Untitled Quiz

• Bitcoin utilizează un registru public distribuit (blockchain) pentru a înregistra și verifica tranzacțiile într-un mod transparent și imuabil
• Tehnologia combină criptografia avansată, teoria consensului și structuri de date pentru a oferi securitate și descentralizare

Cum funcționează Bitcoin?

• Bitcoin funcționează pe un blockchain, un lanț de blocuri criptografice conectate secvențial
• Fiecare bloc conține tranzacții confirmate și este legat de blocul anterior printr-un hash criptografic

Procesul unei tranzacții Bitcoin:

• Un utilizator creează o tranzacție semnând-o digital cu cheia sa privată
• Tranzacția este transmisă nodurilor din rețea
• Minerii verifică validitatea tranzacției (semnătură, chei, balanță)
• Tranzacția validată este inclusă într-un "bloc candidat"
• Minerii rezolvă un puzzle criptografic pentru a adăuga blocul în blockchain
• După mai multe confirmări (de obicei 6), tranzacția este considerată definitivă

Funcția Hash în Bitcoin

• Funcțiile hash criptografice sunt esențiale pentru securitatea și integritatea blockchain-ului Bitcoin
• O funcție hash transformă o intrare de date de lungime variabilă într-o ieșire fixă
• Bitcoin folosește SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit)

Proprietățile SHA-256:

• Deterministă: Aceeași intrare produce aceeași ieșire
• Unidirecțională: Imposibil de inversat
• Rezistență la coliziuni: Intrări diferite nu pot genera același hash
• Efect avalanche: Modificarea unui singur bit schimbă complet hash-ul

Rolul Hash-ului în Bitcoin:

• Link între blocuri: Fiecare bloc conține hash-ul blocului anterior
• Proof of Work: Minerii calculează un hash valid pentru a mina un bloc nou
• Verificarea integrității: Hash-ul asigură că datele unui bloc nu au fost modificate

Formula hash utilizată în Bitcoin:

• H=SHA256(SHA256(data))

Chei Criptografice în Bitcoin

• Bitcoin utilizează criptografie cu chei asimetrice (ECDSA) pentru a securiza tranzacțiile

Cheia Privată:

• Este un șir de 256 biți generat aleatoriu
• Controlul total asupra fondurilor de pe adresa Bitcoin
• Folosită pentru semnarea tranzacțiilor

Cheia Publică:

• Generată din cheia privată folosind o funcție unidirecțională bazată pe curbe eliptice (secp256k1)
• Utilizată pentru a primi fonduri și pentru verificarea semnăturilor

Formula cheii publice:

• Kpublic=kprivate·G

Adresa Bitcoin:

• Adresa publică este un hash al cheii publice (RIPEMD-160 + SHA-256) și reprezintă un identificator scurt

Structura unui bloc Bitcoin:

• Un bloc Bitcoin conține tranzacții validate și are două componente principale

Header-ul blocului (80 bytes):

• Version: Versiunea protocolului Bitcoin
• Previous Block Hash: Hash-ul blocului anterior
• Merkle Root: Rădăcina arborelui Merkle (rezumat al tranzacțiilor)
• Timestamp: Timpul generării blocului
• Difficulty Target: Dificultatea actuală a minării
• Nonce: Număr aleatoriu folosit pentru Proof-of-Work (PoW)
• Lista tranzacțiilor: Setul de tranzacții validate din bloc

Procesul de crearea unui bloc:

• Minerii colectează tranzacțiile din mempool
• Se calculează hash-ul Merkle pentru toate tranzacțiile
• Minerii caută un nonce astfel încât hash-ul blocului să fie sub o țintă de dificultate specifică
• Blocul valid este difuzat în rețea pentru verificare

Mecanismul de Consens: Proof of Work (PoW)

• PoW asigură acordul între noduri asupra stării blockchain-ului

Principiul de Bază al PoW:

• Minerii concurează pentru a găsi un hash valid (rezolvarea puzzle-ului criptografic)
• Rezolvarea constă în găsirea unui nonce care, combinat cu datele blocului, generează un hash sub un anumit prag
• Formula de calcul: H(block_header+nonce)

Dificultatea Minării:

• Ajustată automat la fiecare 2016 blocuri (~2 săptămâni)
• Dacă timpul de generare al blocurilor este prea rapid, dificultatea crește
• Dificultatea este reprezentată printr-o valoare numită target

Recompensa Blocului și Halving-ul Bitcoin

• Pentru a stimula minerii,Bitcoin oferă o recompensă la minarea fiecărui bloc valid
• Inițial: 50 BTC per bloc
• Halving: La fiecare 210,000 blocuri (~4 ani), recompensa se înjumătățește
• Recompensa curentă: 6.25 BTC (după halving-ul din 2020)
• Oferta maximă: 21 de milioane BTC (se va atinge aprox. în 2140)

Imutabilitatea și Securitatea

• Bitcoin este considerat imutabil datorită funcționării blockchain-ului
• Legătura hash-urilor: Fiecare bloc include hash-ul blocului anterior
• Proof of Work: Necesită resurse computaționale masive pentru a modifica un bloc anterior
• Consens Distribuit: Majoritatea nodurilor trebuie să fie de acord asupra unui lanț valid

Problema Dublei Cheltuieli (Double Spending)

• Dubla cheltuială reprezintă încercarea de a cheltui aceeași bitcoini de două ori

Soluția în Bitcoin:

• Consensul PoW: Doar cel mai lung lanț valid este considerat adevărat
• Confirmările multiple: O tranzacție devine sigură după mai multe confirmări (de obicei 6 blocuri)

Concluzie Tehnică despre Bitcoin:

• Bitcoin reprezintă un sistem complex bazat pe principii criptografice avansate și pe un mecanism robust de consens (Proof of Work)
• Arhitectura sa distribuie încrederea între participanți, eliminând necesitatea unui terț de încredere

Ethereum - Explicat Tehnic

• Ethereum este o platformă blockchain descentralizată pentru contracte inteligente (smart contracts) și aplicații descentralizate (dApps)
• Creat de Vitalik Buterin în 2015, Ethereum introduce o mașină virtuală complete Turing capabilă să execute cod complex pe blockchain

Diferențele Tehnice între Ethereum și Bitcoin:

• Ambele sunt blockchain-uri descentralizate care folosesc mecanisme de consens și registre distribuite
• Diferențe sunt în scop, arhitectură și funcționalitate

Ce Aduce în Plus Ethereum?:

• Ethereum introduce mai multe inovații faţă de Bitcoin

Inovații importante:

• Smart Contracts: Programe care rulează autonom pe blockchain
• Ethereum Virtual Machine (EVM): Mașină virtuală complet Turing pentru cod complex
• Gas și Taxe de Execuție: Taxare dinamică bazată pe calcul
• Proof of Stake (PoS): Înlocuirea Proof of Work (PoW) pentri eficiență energetică

Modelul de Stare în Ethereum

• Ethereum folosește un model de stare globală bazat pe conturi, spre deosebite de modelul UTXO folosit de Bitcoin

Stare Globală (State):

• Blockchain-ul Ethereum menține o stare globală reprezentată de un arbore Merkle specializat

Stare globală include:

• Soldurile conturilor
• Codul contractelor inteligente
• Datele stocate de contracte
• Două tipuri de conturi în Ethereum
• Externally Owned Accounts (EOA): Controlat de utilizatori prin chei private
• Contract Accounts (CA): Controlate de cod cu chei private inexistente

Structura unui cont Ethereum:

• Nonce: Contor al tranzacțiilor efectuate
• Balance: Soldul în ETH al contului
• Storage Root: Rădăcina arborelui Merkle ce stochează datele
• Code Hash: Hash-ul codului contractului (dacă există)

Contracte Inteligente (Smart Contracts)

• Un program ce rulează pe EVM și execută acțiuni predefinite
• Principiile de Bază
• Determinist: Intrări identice -> rezultate identice
• Distribuit: Executat simultan de toate nodurile din rețea
• Imuabil: Codul nu poate fi modificat

Ethereum Virtual Machine (EVM)

• EVM execută codul contractelor inteligente în fiecare nod al reţelei Ethereum

Caracteristici EVM:

• Stack-based: Utilizează o stivă pentru operațiuni
• Word Size: Operă pe cuvinte de 256 biți
• Bytecode: Codurile sunt transformate în bytecode, un set de instrucţiuni execute
• Gas și Costurile de Execuție
• Fiecare operațiune consumă gas, pentru a limita complexitatea execuției și a evita atacurile DoS

Cum se Calculează Gas:

• Fiecare instrucțiune EVM consumă o anumită cantitate de gas
• SSTORE (Salvarea în Storage): 20,000 gas
• CALL (Apelarea unui Contract): 700 gas
• Cost total = Gas Limit × Gas Price

EIP-1559 și Modificările Taxelor:

• EIP-1559 a modificat mecanismul taxelor:Base Fee: Taxă fixă arsă
• Priority Fee (Tip): Oferită minerului pentru prioritate

Limbaje de Programare pentru Ethereum

• Solidity: Limbaj de nivel înalt, inspirat din JavaScript și Python
• Vyper: Simplificat, cu focus pe securitate și claritate
• Yul și Bytecode: Optimizări low-level și compilare directă în bytecode EVM

Mecanismul de Consens: Proof of Stake (PoS) în Ethereum 2.0

• Ethereum a migrat de la Proof of Work (PoW) la Proof of Stake (PoS) în cadrul upgrade-ului The Merge

Cum Funcționează PoS în Ethereum:

• Validatorii blochează 32 ETH pentru validare
• Un validator este ales aleatoriu pentru a propune un bloc
• Alţi validatori confirmă blocul prin atestate (attestations)

Avantajele PoS față de PoW:

• Eficienţă Energetică: Nu necesită putere computațională imensă
• Finalitate Economică: Reducerea șanselor de atac

Concluzii Tehnice despre Ethereum:

• Ethereum extinde semnificativ funcționalitatea unui blockchain față de Bitcoin, permițând rularea de contracte inteligente și dezvoltarea de aplicații descentralizate complexe
• A devenit mai eficient energetic și mai scalabil, continuând să fie liderul în ecosistemul DeFi, NFT şi dApps

Hyperledger – Explicat Tehnic

• Hyperledger nu este o criptomonedă, ci o suită de proiecte open-source pentru crearea de blockchain-uri permisionate și soluții de registre distribuite (DLT) orientate către utilizarea în mediul enterprise
• Cadrul modular permite dezvoltarea de blockchain-uri private și consorțiale