Criptografía Programable

Curso intensivo en español sobre criptografía programable. Consta de 3 módulos que exploran los fundamentos matemáticos, pruebas de conocimiento cero (ZKP), y los ecosistemas de Aztec con Noir y Starknet con Cairo, con un enfoque en escalabilidad de Ethereum y privacidad. Combina teoría, ejemplos prácticos y recursos de apoyo.

HIGHLIGHTS

• Modalidad: Clases virtuales por Google Meet, serán grabadas.
• Duración del programa: 3 semanas/módulo. Las 2 primeras semanas son clases y estudio, última semana es el buildathon. Durante las 2 semanas de estudio, se tendrán las clases de 2hrs, 2-3 veces a la semana, aparte horas de oficina y keynotes de ponentes invitados del ecosistema.
• Pre requisitos por clase: Leer el material preliminar de apoyo para preparación.
• Sobre el buildathon: El programa incluye 3 buildathones donde los participantes pueden contribuir de diversas maneras según lo aprendido, como:
  • Redactar un blog que explique un concepto teórico en detalle.
  • Implementar circuitos ZK con Noir o Cairo.
  • Desarrollar una aplicación parcial o end-to-end utilizando los conocimientos adquiridos.
  • Implementar algún algoritmo criptográfico visto durante las clases en cualquier programa: Jupyter notebook, Sage, etc.
• Comunidad: Se manejará un servidor de Discord para notificaciones, discusiones, y comunicación durante el transcurso del programa.
• Idioma: Contenido y clases en español, con referencias y keynotes en inglés-español.
• Número de participantes: 10 - 20.
• Preselección de participantes: Se llevará una fase de preselección de los participantes con requisito mínimo el ser estudiante de Ingeniería o Ciencias desde 4to semestre en adelante o graduado/egresado en alguna carrera técnica. Se busca que los participantes tengan bases fuertes en matemáticas y/o programación.
• Certificado: Los participantes seleccionados podrán obtener la certificación si han culminado el curso exitosamente con contribuciones en los 3 buildathones y su asistencia a las clases virtuales.

SÍLABO

MÓDULO 1: Fundamentos Matemáticos y Pruebas de Conocimiento Cero

📆 Semanas 1-2: Teoría y Aplicaciones

• Matemáticas para Criptografía Programable (Primitivas Esenciales)
  • Teoría de números: Divisibilidad, números primos, y funciones aritméticas.
  • Aritmética modular: Conceptos básicos, inversos multiplicativos, y exponentes.
  • Extensiones de campos (Field Extensions): Introducción a campos finitos y su uso en criptografía.
  • Grupos: Teoría de grupos y su aplicación en criptografía.
  • Curvas elípticas (Elliptic Curves): Fundamentos y aplicaciones en criptografía moderna.
  • Criptografía clásica y moderna: De cifrados simétricos a asimétricos (RSA, Diffie-Hellman).
  • Recursos:
    • Crypto101,
    • Cryptography Handbook
    • Number Theory
    • MoonMath Manual
    • Abstract Algebra: Theory and Applications (AATA)
    • Elliptic Curves: Number Theory and Cryptography
    • A Graduate Course in Applied Cryptography
• Introducción a las Pruebas de Conocimiento Cero
  • ¿Qué son y por qué son necesarias? (Escalabilidad y Privacidad).
  • Tipos de ZK-Proofs: zk-SNARKs vs zk-STARKs.
  • Aplicaciones prácticas en blockchain: transacciones privadas y verificación eficiente.
  • Recursos:
    • Four Easy Pieces in Programmable Cryptography
    • Why and How zk-SNARK Works
    • SNARK Fundamentals
    • A Survey on the Applications of Zero-Knowledge Proofs

📆 Semana 3: Buildathon 1
🛠 Proyecto:

• Escribir un artículo explicando un concepto matemático (por ejemplo, el algoritmo de Euclides o aritmética modular).
• Implementar un algoritmo criptográfico en Python (por ejemplo, RSA o un cifrado simétrico como AES).
• Crear una aplicación básica que demuestre una prueba de conocimiento cero (puede ser un ejemplo simple usando una librería como Libsnark).

MÓDULO 2: Aztec y Noir - Privacidad, SNARKs y Pruebas Recursivas

📆 Semanas 4-5: Teoría y Aplicaciones

• SNARKs y Pruebas Recursivas
  • SNARKs
  • Compromisos KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg).
  • Sistemas de prueba: Plonk y Ultraplonk.
  • Reducción de restricciones y pruebas recursivas.
  • Aplicaciones en privacidad y descentralización: ejemplos como transacciones privadas y votaciones seguras.
  • Recursos:
    • Plonk: A Universal SNARK for Trusted Setup
    • KZG Commitments Explained
• Aztec 101 - Programación con Noir y Sandbox de Aztec
  • Introducción a Noir: sintaxis y estructura.
  • ACIR (Abstract Circuit Intermediate Representation) y backend de Barrentenberg.
  • Ejecución en navegadores con WebAssembly (WASM).
  • Ejemplo de código en el ecosistema de Aztec
  • Recursos:
    • Noir Documentation
    • https://github.com/noir-lang/awesome-noir
    • Building a web app with Noir and Barretenberg
    • https://aztec.network/research

📆 Semana 6: Buildathon 2
🛠 Proyecto:

• Desarrollar un contrato en Noir.
• Implementar una prueba recursiva (por ejemplo, para verificar múltiples transacciones).
• Caso de uso práctico: sistema de identidad digital ecuatoriana (verificación privada de identidad con Noir).

MODULE 3: STARKNET & Cairo - Scalability with STARKs

📆 Week 7-8: Theory & Applications

• Cairo y STARKs
  • Conceptos fundamentales:
    • Ciclo de vida de un STARK: declaración, LDE (Low-Degree Extension) y compromiso.
    • Restricciones polinomiales.
    • Protocolo de compromiso FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs).
    • Generación y verificación de la prueba.
    • Recursos:
      • STARKs: A Gentle Introduction de StarkWare
      • Anatomy of a STARK
• Desarrollo en STARKNET
  • Creación de contratos inteligentes con Cairo.
  • Ejemplo de código de una dApp escalable en el ecosistema de Starknet
  • Recursos:
    • Stark 101
    • Cairo 101

📆 Semana 9: Buildathon 3
🛠 Proyecto:

• Construir una dApp en Starknet (por ejemplo, un sistema de votación escalable).
• Implementar un sistema basado en STARKs (como una verificación eficiente de múltiples transacciones).