 1 2 Contrato «implícito» Conoces la clave => eres dueño (Ser dueño = poder transferir)
  • 34. 36 ¿El futuro de los bancos? YCombinator 70+ miliones de USD 39 000 negocios enrolados 40 miliones de USD Wences Casares Tarjeta de debito que se paga en bitcoins
  • 35. 37 Pagar con bitcoin Pagar con bitcoin es MUY sencillo pero IRREVERSIBLE Mi dirección bitcoin: 1Ask9dvcJHEyjiVm5L9vjxYTU3i8Q1Q1zV
  • 36. 38 Todavía puedo hacer cosas muy malas.... ¿Que tal publicar una falsa historia de las transacciones?
  • 37. 39
  • 38. 40 Arreglo #5: Funciones de Hash Criptográficas H 01110001110001110 10001010100010010 00110101010010110 01100111100011100 10000101000101110 1101101011010010 Entrada grande Salida de tamaño fijo (ej: 256 bits)
  • 39. 41 Solución #5 HH H Tx1; Tx2; Tx3… Valor inicial (coinbase) Tx34; Tx35; Tx36… Tx54; Tx55; Tx56… Bloque de transacciones Cadena de bloques (Blockchain) …
  • 40. 42 ¿Pero quien calcula el siguiente bloque?
  • 41. 43 Demostración de Esfuerzo (Proof of Work) 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111 H1001101|| x 000||10 Encuentra el valor x tal que la salida empieza con 3 ceros. La única forma (*) de calcular este valor tal que la salida empiece por 𝒏 ceros es intentar al alrededor de 𝟐 𝒏 veces. (*) Si lo logras de otra manera puedes (1) volverte rico, (2) famoso (Premio Turing), o (3) ambas cosas...
  • 42. 44 Solución #5 • El primer nodo que logra a resolver el puzzle computacional gana el bloque • La red extiende la cadena a partir de este nuevo bloque • La red siempre elige extender la cadena más larga ¡Diablos! Necesito controlar 51% del poder computacional de la red (*) (*) No es tan así… => Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable http://arxiv.org/abs/1311.0243
  • 43. 45 Poder computacional de la red bitcoin
  • 44. 46 ¿Suena bien… pero porque la gente gastaría sus ciclos CPU?
  • 45. 47 Minería • El ganador del bloque recibe una recompensa de 25 BTC (De hecho es así que los bitcoins son creados) • Este proceso se llama minería
  • 46. 48 Solución al problema del consenso (Proof of work) Herramientas muy simples (Funciones de hash + Firmas digitales) Incentivo económico ¿Porque el diseño de Bitcoin es absolutamente GENIAL?
  • 48. 50
  • 49. 51 Bitcoin es un contrato inteligente • Es un programa • Se ejecuta de forma autónoma (descentralizado) • Todas las transacciones son públicas • Nadie puede alterar la cadena de bloque • Ejecución irreversible • Algunas clausulas de este contrato • A lo más 21.000.000 de bitcoins • Nuevo bloque cada 10 minutos • Dificultad para minar se ajusta al poder computacional de la red • Solamente un subconjunto de transacciones es autorizado • …
  • 50. 52 Transacción Bitcoin https://bitcoin.org/en/developer-guide#signature-hash-types Más complejo que un simple mensaje firmado… ¡Es un contrato inteligente!
  • 51. 53 Claro, un contrato inteligente que ejecuta otro contrato inteligente...
  • 53. 55 Ethereum • Plataforma parecida a Bitcoin pero: • Lenguaje para escribir contratos inteligentes más expresivo (Turing-Completo) • Evita tener que reinventar la rueda (hacer un fork de otra criptomoneda) • Reusó de la cadena de bloques • Crowdfunding (sept. 2014) • 31531 BTC = US$18,439,086 • Lanzamiento: 2015 Vitalik Buterin Fundador de Ethereum
  • 54. 56 Contrato de venta http://etherscripter.com/0-5-1/ Se resuelve el típico problema de quien paga primero.
  • 55. 57 Más ejemplos de contratos inteligentes • DNS descentralizado • Empresas autónomas • Se define la participación al principio • Los dividendos se distribuyen automáticamente • Se puede comprar y vender acciones de un simple clic • Seguros • Fondos de pensiones • Herencia • Democracia directa • …
  • 56. 58 Desafíos • Escalabilidad (problema actual con Bitcoin) • Privacidad v/s Criminalidad • Un bug puede salir muy caro • Lenguaje Turing-Completo • Loop infinito => se pierde dinero • Bug generalizado • Fork Bitcoin en 2013 • ¿Seguridad?
  • 57. 59 (en nombre de Satoshi Nakamoto) ¡GRACIAS!