Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Blockchain technológiák és alkalmazások

    A tantárgy angol neve: BlockchainTechnologies and Applications

    Adatlap utolsó módosítása: 2021. január 6.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnökinformatikus szak

    Villamosmérnöki szak

    Gazdaságinformatikus szak

    Választható tantárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIAV17   2/0/0/f 2  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kocsis Imre,
    4. A tantárgy előadója
     Név: Beosztás: Tanszék, intézet:
    Dr. Pataricza András 
    egyetemi tanár
    Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
     Hajdu Ákos
     tanársegédMéréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    Dr. Kocsis Imre
    adjunktus
    Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    Dr. Kovácsházy Tamás
    egyetemi docens

    Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít A tárgy tematikáját egységes szerkezetben tárgyalja, vonatkozó szakirányú ismeretek meglétét nem feltételezi.
    7. A tantárgy célkitűzése A Blockchain eszközök alapvető tervezési elveinek és sajátosságainak, valamint alkalmazási lehetőségeinek és elveinek megismertetése a hallgatókkal. Az alkalmazás szempontjából kiemelt szerepű az általános célú üzleti szolgáltatások létrehozása és integrációja, valamint a kiberfizikai (Cyber-Physical Systems, CPS) alkalmazási esetek. A tárgy az ismeretanyagot konkrét technológiákkal és azok bemutatásával is demonstrálja.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. Bevezető. A Blockchain rendszerek fogalma, motivációja szektoronként, evolúciójuk fázisai. A "Blockchain forradalom"; ismert és tervezett alkalmazások és transzformatív hatásuk.

    2. Bitcoin, mint az első Blockchain technológia. A Bitcoin "kriptopénz" motivációja, működésének bemutatása. A Proof of Work (PoW) konszenzus és tulajdonságai. Specializált mining: klaszterek, GPU és ASIC gyorsítás.

    3. A Bitcoin mint kriptopénz. Használata, walletek, a Bitcoin piaca. Szabályozói környezet. Bitcoin-stílusú alternatív pénz rendszerek ("altcoin"-ok).

    4. Blockchain-ek vizualizációja és elemzése. Vizualizációs és elemzési minták. Tranzakció-minták vizuális felismerése.

    5. Smart contract-ok blockchaineken. Az Ethereum rendszer és smart contract támogatása. Programozási modell, példa smart contract-ok. Smart contractok veszélyei és formális vizsgálatuk.

    6. Distributed ledger ("elosztott főkönyv") blockchain-ek. Zárt és jogosultságkezelt blockchain-ek és „business to business"/"shared ledger" alkalmazási mintáik. A Linux Foundation Hyperledger projektjének bemutatása. A Hyperledger Fabric plaform rendszermérnöki mélységű áttekintése. Nem-blokklánc DLT-k: a CORDA platform áttekintése.

    7. Megvalósítási példák. Ethereum smart contract tervezése és megvalósítása. Okosszerződés („chaincode”) fejlesztés a Hyperledger Fabric platformon.

    8. A Proof of Work-ön túl. Az elosztott konszenzus problémája. Konszenzusprotokollok és tulajdonságaik. PoW-helyettesítő protokollok Blockchain rendszerekben és alkalmazásuk oka. Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), Proof of Stake (PoS, Ethereum) és Proof of Elapsed Time (PoET, Intel Sawtooth Lake).

    9. Blockchain rendszerek teljesítményelemzése. Motiváció, Blockchain rendszerek szolgáltatásminőségének fogalmai (Quality of Service metrikák). Szűk keresztmetszetek azonosítása mérések vizuális és statisztikai elemzése alapján, a Hyperledger fabric Blockchain példáján.

    10. Üzleti folyamatok Blockchain alapokon. Üzleti folyamatok definíciója és végrehajtása blockchain technológia fölött, smart contract alapokon. Monitorozás, megfelelőségvizsgálat (compliance check) logok alapján. Esettanulmány: BPMN nyelv mintáinak smart contract alapú végrehajtása.

    11. Blockchain technológiák a közigazgatásban és a közszolgáltatásokban. Szabványosítási törekvések.

    12. A kiberfizikai rendszerek és a Blockchain konvergenciája. Szenzoradatok tárolásának, feldolgozásának és hozzáférésének kihívásai. Szenzor- és adatfúzió smart contractban. Technológiák és alkalmazások, „terepi" (in-field) blockchain-ek.

    13. Elosztott főkönyvek üzleti logikájának magas szintű specifikációja; a DAML és a Hyperledger Concerto platformok. Blokklánc alapú alkalmazások privacy-jének, titkosságának és szolgáltatásbiztonságának end-to-end mérnöki tervezése.

    14. Házi Feladatok bemutatása

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás
    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban: egy házi feladat elkészítése. Házi feladat: egy önállóan elkészített „smart contract" implementációja, dokumentálása és bemutatása. A házi feladathoz kiadott feladat- és technológia-listától egyedi elbírálással lehetséges eltérés.

    A félév végi jegy megszerzésének feltétele a házi feladat beadása és annak elfogadása. A félév végi jegyet a házi feladat értékelése határozza meg.

    b. A vizsgaidőszakban: -

    c. Elővizsga: -

    11. Pótlási lehetőségek

    A TVSZ szerint:

    Házi feladat: a pótlási héten pótolható (különeljárási díj ellenében).

    12. Konzultációs lehetőségek

    Az oktatókkal előre egyeztetett időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    • World Economic Forum (2019): Building Value with Blockchain Technology: How to Evaluate Blockchain's Benefits. http://www3.weforum.org/docs/WEF_Building_Value_with_Blockchain.pdf
    • M. Swan: "Blockchain: Blueprint for a New Economy", O'Reilly, 2015.
    • Tapscott, D. Tapscott: "Blockchain Revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business, and the World", Portfolio / Penguin, 2016.
    • S. Nakamoto, "Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system." 2008.
    • A Linux Foundation Hyperledger alprojektjeinek dokumentációja: https://www.hyperledger.org/
    • Androulaki, E. et al. (2018): Hyperledger Fabric: A Distributed Operating System for Permissioned Blockchains. https://arxiv.org/abs/1801.10228
    • Az Ethereum blockchain projekt dokumentációja: https://www.ethereum.org/
    • Blockchain segédanyagok az IBM developerWorks-ön: https://developer.ibm.com/blockchain/
    • A folyamatban lévő ISO szabványosítás (TC307) eredményei, lásd http://www.standards.org.au/OurOrganisation/News/Documents/Roadmap_for_Blockchain_Standards_report.pdf
    • Az Egyesült Királyság kormányának tudományos irodája által készített elemzés: https://www.gov.uk/government/publications/distributed-ledger-technology-blackett-review
    • Object Management Group: Cloud Customer Architecture for Blockchain. https://www.omg.org/cloud/deliverables/cloud-customer-architecture-for-blockchain.htm
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontaktóra28
    Készülés előadásra
    14
    Készülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése18
    Összesen60
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Pataricza András

    egyetemi tanár

    MIT

    Kocsis Imre

    tanársegéd

    MIT