Tantárgy » BMEVITMDV04
Kriptovaluták elméleti háttere
Theoretical Background of Cryptocurrencies
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Kriptovaluták elméleti háttere
Theoretical Background of Cryptocurrencies
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVITMDV04 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Ladóczki Bence
elérhetőség:
ladoczki.bence@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Távközlési és Mesterséges Intelligencia Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
1. Bevezető. Véges matematikai alapok, Galois elmélet. RSA algoritmus, Diffie-Hellman kulcs csere algoritmus. Titkosítási algoritmusok. Diszkrét logaritmus probléma és bonyolultságelmélet.
2. Az elliptikus görbék történelme. Elliptikus integrálok. Miért terjedt el az elliptikus görbe alapú kriptográfia? Mi a különbség a DSA és ECDSA algoritmus között? Hogyan jelennek meg ma a kriptográfiában?
3. Egységgyökök, Tate és Weil párosítás. Párosítás alapú kriptográfia és BLS algoritmus. A BLS algoritmus előnyei az RSA és ECDSA algoritmusokkal szemben. Aggregálhatósági tulajdonság és hatékony algoritmusok az ellenőrzésre.
4. Mit nevezünk pénznek és gazdasági értéknek? Hogyan formálódott a pénzről alkotott képünk a történelem során? A digitális aláírás és a blokkláncok alapjai. Bizánci tábornokok problémája. Elosztott főkönyv ötlete. A többség definíciója.
5. Konszenzus mechanizmusok a blokkláncok világában. A proof-of-work és a proof-of-stake algoritmusok ismertetése. Alternatív konszenzus mechanizmusok blokklánc hálózatokban (proof-of-spacetime, proof-of-coverage, stb.).
6. Az első digitális valuták alapötlete (eCash, stb.). Bitcoin és Ethereum ismertetése. A megjelenés háttere, alapvető különbségek, előnyök és hátrányok ismertetése. A piaci térnyerések dinamikája, avagy hogyan jelennek meg és tűnnek el a kriptovaluták.
7. Hogyan definiálták a többséget eredetileg a kriptovaluta hálózatokban? Honnan jött a proof-of-work algoritmus alapötlete (e-mail spam ellen való védekezés stb.)? A PoW algoritmus problémáinak ismertetése. Főbb támadási lehetőségek.
8. Európa energiakrízisben és az emiatt megtörtént PoW-PoS átállás az egyik legnagyobb kriptovaluta hálózatban. Hogyan definiálják a proof-of-stake alapú valuták esetében a többséget? A PoS algoritmus problémáinak ismertetése. Főbb támadási lehetőségek.
9. Az ethereum PoS algoritmusának részletes bemutatása. Milyen problémákat oldott meg, miket hozott be? A merge ismertetése.
10. Az atomi cserék ismertetése. Hogyan lehet harmadik fél nélkül blokklánc alapú vagyontárgyakat kicserélni? Miket kell megkövetelni a digitális aláírási algoritmusoktól heterogén blokkláncok közötti cserék lebonyolításához?
11. Az ethereum hálózatában az MEV probléma ismertetése. Nagyfrekvenciás kereskedés DeFi alapokon és arbitrázs botok az ethereum blokkláncon. Pump-and-dump sémák. Hogyan próbálnak védekezni az MEV ellen?
12. Bevezetés a blokklánc fejlesztésbe. Az ethereum kliensek ismertetése (lighthouse, prysm, stb.). Go és Rust alapok. Mi a különbség az execution és a consensus kliensek között? Milyen problémákat próbálnak jelenleg megoldani?
13. Skálázódási megoldások. Második szintű (Layer 2) blokkláncok koncepciójának ismertetése. Hogyan működnek a rollup-ok? Milyen sharding megoldások léteznek? Mi az a danksharding?
14. Kitekintés. Milyen irányba haladnak a blokkláncok. Van-e a PoW-nek jövője? Vajon a PoS a legjobb megoldás-e? Milyen jogi problémákat vetett fel a blokkláncok megjelenése?
2. Az elliptikus görbék történelme. Elliptikus integrálok. Miért terjedt el az elliptikus görbe alapú kriptográfia? Mi a különbség a DSA és ECDSA algoritmus között? Hogyan jelennek meg ma a kriptográfiában?
3. Egységgyökök, Tate és Weil párosítás. Párosítás alapú kriptográfia és BLS algoritmus. A BLS algoritmus előnyei az RSA és ECDSA algoritmusokkal szemben. Aggregálhatósági tulajdonság és hatékony algoritmusok az ellenőrzésre.
4. Mit nevezünk pénznek és gazdasági értéknek? Hogyan formálódott a pénzről alkotott képünk a történelem során? A digitális aláírás és a blokkláncok alapjai. Bizánci tábornokok problémája. Elosztott főkönyv ötlete. A többség definíciója.
5. Konszenzus mechanizmusok a blokkláncok világában. A proof-of-work és a proof-of-stake algoritmusok ismertetése. Alternatív konszenzus mechanizmusok blokklánc hálózatokban (proof-of-spacetime, proof-of-coverage, stb.).
6. Az első digitális valuták alapötlete (eCash, stb.). Bitcoin és Ethereum ismertetése. A megjelenés háttere, alapvető különbségek, előnyök és hátrányok ismertetése. A piaci térnyerések dinamikája, avagy hogyan jelennek meg és tűnnek el a kriptovaluták.
7. Hogyan definiálták a többséget eredetileg a kriptovaluta hálózatokban? Honnan jött a proof-of-work algoritmus alapötlete (e-mail spam ellen való védekezés stb.)? A PoW algoritmus problémáinak ismertetése. Főbb támadási lehetőségek.
8. Európa energiakrízisben és az emiatt megtörtént PoW-PoS átállás az egyik legnagyobb kriptovaluta hálózatban. Hogyan definiálják a proof-of-stake alapú valuták esetében a többséget? A PoS algoritmus problémáinak ismertetése. Főbb támadási lehetőségek.
9. Az ethereum PoS algoritmusának részletes bemutatása. Milyen problémákat oldott meg, miket hozott be? A merge ismertetése.
10. Az atomi cserék ismertetése. Hogyan lehet harmadik fél nélkül blokklánc alapú vagyontárgyakat kicserélni? Miket kell megkövetelni a digitális aláírási algoritmusoktól heterogén blokkláncok közötti cserék lebonyolításához?
11. Az ethereum hálózatában az MEV probléma ismertetése. Nagyfrekvenciás kereskedés DeFi alapokon és arbitrázs botok az ethereum blokkláncon. Pump-and-dump sémák. Hogyan próbálnak védekezni az MEV ellen?
12. Bevezetés a blokklánc fejlesztésbe. Az ethereum kliensek ismertetése (lighthouse, prysm, stb.). Go és Rust alapok. Mi a különbség az execution és a consensus kliensek között? Milyen problémákat próbálnak jelenleg megoldani?
13. Skálázódási megoldások. Második szintű (Layer 2) blokkláncok koncepciójának ismertetése. Hogyan működnek a rollup-ok? Milyen sharding megoldások léteznek? Mi az a danksharding?
14. Kitekintés. Milyen irányba haladnak a blokkláncok. Van-e a PoW-nek jövője? Vajon a PoS a legjobb megoldás-e? Milyen jogi problémákat vetett fel a blokkláncok megjelenése?
A
hallgatók bevezetése a kriptográfiába és azon ismeretek átadása,
amelyek szükségesek lehetnek azon hallgatóknak, akik a jövőben
blokklánc alapú szoftveres megoldásokat kívánnak majd kutatni. A
blokkláncok evolúciójának bemutatása a bitcointól kezdve
napjaink blokklánc technológiájának ismertetésén keresztül
egészen a legkifinomultabb támadásokra is kitérve. Módszerek,
algoritmusok valamint heurisztikák bemutatása a modern
blokkláncokat érintő problémák megoldására.
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás.
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
Tanulástámogató anyagok
Online források
1. Silverman, J. H. (2009). The Arithmetic of Elliptic Curves (2nd ed.). Springer.; 2. Silverman, J.H., Pipher, J., & Hoffstein, J. (2008). An Introduction to Mathematical Cryptography (1st ed.). Springer.; 3. Antonopoulos, A. M. (2017). Mastering Bitcoin: Unlocking Digital Cryptocurrencies (2nd ed.). O'Reilly Media. ISBN 978-1-4919-5437-9.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Alapvető matematika, elosztott rendszerek, kriptográfiai
alapismeretek
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Alapvető matematika, elosztott rendszerek, kriptográfiai
alapismeretek
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
Általános szabályok
Követelmények:
A szorgalmi időszakban: nincs
A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
Elővizsga: a szorgalmi időszak utolsó hetében
Pótlási lehetőségek:
TVSz szerint.
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Nincs.
p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: hu-HU }p.ctl { font-size: 12pt }
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.