Una breve introducción a las primitivas criptográficas y estructuras de datos utilizadas para construir el blockchain de Bitcoin.

1. Hashes, firmas digitales y estructuras.
Jorge Zaccaro
@jorgezaccaro
Conceptos de criptografía
para blockchains.

2. Contenido
1. Qué es la criptografía?
○ Comunicaciones seguras
2. Primitivas criptográficas
○ Hashes
○ Firmas digitales
3. Estructuras de datos
○ Hash pointers
○ Merkle trees

3. 1. ¿De qué hablamos
cuando hablamos de
criptografía?

5. kryptós escondido o secreto
graphein escritura
¿Etimología?
1.

6. Confidencialidad
nadie más ha visto este mensaje
Integridad
nadie ha alterado este mensaje
Autenticidad
nadie ha falsificado este mensaje
Comunicaciones seguras
1.

7. Confidencialidad
encripción
Integridad
hashes
Autenticidad
firmas
Seguridad del Blockchain?
1.

8. Punto clave #1. El blockchain
NO está encriptado!

9. 2. Primitivas
criptográficas:
Hashes y firmas

10. Hashes criptográficos
2.
Hash Function
H(x)
texto hash
4d579688b9
fe337d62b8
0d6e72fca6
293c9d7570
longitud
arbitraria
longitud
fija
e.g. md5, sha-256,
ripemd160

11. Únicos
No hay dos documentos con hashes iguales!
Si H(x) = H(y), entonces x = y.
Irreversibles
No se puede revertir un hash!
Teniendo H(x), no se puede encontrar x.
Impredecibles
Cualquier cambio genera un hash completamente diferente!
H(texto) es completamente diferente a H(Texto).
2.
hash
4d579688b9
fe337d62b8
0d6e72fca6
293c9d7570
Hashes: propiedades

12. Memoria
Recordar algo que se ha visto antes.
e.g. notariado de documentos.
Integridad
Verificar que no ha sido alterado.
e.g. descargas de software por Internet.
Compromisos sellados
Realizar una declaración sin revelar su contenido.
e.g. registro de propiedad intelectual.
Hashes: ejemplos de uso
2.
hash
4d579688b9
fe337d62b8
0d6e72fca6
293c9d7570

13. Identidad
Quién hizo esta declaración?
Consentimiento
Qué está aprobando?
Obligación
A qué se compromete?
2.
Firmas digitales

14. Punto clave #2. Las firmas
digitales NO son firmas
manuales escaneadas!

15. 2.
firmarmensaje
mensaje
firma
verdadero
ó
falso
verificar
generar
llave
privada
llave
pública
Firmas digitales: componentes

16. Unicidad
Copiar y pegar una firma en otro documento no sirve!
Integridad
Si se altera el mensaje, la firma deja de ser válida!
Autenticidad
A partir de la llave pública no se puede falsificar!
Verificabilidad
Solo uno puede firmar pero cualquiera puede verificar!
No repudio
Si la firma es válida, la declaración no puede ser negada!
Firmas digitales: propiedades
2.

17. Algoritmo
ECDSA secp256k1 (firma digital de curva elíptica) + sha256(“texto”).
Llave privada
8e9b109e719098bf980487df1f5d77e9cb29606ebed2263b5f57c213df84f4b2
Llave pública
04cf4821a35e2bd34532463863b1...e9292670a6dbb4b1e73232fd05c923420968eeccd
Mensaje
f46e3b17a6b639e5efddc3d1498ad73491599c22220f7ef6e14772f4ee25b913
Firma
3044022002d5df81283d89e9d1293597...82be793dbe362c87ccb0bd0180d7b98235926
Firmas digitales: ejemplo
2.

18. 3. Estructuras de datos:
Hash pointers y
Merkle trees

19. Almacenamiento
diccionario -> hash -> documento
Ubicación
https://www.example.com/hash
Referencia
hashPrincipal -> hashRelacionado
3.
Hash pointers:
integridad + localización
H( )

20. 3.
Hash pointers:
cadenas de documentos
hashHoja1 hashHoja2 hashHoja3

21. 3.
Merkle trees: membresía verificable
HASH HASH

22. 3.
Merkle trees + Hash pointers?
cadenas de bloques!

23. Punto clave #3. Bitcoin y el
blockchain NO pueden
ser separados!

24. Referencias
2.
A Beautiful Mind
Cryptography I - Stanford
Bitcoin and Cryptocurrency Technologies - Princeton

25. 6r4¢14$.