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Evaluación de Cripto-Monedas y Mecanismos de Cadenas de Bloques para el Uso en Sistemas de Transacciones Seguras en Mercados Eléctricos Minoristas M.C. Juan Carlos Olivares Rojas Dr. Enrique Reyes Archundia Dr. José A. Gutiérrez Gnecchi
• Planteamiento del Problema • Marco Teórico • Conclusiones
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Agenda
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La Grid
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Complejidad
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Arquitectura de la Grid
HV MV LV
• SG
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• El Grid del Futuro
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• Mercados Eléctricos
Private PV Cloud
Grid System Operator (Federal Regulations)
Private Thermostat Cloud
Electricity Utility (State Regulation)
Wholesale Market
>50%
Private EV Cloud
Utility
$
Generation
Transmission
Substation
METER Customer Distribution
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• Cyber Seguridad
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Problemática
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Confianza Public key 0xc7b2f68...
Public key 0xa8fc93875a972ea
Signature 0xa87g14632d452cd
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Mercados Eléctricos “Minoristas” comfort
consumer
electronics
residents white goods
facilities
Homes EV light
PV
Factories
efficiency
heating (Office-) Buildings
steam production
CO2 Reduction
production operator •
user •
Sharing of …private parking …private charging device Micro payment
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Mercados Eléctricos “Microristas”
Renewable Cities' Global Learning Forum | Dr. Fritz Rettberg, Mayo 2017
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Esquema general de Seguridad a Nivel de Aplicación
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Seguridad con Cadena de Bloques
• Planteamiento del Problema • Marco Teórico • Conclusiones
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Agenda
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Cadena de Bloques
Bitcoin: Dinero de par a par de fuente abierta
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Cadena de Bloques
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Dinero “Digital”
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Dinero “Electrónico”
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Criptomonedas
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Bitcoin 1CiSd827mA9K9Gx FAz4ft2UM4xrjEsYz Ft
Bob
Alice
Bitcoin “cloud”
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Bitcoin
Bob Alice You received 10 BTC
10 BTC 1CiSd827mA9K9GxFAz4ft2U M4xrjEsYzFt
Bitcoin “cloud”
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Bitcoin Users
Coins
Wallets
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Bitcoin
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Cadena de Bloques Segura
Criptografía
Compartida
Libro Mayor Distribuida
Consenso
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Beneficios de la Cadena de Bloques
Ahorro de Tiempo
Remueve Costos
Reduce Riesgos
Incrementa la Confianza
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Cadena de Bloques
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Cadena de Bloques
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Cadena de Bloques
Tx FROM
TO
PROPERTY
VALUE
Alex
Katie
Payment
$500
Tx
Signature
Tx
Signature
Signature
Tx Signature
Transaction (Tx)
From: Alex (0xf5e…) To: Katie (0x992…) Amount: 500
2. Transaction is confirmed though mining.
Digital signature 0x23e423s3234…
1. Transaction information goes through hash functions (to secure it as well as create a time stamp)
Tx Tx
Signature
Signature
Tx Signature
3. Confirmed transaction gets pushed to network
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Cadena de Bloques Ejemplo: En el bloque 1000, Cam compra un carro (por 17 BTC) a John
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“Mineros”
Prueba de trabajo: Hashcash Cada 10 minutos hay un nuevo bloque BTC 25 BTC al minero que encuentre la solución
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Ecosistema de Criptodivisas Exchanges
Wallets
Universal
Financial Services
Payment Processing
Mining
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Servicios de las “FinTech”
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Estadísticas de Bitcoin Primer bloque
2009-01-03 18:15:05
Número total de nodos en la red
5,635
Dinero total base
15,552,450 BTC
Capitalización:
$ 7,061,994,286
Volumen de intercambio en 24 horas
$ 60,323,200
Transaccciones por segundo
~7
Tamaño del Bloque
68 GB
Rango de “hash” en la red
1,616,378,377,000,000,000 hashes/segundo (exa)
https://blockchain.info/
Fecha de consulta: 2016-05-16 22:57:13
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Criptomonedas
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Criptomonedas
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Comparativa Características Directo Anónimo Rápido, barato e irreversible Seguro No double gasto Fácil de usar Compatible Política monetaria
Bitcoin
Sistema Actual
()
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Smart Contracts
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Ethereum https://ethstats.net/
The World Computer - Open Source Peer-to-Peer Applications
http://ethereum.org
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Smart Contract Ethereum
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Futuro de la cadena de bloques
Property
0x117292138928 edc23dc21323c
Property
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Value
Value
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0x893423022ef8s92d1 223412dds321ac
Code
Contract accountRegistry(mapping (string=> address) accountMap; function accountRegistry()(…
Property
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Value
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Code
Contract accountRegistry(mapping (string=> address) accountMap; function accountRegistry()(…
Interest Rate 0x132945934528 asf0439dsa3x
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Futuro de la cadena de bloques
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Mecanismos de Cadenas de Bloques Públicos
Retos de adopción
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Diseñado para redes públicas Lento e infeciente Construido con monedas “virtuales” Dificultad para actualizarse Pesado de “dividir” Falta de soporte empresarial
Privados
Retos de adopción
1. Incompleto y usualmente poco probado 2. Uusalmente demasiado simple e inflexible 3. Faltan características empresariales como sistemas de gestión de identidad
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TICs en Cadenas de Bloques
• Fuente: “Q&A: Forrester’s Top Five Questions About Blockchain” Forrester report
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Linux Foundation Hyperledger QUICK FACTS
www.Hyperledger.org
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Cadenas de Bloques IBM IBM Blockchain ON IBM CLOUD
IBM Blockchain SOLUTIONS
BLUEMIX SERVICE
ibm.com/blockchain/
Blockchain
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R3CEV Corda
http://R3CEV.com
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Otros mecanismos de cadenas de bloques http://www.kadena.io http://tendermint.com http://chain.com http://p2pool.in/
• Planteamiento del Problema • Marco Teórico • Conclusiones
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Agenda
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Conclusiones
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NO es una cadena de bloques • No es una base de datos para altos volúmenes de transacciones. • No es un remplazo de base de datos replicadas • No es una solución de mensajería. • Ni un remplazo para el sistema de transacciones
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Críticas
• Tecnología relativamente nueva* • Estatus regulatorio incierto • Preocupaciones de integración • Adopción cultural • Retos asociados con impuestos, y cumplimiento
auditorías,
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Consumo Energético 450 mil trillones de soluciones por segundo para validar transacciones Se estima que los recursos gastados por minería de Bitcoin son alrededor de $15 millones USD por día
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Conclusiones Características Directo Anonimato Rápido, barato e irreversible Seguro No doble gasto Fácil de usar Compatible Política monetaria
Bitcoin hoy
Sistema Actual
()
()
Bitcoin futuro ()
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Conclusiones Es una tecnología disruptiva con muchos campos de aplicación. Es una tecnología que se está consolidando y creciendo. Es una alternativa de CiberSeguridad para infraestructura crítica e IoT.
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Trabajos futuros Evaluar de forma práctica los mecanismos de cadenas de bloques. Delimitar las características del servicio de transacciones en los “mercados eléctricos”
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¿Preguntas? • jcolivares@itmorelia.edu.mx • ereyes@itmorelia.edu.mx • agnecchi@itmorelia.edu.mx