CONTRATOS INTELIGENTES A TRAVÉS DE LA PLATAFORMA …computacion/tesis/012020.pdf · 2020. 7. 23. · DisEOS, de desplegar los planos en base a esta información. Los contratos inteligentes

UNIVERSIDAD DEL ISTMO

CONTRATOS INTELIGENTES A TRAVÉS DE LA

PLATAFORMA EOSIO Y LA TECNOLOGÍA DE CADENA

DE BLOQUES: UN CASO DE USO

TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO EN COMPUTACIÓN

PRESENTA

JUAN HERNÁNDEZ LÓPEZ

DIRECTOR DE TESIS

DR. RICARDO CARREÑO AGUILERA

SANTO DOMINGO TEHUANTEPEC, OAXACA; FEBRERO DE 2020.

iii

Dedicatoria

Dedico este trabajo a mi familia, que me ayudo en todo el proceso de mi formación,

en especial a mis padres por todos los consejos y el apoyo que me brindaron. A mi

madre por respetar mis decisiones y por siempre decirme las cosas con sinceridad.

A mi padre que, aunque él no está presente en este momento, me formo durante la

mayor parte de mi vida.

Agradecimiento Agradezco la Universidad del Istmo por brindarme las facilidades que me

permitieron concluir mis estudios. A los profesores por todo el tiempo dedicado a mi

formación académica, en especial a los involucrados con este trabajo, por sus

valiosas observaciones, su tiempo y su paciencia.

A mis amigos y compañeros que de una u otra manera me ayudaron en los

momentos de dificultad y con los que compartí buenos y malos momentos.

iv

Resumen El crecimiento acelerado de aplicaciones que usan la tecnología de cadena de

bloques lleva día a día a explorar el uso de esta tecnología en nuevos campos de

aplicación, dado los beneficios atractivos de estas aplicaciones descentralizadas

como lo son: las transacciones de punto a punto, el anonimato, la seguridad y la

descentralización.

La plataforma para desarrollo de aplicaciones descentralizadas EOSIO, que se usó

inicialmente para la emisión de la criptomoneda EOS, se distingue de entre los

demás ya que es una plataforma que se asemeja a un sistema operativo, en la cual

se pueden programar contratos inteligentes usando el lenguaje C++ (Block.one,

2018).

El presente trabajo de tesis ofrece una alternativa de uso de la tecnología de cadena

de bloques en un campo en donde no se ha aplicado con anterioridad, que es en el

ámbito de salvaguardar información para generar planos o diseños en casas

inteligentes (domóticas), para cual se desarrolla un contrato inteligente en la

plataforma de EOSIO. Por lo tanto, se considera relevante explorar mediante este

caso de uso el potencial y las características que dice poseer este proyecto, para

así, generar documentación que conlleven al desarrollo de otros trabajos futuros de

investigación sobre el tema.

Las redes descentralizadas con tecnología de cadena de bloques con contratos

inteligentes son un tema de interés hoy en día, en donde dos de las principales

criptomonedas con capacidad de desarrollar contratos inteligentes son Ethereum y

EOS, en este caso, este trabajo se centra en la plataforma de EOS (EOSIO), ya que

la comunicación con la red de esta, es más fluida, al producir bloques cada 0.5

segundos, permitiendo que el tiempo de respuesta percibido por el usuario sea

mínimo; a diferencia de la red de Ethereum que produce un nuevo bloque en

promedio cada 15 segundos.

En el desarrollo de esta tesis se muestra una descripción general de la arquitectura

de toda la aplicación, que consta principalmente de cuatro componentes: la base de

datos externa IPFS (InterPlanetary File System), la cadena de bloques de EOSIO,

v

la billetera y el cliente web. En esta arquitectura el usuario interactúa directamente

con dos de ellos, el cliente web y la aplicación de escritorio de Scatter. En donde el

cliente web le presenta una interfaz gráfica para realizar bosquejos de planos de

planta, estos bosquejos pueden ser guardados por la aplicación, para lo cual el

usuario inicia sesión con una cuenta creada en la cadena de bloques de EOS.

El token llamado ZOA de EOS diseñado en este trabajo, trabaja en base a contratos

inteligentes, los cuales se dividen en tres partes: acciones, definiciones de tipo y

funciones. La función de la plataforma descentralizada EOSIO, es guardar la

información sensible, para generar diseños domóticos, es decir, de casas

inteligentes, siendo capaz la aplicación desarrollada; llamada de ahora en adelante

DisEOS, de desplegar los planos en base a esta información. Los contratos

inteligentes tienen las siguientes funciones principales: suscribir usuario, eliminar

usuario, agregar plano, borrar un plano y borrar todos los planos. Dado que el token

ZOA es una criptomoneda diseñada en la plataforma de EOSIO recibe el nombre

de token, es decir, es una criptomoneda programada en la plataforma de otra

criptomoneda (EOS), la cual requiere de una API que sirve como interfaz entre la

aplicación y la cadena de bloques, con un protocolo de nombre RPC para interactuar

con la cadena de bloques. Para realizar transacciones en la cadena de bloques

desde la interfaz de la aplicación, se requiere que estas sean firmadas, para lo cual

se usa Scatter. Scatter es una aplicación de escritorio que almacena las claves

públicas y privadas, ya que almacenar las claves en el navegador puede resultar

peligroso, dado que son vulnerables a cualquier ataque informático.

vi

Índice de contenido

Dedicatoria.........................................................................................................................................iii

Agradecimiento .................................................................................................................................iii

Resumen .............................................................................................................................................. iv

Índice de figuras ................................................................................................................................x

Índice de tablas ............................................................................................................................... xiii

1 Introducción ............................................................................................................................... 1

1.1 Trabajos relacionados...................................................................................................... 2

1.2 Planteamiento del problema ........................................................................................... 4

1.3 Justificación ....................................................................................................................... 5

1.4 Objetivos ............................................................................................................................ 6

1.4.1 Objetivo general ........................................................................................................ 6

1.4.2 Objetivos específicos ............................................................................................... 6

1.5 Delimitación del tema ....................................................................................................... 6

1.5.1 Alcances ..................................................................................................................... 6

1.5.2 Limitaciones ............................................................................................................... 7

1.6 Estructura de la tesis........................................................................................................ 7

2 Marco teórico ............................................................................................................................. 9

2.1 Cadena de bloques .......................................................................................................... 9

2.1.1 Eje cronológico........................................................................................................ 10

2.1.2 Componentes de un sistema con tecnología de cadena de bloques ............. 10

2.1.3 Criptomonedas ........................................................................................................ 11

2.1.4 Clasificación ............................................................................................................ 11

2.2 Contratos inteligentes .................................................................................................... 12

2.2.1 Comparación con contratos tradicionales ........................................................... 12

2.2.2 Campos de aplicación .................................................................................................. 13

2.3 EOSIO .............................................................................................................................. 13

2.3.1 Lenguaje de programación para EOSIO................................................................... 14

2.3.2 Sistemas operativos ..................................................................................................... 14

3 Desarrollo e implementación ................................................................................................ 16

3.1 Requisitos del sistema ................................................................................................... 16

3.2 Modelos de análisis de la aplicación web ................................................................... 17

3.2.1 Actores ........................................................................................................................... 18

vii

3.2.2 Casos de uso ................................................................................................................ 19

3.3 Diseño de la aplicación web ......................................................................................... 23

3.3.1 Contrato inteligente ...................................................................................................... 23

3.3.1.1 Definición de tipos de datos ................................................................................ 23

3.3.1.2 Funciones ............................................................................................................... 24

3.3.1.2.1 Suscribir usuario ............................................................................................ 24

3.3.1.2.2 Eliminar suscripción y eliminar planos ........................................................ 25

3.3.1.2.3 Guardar plano ................................................................................................. 25

3.3.1.2.4 Eliminar plano ................................................................................................. 27

3.3.2 Cliente web .................................................................................................................... 28

3.3.2.1 Interfaces de usuario ............................................................................................ 28

3.3.2.1.1 Vista de inicio.................................................................................................. 28

3.3.2.1.2 Vista de iniciar sesión .................................................................................... 29

3.3.2.1.3 Vista bosquejar ............................................................................................... 29

3.3.2.1.4 Vista perfil........................................................................................................ 30

3.3.2.2 Diagramas de secuencia ...................................................................................... 30

3.3.2.2.1 Iniciar sesión ................................................................................................... 31

3.3.2.2.2 Crear diseño ................................................................................................... 31

3.3.2.2.3 Mostrar perfil ................................................................................................... 32


3.3.2.2.5 Guardar diseño ............................................................................................... 33

3.3.2.2.6 Mostrar diseño ................................................................................................ 34

3.3.2.2.7 Eliminar diseño, eliminar diseños y eliminar suscripción......................... 35

3.4 Implementación de la aplicación .................................................................................. 35

3.4.1 Actividades previas al desarrollo de la aplicación ................................................... 37

3.4.1.1 Entorno de desarrollo ........................................................................................... 37

3.4.1.2 Uso de billeteras .................................................................................................... 37

3.4.1.3 Uso de cuentas ...................................................................................................... 37

3.4.1.4 Contrato inteligente básico .................................................................................. 38

3.4.1.5 Contrato inteligente con persistencia de datos ................................................. 38

3.4.1.6 Token empleado en la aplicación ....................................................................... 38

3.4.2 Contrato inteligente de la aplicación .......................................................................... 39

3.4.2.1 Definiciones de tipo ............................................................................................... 40

viii

3.4.2.1.1 Tipo usuario .................................................................................................... 40

3.4.2.1.2 Tipo plano........................................................................................................ 41

3.4.2.2 Acciones ................................................................................................................. 42


3.4.2.2.2 Eliminar suscripción y eliminar planos ........................................................ 44

3.4.2.2.3 Guardar plano ................................................................................................. 44

3.4.2.2.4 Eliminar plano ................................................................................................. 45

3.4.2.3 Despliegue del contrato inteligente .................................................................... 46

3.4.3 Cliente web .................................................................................................................... 47

3.4.3.1 Librerías JavaScript .............................................................................................. 47

3.4.3.1.1 Consulta de datos de la cadena de bloques desde el cliente web ........ 47

3.4.3.1.2 Autentificación de usuarios .......................................................................... 48

3.4.3.1.3 Envío de transacciones desde el cliente web ........................................... 49

3.4.3.2 Interfaces de usuario ............................................................................................ 49

3.4.3.2.1 Inicio ................................................................................................................. 49

3.4.3.2.2 Iniciar sesión ................................................................................................... 50

3.4.3.2.3 Bosquejar ........................................................................................................ 52

3.4.3.1.4 Perfil ................................................................................................................. 55

4 Evaluación ............................................................................................................................... 57

4.1 Costos .............................................................................................................................. 57

4.1.1 Costo por despliegue ................................................................................................... 58

4.1.2 Costo por almacenamiento de datos ......................................................................... 59

4.1.3 Costo por transacciones .............................................................................................. 60

4.2 Escalabilidad ................................................................................................................... 62

4.3 Privacidad y seguridad .................................................................................................. 63

5 Conclusiones y trabajo futuro ............................................................................................... 64

5.1 Conclusiones ................................................................................................................... 64

5.2 Trabajo futuro .................................................................................................................. 65

Configuración del entorno de desarrollo EOSIO ....................................................................... 67

A.1 Instalación de EOSIO .................................................................................................... 68

A.1.1 Componentes de la instalación ................................................................................ 69

A.1.1.1 Comprobar el funcionamiento de keosd ............................................................. 69

A.1.1.2 Comprobar el funcionamiento de cleos............................................................... 70

ix

A.1.1.3 Comprobar el funcionamiento de nodeos ........................................................... 70

A.2 Instalación de EOSIO.cdt .............................................................................................. 72

Creación y manejo de billeteras ................................................................................................... 74

Creación y configuración de cuentas .......................................................................................... 77

Primer contrato inteligente ............................................................................................................ 79

D.1 Especificación del contrato ........................................................................................... 79

D.2 Despliegue del contrato en la cadena de bloques .................................................... 79

Gestión de datos en la cadena de bloques ................................................................................ 82

E.1 Contrato de registro........................................................................................................ 82

E.2 Tabla de índice múltiple ................................................................................................. 83

E.3 Acción registrar ............................................................................................................... 84

E.4 Acción borrar ................................................................................................................... 84

Emisión y transferencia de tokens ............................................................................................... 85

F.1 Obtención y compilación del contrato EOSIO.token ................................................. 85

F.2 Despliegue del contrato en la cadena de bloques .................................................... 86

F.3 Creación de un token ..................................................................................................... 86

F.4 Emisión del token ........................................................................................................... 87

F.5 Transferencia de tokens ................................................................................................ 88

Contrato inteligente de la aplicación ............................................................................................ 89

Peticiones a la cadena de bloques .............................................................................................. 93

H.1 Consultar datos en la cadena de bloques .................................................................. 93

H.2 Autentificar usuarios ................................................................................. 93

H.3 Envío de transacciones firmadas ................................................................................. 94

Configuración de Scatter ............................................................................................................... 96

Referencias ................................................................................................................................... 101

x

Índice de figuras

Figura 2.1. Campos de aplicación de los contratos inteligentes. Modificado de

(Kumar, Panda, & Jena, 2018) .............................................................................. 13

Figura 3.1. Modelos de casos de uso de la aplicación. ......................................... 17

Figura 3.2. Diagrama de flujo de suscribir usuario. ............................................... 24

Figura 3.3. Diagrama de flujo de eliminar suscripción y eliminar planos. .............. 25

Figura 3.4. Diagrama de flujo de guardar plano. ................................................... 26

Figura 3.5. Diagrama de flujo de borrar plano. ...................................................... 27

Figura 3.6. Diseño de la interfaz inicio. ................................................................. 28

Figura 3.7. Diseño de la interfaz iniciar sesión. ..................................................... 29

Figura 3.8. Diseño de la interfaz bosquejar. .......................................................... 29

Figura 3.9. Diseño de la interfaz perfil. .................................................................. 30

Figura 3.10. Diagrama de secuencia iniciar sesión. .............................................. 31

Figura 3.11. Diagrama de secuencia crear diseño. ............................................... 32

Figura 3.12. Diagrama de secuencia ver perfil. ..................................................... 32

Figura 3.13. Diagrama de secuencia de suscribir usuario. .................................... 33

Figura 3.14. Diagrama de secuencia guardar diseño. ........................................... 34

Figura 3.15. Diagrama de secuencia mostrar diseño. ........................................... 34

Figura 3.16. Diagrama de secuencias de eliminar suscripción, eliminar diseños y

eliminar diseños. ................................................................................................... 35

Figura 3.17. Arquitectura de la aplicación DisEOS. ............................................... 36

Figura 3.18. Contrato de la aplicación. .................................................................. 40

Figura 3.19. Acción suscripción. ............................................................................ 43

Figura 3.20. Configuración de Scatter. .................................................................. 48

Figura 3.21. Proceso de autentificación. ............................................................... 48

Figura 3.22. Vista principal de la aplicación. ......................................................... 49

Figura 3.23. Vista para iniciar sesión. ................................................................... 50

Figura 3.24. Cuentas vinculadas a Scatter. ........................................................... 51

Figura 3.25. Vista bosquejar.................................................................................. 52

Figura 3.26. Elementos de diseño. ........................................................................ 53

Figura 3.27. Ventana solicitando autorizar una acción. ......................................... 54

xi

Figura 3.28. Proceso para guardar un plano. ........................................................ 54

Figura 3.29. Vista perfil. ........................................................................................ 55

Figura 3.30. Proceso para obtener datos. ............................................................. 56

Figura 4.1. Comportamiento de agregar y borrar plano. ....................................... 62

Figura A.1. Búsqueda de paquetes instalados. ..................................................... 67

Figura A.2. Instalación de eosio. ........................................................................... 68

Figura A. 3. Salida esperada para keosd &. .......................................................... 69

Figura A.4. Comandos de cleos. ........................................................................... 70

Figura A.5. Ejecución de nodeos. .......................................................................... 71

Figura A.6. Comprobación de nodeos. .................................................................. 71

Figura A.7. Información del nodo desplegado. ...................................................... 71

Figura A.0.8. Instalación de eosio.cdt. .................................................................. 73

Figura B.1. Creación de billetera. .......................................................................... 74

Figura B.2. Desbloqueo de billetera. ..................................................................... 75

Figura B.3. Configuración de billetera. .................................................................. 75

Figura B.4. Claves de carteraDise. ........................................................................ 76

Figura C.1. Creación de las cuentas julia y francisco. ........................................... 77

Figura C.2. Información de la cuenta julia. ............................................................ 78

Figura D..1. Compilación y creación de cuenta saludo. ........................................ 80

Figura D.2. Despliegue del contrato saludo. ......................................................... 80

Figura D.3. Llamada a la acción saludar. .............................................................. 81

Figura F.1. Descarga de eosio.contracts. .............................................................. 85

Figura F.2. Compilación de eosio.token. ............................................................... 86

Figura F.3. Despliegue del contrato eosio.token. .................................................. 86

Figura F.4. Creación del token. ............................................................................. 87

Figura F.5. Información del token. ......................................................................... 87

Figura F.6. Emisión del token. ............................................................................... 87

Figura F.7. Comprobación de emitir token. ........................................................... 88

Figura F.8. Llamada a la acción transfer. .............................................................. 88

Figura F.9. Saldos de las cuentas. ........................................................................ 88

Figura I.1. Pantalla de inicio de Scatter. ................................................................ 96

xii

Figura I.2. Interfaz que solicita contraseña. ........................................................... 97

Figura I.3. Pantalla importar clave privada. ........................................................... 97

Figura I.4. Interfaz para introducir la clave privada. ............................................... 98

Figura I.5. Apartado Wallet. ................................................................................... 98

Figura I.6. Apartado Networks. .............................................................................. 99

Figura I.7. Interfaz para añadir la cadena de bloques. .......................................... 99

Figura I.8. Información de la cadena de bloques. ................................................ 100

Figura I.9. Apartado Wallet con cuentas enlazadas. ........................................... 100

xiii

Índice de tablas

Tabla 1.1. Andamio cognitivo de trabajos relacionados. 2

Tabla 2.1. Comparación entre diferentes tipos de cadena de bloques. 12

Tabla 3.1. Actor Usuario. 18

Tabla 3.2. Actor Billetera. 18

Tabla 3.3. Actor Base de datos Registros. 18

Tabla 3.4. Actor Base de datos Diseños. 19

Tabla 3.5. Actor Contrato inteligente Token. 19

Tabla 3.6. Caso de uso Iniciar sesión. 19

Tabla 3.7. Caso de uso Mostrar perfil. 20

Tabla 3.8. Caso de uso Crear diseño. 20

Tabla 3.9. Caso de uso Guardar diseño. 20

Tabla 3.10. Caso de uso Mostrar diseño. 21

Tabla 3.11. Caso de uso Modificar diseño. 21

Tabla 3.12. Caso de uso Eliminar diseño. 21

Tabla 3.13. Caso de uso Suscribir usuario. 22

Tabla 3.14. Caso de uso Eliminar suscripción. 22

Tabla 3.15. Caso de uso Eliminar diseños. 22

Tabla 4.1. Peso de los contratos. 58

Tabla 4.2. Almacenamiento en las tablas. 59

Tabla 4.3. Ancho de banda y CPU. 61

Tabla A.1. Software usado. 67

xiv

Índice de códigos

Código 3.1. Definición de tipo usuario. .................................................................. 41

Código 3.2. Definición del tipo plano. .................................................................... 41

Código D.1. Contrato inteligente para saludar. ...................................................... 79

Código E.1. Contrato inteligente tsgestdatos. ....................................................... 83

Código G.1. Código de contrato tsrgdiseno........................................................... 92

Código H.1. Función obtener tablas. ..................................................................... 93

Código H.2. Iniciar sesión...................................................................................... 94

Código H.3. Formato del envío de transacciones. ................................................. 94

Capítulo 1. Introducción

1

Capítulo 1

1 Introducción

En años recientes se ha observado un crecimiento acelerado de aplicaciones que usan

la tecnología de cadena de bloques, siendo cada vez mayor su aceptación y uso

debido a los beneficios que ofrece, estos son: las transacciones de punto a punto, el

anonimato, la seguridad y la descentralización. Estas características han logrado que,

a pesar de su complejidad tecnológica, tengan cada vez más usuarios en todo el

mundo.

Existen diferentes proyectos que implementan su propia cadena de bloques con

soporte para contratos inteligentes, entre los cuales se encuentran: EOSIO, Neo,

Ethereum y TRON, por mencionar algunos. Los contratos inteligentes son programas

de computadora que se ejecutan en la parte superior de la cadena de bloques para

facilitar y hacer cumplir un acuerdo entre dos partes sin la participación de un tercero

(Alharby & Moorsel, 2017).

EOSIO es el proyecto que proporciona la infraestructura para la operación de la

moneda EOS, y se distingue de entre los demás ya que ofrece una plataforma que se

asemeja a un sistema operativo, en la cual se pueden programar contratos inteligentes

usando el lenguaje C++ (Block.one, 2018). Y según la información proporcionada por

(Dappradar, 2019), de las 50 aplicaciones con el mayor número de usuarios de la

semana, 6 utilizan la cadena de bloques de EOS. En este trabajo se utiliza la versión

1.7.0 del software de EOSIO, sin embargo, la versión más reciente es la 2.0.


2

1.1 Trabajos relacionados

En el área de la tecnología de cadena de bloques, se han publicado trabajos y se han

realizado proyectos que muestran y dan a conocer el impacto que esta tiene,

otorgándole un lugar importante dentro de las tecnologías actuales. En la Tabla 1.1,

se listan algunos trabajos de tesis que han abordado el tópico que se usa para este

proyecto o han utilizado tecnologías similares para su realización.

Autor Título Año Características Grado

obtenido Institución

(Bagchi, R., 2017)

Using Blockchain technology and smart contracts for access management in IoT devices

2017 Investigación y comparación de la administración de dispositivos IoT de manera tradicional y el uso de cadena de bloques en la plataforma de Ethereum.

Maestría Universidad de Helsinki

(Schüpfer, F., 2017)

Design and implementation of a smart contract application

2017 Diseño e implementación de contratos inteligentes en Ethereum. Desarrollo de una aplicación Android.

Maestría Universidad de Zúrich

(Salirrosas, M., 2018)

Identity management with blockchain

2018 Prototipo de sistema para el manejo de identidades. Uso de contratos inteligentes en Ethereum.

Ingeniería Universidad Politécnica de

Cataluña

(Tran, H., 2018)

Enabling a decentralized organization through smart contracts and tokens on the Ethereum blockchain

2018 Uso de contratos inteligentes en Ethereum. Desarrollo back-end de una aplicación descentralizada.

Ingeniería Universidad de Ciencias Aplicadas

Arcada

(Corten, P., 2018)

Implementation of Blockchain powered smart contracts in governmental services

2018 Investigación acerca de un marco de diseño para la implementación de contratos inteligentes en la plataforma de Ethereum.

Maestría Universidad Técnica de Delft

(Boogaard, K., 2018)

A Model-Driven approach to smart contract development

2018 Investigación de la factibilidad del uso de la ingeniería dirigida por modelos en el desarrollo de contratos inteligentes en la plataforma de Ethereum.

Maestría Universidad de Utrecht

(Pompianu, L., 218)

Analysing blockchains and smart contracts: tools and techniques

2018 Investigación acerca de blockchain y contratos inteligentes. Inserción de metadatos en la cadena de bloques de Ethereum.

Doctorado Universidad de Cagliari

(Hernández, J., 2019)

Contratos inteligentes a través de la plataforma EOSIO y la tecnología de cadena de bloques: un caso de uso

2019 Investigación exploratoria sobre el desarrollo de contratos inteligentes sobre la plataforma proporcionada por el software EOSIO.

Ingeniería Universidad del Istmo

Tabla 1.1. Andamio cognitivo de trabajos relacionados.

Como se expone en la Tabla 1.1, existen tesis relacionadas o similares con el trabajo

que se pretende realizar. Sin embargo, al momento no se han identificado trabajos de


3

tesis publicados donde se aborde como tal el desarrollo de contratos inteligentes sobre

la plataforma proporcionada por el software EOSIO, con el fin de explorar su

desempeño, ya que la mayor parte de los trabajos se centran en Ethereum.

Todos los trabajos de tesis de la Tabla 1.1 son pioneros en cuanto al campo de

aplicación que cada uno va dirigido y en esta misma tabla se mencionan las

características peculiares de cada uno de estos trabajos, sin embargo, todos son

similares en cuanto a que buscan lo mismo a este trabajo de tesis, es decir, analizar y

explorar el uso de la tecnología de la cadena de bloques en un nuevo campo, en donde

se pretende tener un gran éxito como se tuvo con el bitcoin. La razón del éxito del

bitcoin fue el hecho del uso de la tecnología de la cadena de bloques y no en si la

invención del bitcoin, es decir, el bitcoin solo fue el primer caso de uso de la tecnología

de cadena de bloques o llamada también descentralizada, sin embargo, el bitcoin y

otras criptomonedas pioneras solo podían hacer la función de fungir como

criptomoneda, es decir, realizar transacciones. No fue hasta la invención de la

plataforma de Ethereum, que el uso de contratos inteligentes en plataformas de

cadena de bloques se hizo posible, y a raíz de ello se amplió la gama de casos de uso

de aplicaciones de la tecnología de la cadena de bloques usando contratos inteligentes

para cualquier ámbito de aplicación. Hoy en día la plataforma que permite la

generación de aplicaciones descentralizadas, con contratos inteligentes, con más

aplicaciones y publicaciones de uso es la de Ethereum, pero este hecho podría ser

simplemente porque fue la primera plataforma con contratos inteligentes lanzada al

uso público en el 2015 (coinmarkecap.com), sin embargo, esta plataforma ha

atravesado muchas dificultades de escalamiento, es decir, si la aplicación requiere

mucha capacidad de procesamiento o es usada por más usuarios de lo normal, esta

aplicación se satura y ya no funciona, es por ello que en este trabajo de tesis se optó

por el uso de la plataforma descentralizada (con cadena de bloques) con contratos

inteligentes de nombre EOSIO, que surgió en el 2017 (coinmarketcap.com)

prometiendo terminar con este problema de saturación de Ethereum, es decir,

ofreciendo mucho más capacidad y velocidad de procesamiento, sin embargo, siendo

la plataforma de EOSIO alrededor de dos años más nueva que la de Ethereum, aún le

falta tiempo por probar que efectivamente es mejor que todas las opciones existentes


4

para programar contratos inteligentes como lo promete, pues la mayoría de sus

aplicaciones aun no terminan de madurar y están en fases de desarrollo y prueba. Por

el hecho peculiar de que la plataforma de EOSIO prometió acabar con todos los

problemas de escalamiento que atraviesan todas las plataformas previas con contratos

inteligentes existentes (Ethereum, TRON, DASH, etc.), se consideró de mayor valor

utilizar la plataforma de EOSIO para este estudio de tesis. Al usar la plataforma de

EOSIO en el desarrollo de esta tesis, se puede ofrecer un marco de referencia o punto

de partida, no solo para explorar el caso de uso que compete a esta tesis, sino también

como un valor agregado para evaluar o estimar para trabajos futuros, que tanto EOSIO

tiene el potencial para poder cumplir lo que prometió, dado que todas las plataformas

con contratos inteligentes están en competencia y se espera que finalmente halla una

sola que prevalezca.

1.2 Planteamiento del problema

Los contratos inteligentes se pueden usar en diferentes áreas, en (Kumar, Panda, &

Jena, 2018) se identifican 7 campos potenciales, que son: las cadenas de suministro,

el internet de las cosas, el sistema de salud, la gestión de derechos digitales, los

seguros, el sistema financiero y bienes raíces. Sin embargo, esta tecnología aún tiene

muchas barreras que superar antes de que pueda ser vista como una alternativa.

Algunas de sus deficiencias son: su poca practicidad, falta de adopción y la limitada

exploración que se ha hecho sobre ella. Suscitándose con esto, la necesidad de dar

seguimiento a estas problemáticas para lograr avanzar en su desarrollo.

En general, es complicado encontrar documentación que permita al programador

trabajar con esta tecnología, debido a que la existente no suele describir a detalle el

proceso a seguir. Muchos autores omiten pasos que ellos consideran irrelevantes en

el desarrollo de la tecnología como tal, y se enfocan directamente en el tema de cadena

de bloques y los contratos inteligentes, dejando huecos en el tema que a más de uno

pueden desanimar.

El presente trabajo de tesis se enfoca en el problema de la falta de exploración de la

tecnología de cadena de bloques, específicamente los contratos inteligentes


5

desarrollados para la plataforma de EOSIO. Por lo tanto, se considera relevante

explorar mediante un caso de uso el potencial y las características que dice poseer

este proyecto, para así, generar documentación que conlleven al desarrollo de otros

trabajos de investigación sobre el tema.

1.3 Justificación

La tecnología de cadena de bloques y los contratos inteligentes son un tema de interés

para muchas personas, ya que solo la compra y venta de sus dos principales monedas

(ether y EOS) mueven miles de millones de dólares al día en las casas de cambio

(CoinMarketCap, 2019). Este trabajo se centra en EOS, ya que la comunicación con

la red de este, es más fluida, al producir bloques cada 0.5 segundos (CryptoLions.io,

2019), permitiendo que el tiempo de respuesta percibido por el usuario sea mínimo; a

diferencia de la red de Ethereum que produce un nuevo bloque en promedio cada 15

segundos (Ethstats, 2019).

A manera de un caso de uso, en la tesis se buscó una aplicación web que permita

bosquejar planos de planta, específicamente de casas de una sola planta que estén

dentro en un terreno con extensión máxima de 80 metros por lado, en donde se

incluyan la localización de sensores destinados a uso domótico. La funcionalidad de la

aplicación se establecerá mediante un contrato inteligente, con la finalidad de examinar

el desempeño actual de la cadena de bloques del proyecto EOSIO, tomando como

indicadores: el costo que implica el desarrollo sobre esta plataforma, la seguridad, la

privacidad y la escalabilidad de las aplicaciones.

Se espera que la generación de documentación derivada de este trabajo contribuya al

proceso de maduración de esta tecnología, sin embargo, esto está fuera del alcance

de la tesis. Por lo anterior, solo se va a explorar la tecnología, a razón que está aún se

encuentra en una etapa temprana, y dados sus antecedentes se espera que en un

futuro cobre mayor importancia.


6

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo general

Evaluar el desempeño de la plataforma proporcionada por el software EOSIO mediante

la programación de una aplicación que emplee contratos inteligentes.

1.4.2 Objetivos específicos

• Identificar los límites de la programación dentro de EOSIO.

• Definir la forma adecuada de proteger los datos dentro de la plataforma de

EOSIO.

• Detallar los pasos a seguir para la realización de un contrato inteligente.

• Integrar los contratos inteligentes con la tecnología web mediante el desarrollo

de una aplicación.

• Desplegar la aplicación desarrollada, en la plataforma provista por EOSIO.

• Comprobar el correcto funcionamiento del sistema.

1.5 Delimitación del tema

1.5.1 Alcances

• Se explorarán las siguientes funcionalidades de la plataforma provista por el

software EOSIO:

o Creación y manejo de cuentas y billeteras.

o Creación y transferencia de tokens.

o Almacenamiento y recuperación de datos.

o Despliegue de contratos inteligentes en la cadena de bloques.

• Se programarán ejemplos para corroborar cada una de las funcionalidades a

explorar.

• Se desarrollará una aplicación web que integre las funcionalidades exploradas,

y en donde el backend esté dado por un contrato inteligente.


7

1.5.2 Limitaciones

• Se usó únicamente la versión 1.7.0 del software de desarrollo provisto por

EOSIO, debido a que en cada nueva versión se pueden introducir cambios que

afecten o impidan el correcto funcionamiento de los contratos inteligentes.

• Los contratos inteligentes se desplegaron sobre una red de prueba local, es

decir de un solo nodo.

• La aplicación web desarrollada es solo con el fin de explorar la plataforma, por

lo tanto, contendrá solo los elementos necesarios para corroborar la

funcionalidad de la aplicación y la plataforma.

• No se exploró la escalabilidad de la plataforma.

1.6 Estructura de la tesis

El resto de este trabajo se encuentra estructurado como se describe a continuación:

El capítulo 2 presenta el fundamento teórico que ayudará a comprender mejor el

desarrollo realizado. Para esto, se define la tecnología de cadena de bloques,

resaltando sus características principales y los cambios que ha experimentado desde

sus comienzos. Luego se describen y ejemplifican las características principales de los

contratos inteligentes, así como sus usos potenciales. Al final se abordan aspectos

relevantes acerca de la plataforma de EOSIO.

En el capítulo 3 se describe a detalle el proceso seguido durante el desarrollo del

proyecto, esto incluye la descripción de cada ejemplo realizado en donde se prueba

de forma individual las características que se decidieron explorar, así como de la

aplicación web final que integre todas las funcionalidades exploradas, y que permita

comprender la interacción entre cada una de estas. Esto abarca desde la configuración

del software necesario hasta el despliegue de la aplicación en la cadena de bloques.

El capítulo 4 presenta los resultados obtenidos a lo largo del desarrollo de la tesis,

incluyendo el comportamiento de todos los ejemplos hechos y la aplicación web final,

desde su comienzo, dificultades presentadas y su finalización. Cabe destacar que

también se expone el desempeño de las aplicaciones desarrolladas utilizando la


8

tecnología de cadena de bloques, en comparación con el rendimiento proporcionado

por otras tecnologías ya existentes.

En el capítulo 5 se exponen las contribuciones que se hicieron al tema de la cadena

de bloques, principalmente exploratorios. También se dan las conclusiones a las que

se llegó a través del trabajo realizado y finalmente se sugieren posibles trabajos futuros

que puedan realizarse a partir de la investigación y desarrollo realizado en este trabajo.

Capítulo 2. Marco teórico

9

Capítulo 2

2 Marco teórico

2.1 Cadena de bloques

Cuando se habla de la tecnología de cadena de bloques no existe una definición

formal, esto ocasiona que cada autor la defina de acuerdo con su visión de la

tecnología (Zile & Strazdina, 2018). A continuación, se mencionan dos definiciones de

cadenas de bloques realizadas por diferentes autores:

Una estructura de datos, en donde la red que la implementa posee una copia en cada

uno de sus nodos, dicha red deber ser capaz de efectuar transacciones basadas en

criptografía de clave pública, verificando los requerimientos de la transacción antes de

realizarla, y registrando cada transacción en bloques ordenados de forma secuencial;

dichos bloques son creados de acuerdo a un algoritmo de consenso (Porru, 2017).

En (Zubaydi, Chong, Ko, Hanshi, & Karuppayah, 2019) se define a la cadena de

bloques como la tecnología que toma los principios de un libro de contabilidad digital

con el objetivo de reemplazar la perspectiva de las transacciones digitales, dicho libro

tiene las características de ser distintivo, distribuido y descentralizado, conteniendo

además los registros de las transacciones de los integrantes que lo componen.

Desde el punto de vista del presente trabajo, el concepto de cadena de bloques debe

hacer énfasis en que esta, involucra un conjunto de nodos que poseen recursos

asociados, los cuales a su vez varían de acuerdo a la implementación de la tecnología.

Decir que la cadena de bloques es un libro de contabilidad digital o una estructura de

datos con ciertas características puede causar confusión al momento de comprender


10

el concepto. Otro punto que resulta relevante, es conocer los acontecimientos que

marcaron la historia de esta tecnología, así como ubicar su estado actual.

2.1.1 Eje cronológico

En 2008 Satoshi Nakamoto publicó el artículo Bitcoin: A Peer-To-Peer Electronic Cash

System, en donde se describe una red que permite efectuar pagos en línea

directamente entre dos partes, sin la participación de una institución financiera que

valide la operación (Nakamoto, 2008). Sin embargo, la tecnología de cadena de

bloques marcó su llegada con el desarrollo y lanzamiento del Bitcoin en el 2009 (Kibet

& Maina, 2018).

Otro evento importante sucedió en 2013, cuando Vitalik Buterin publicó una guía en la

cual presenta a Ethereum y propone una cadena de bloques que permita a sus

usuarios implementar sus propios programas informáticos (Vitalik, 2013). Pero no es

hasta 2015 que Ethereum es lanzado, dando paso a una segunda etapa en el tema de

las cadenas de bloques, dejando de ser utilizadas para propósitos específicos y

pasando a implementar el concepto de contrato inteligente (Franco, Scheid, Granville,

& Stiller, 2019)

Desde entonces su popularidad ha ido aumentando gracias a las múltiples

aplicaciones que se le han encontrado, logrando que incluso países como China,

Rusia, Reino Unido, Estados Unidos de América, Japón y Canadá; inviertan en

investigación sobre esta tecnología (Yi, Lingjun, & Hong, 2018). EOSIO fue lanzado en

2018 y forma parte de la segunda generación de cadenas de bloques. A continuación,

se describen los componentes de un sistema que implementa esta tecnología.

2.1.2 Componentes de un sistema con tecnología de cadena de bloques

Los componentes generales de un sistema con tecnología de cadena de bloques son:

los nodos de la red, la criptografía que se usa para validar las transacciones, la forma

en la que las transacciones son almacenadas, y los mecanismos de consenso que

permiten la autenticidad de las acciones.


11

2.1.3 Criptomonedas

Las criptomonedas son un medio digital de intercambio que utiliza principios

criptográficos para permitir la realización de transacciones seguras y de manera

descentralizada. Para ofrecer esto se valen de la tecnología de cadena de bloques.

Desde su aparición en 2009, las criptomonedas se han popularizado cada vez más,

esto se atribuye principalmente a tres de sus características principales, las cuales

son:

• Reducción en el costo de la transacción.

• Reducción en el tiempo de operaciones debido a trámites burocráticos.

• Eliminación de intermediarios que validen las transacciones.

La primera criptomoneda fue el Bitcoin y dada la popularidad que tuvo, fueron

apareciendo otras criptomonedas, muchas de estas eran copias de Bitcoin, sin

embargo, también surgieron proyectos que implementaban características adicionales

(Nakamoto, 2008). Estas, inicialmente eran para propósitos específicos, hasta que

finalmente surgieron proyectos que implementaban el uso de contratos inteligentes

para darle la oportunidad a los usuarios de definir sus propias funcionalidades (Peck,

2017). Algunas criptomonedas son: Bitcoin, Ethereum, XPR, Bitcoin Cash, Litecoin,

EOS, Binance Coin, Stellar.

La lista anterior muestra a las 8 criptomonedas más populares según (CoinMarketCap,

2019), esto con base en su capitalización del mercado. Sumando la capitalización de

todas, da un total de más de cien mil millones de dólares. Para el caso particular de

EOS, su capitalización del mercado es de más de cuatro mil millones de dólares.

2.1.4 Clasificación

Las cadenas de bloques pueden clasificarse de diversas formas, una de esas es

mediante los permisos que se tienen para acceder a ella. Por tanto, existen las

cadenas de bloques públicas, de consorcio y las privadas, en la Tabla 2.1 se muestra

una comparativa entre los tres tipos de cadenas de bloques.


12

Característica Cadena de bloques pública

Cadena de bloques de consorcio

Cadena de bloques privada

Determinación del consenso

Todos los participantes Conjunto de nodos seleccionados

Una organización

Permisos de lectura Público Público o restringido Publico o restringido

Inmutabilidad Casi imposible de manipular

Su manipulación es posible

Su manipulación es posible

Eficiencia Baja Alta Alta

Centralizado No Parcial Si

Proceso de consenso Sin permiso Por permiso Por permiso

Tabla 2.1. Comparación entre tipos de cadena de bloques. (Wang, H., y otros, 2019).

Cada uno de los tipos de cadenas de bloques tienen sus aplicaciones ad hoc. Para el

caso de la cadena de bloques con la cual se trabaja en la presente tesis, corresponde

a la cadena de bloques de consorcio, esto se ve reflejado principalmente en el alto

desempeño de los contratos inteligentes que corren sobre la plataforma, con respecto

a las cadenas de bloques públicas.

2.2 Contratos inteligentes

Se llama contrato inteligente a cualquier programa de computadora con las

propiedades de autoverificación, auto ejecución y resistencia a la manipulación de

forma indebida (Kumar, Panda, & Jena, 2018). Para logra esto, el contrato realiza las

siguientes acciones (Molina, y otros, 2018):

• Interceptar cada evento generado por las partes.

• Determinar si el evento cumple o no con las condiciones establecidas.

• Producir un veredicto.

• Graba el veredicto en un registro indeleble y disponible para su verificación.

2.2.1 Comparación con contratos tradicionales

Los contratos inteligentes son llamados así debido a que comparten cierto parecido o

características con los contratos tradicionales. Según (Real Academia Española, 2016)

un contrato es un pacto o convenio, oral o escrito que obliga a las partes involucradas

a una cosa determinada, y cuyo cumplimiento puede ser compelido. Sin embargo, la

definición de contrato puede diferir de acuerdo con el país, por lo tanto, la definición

de contrato inteligente también difiere.


13

Según lo anterior, en algunos casos puede que no sea posible definir como contrato

inteligente a algunos de los programas informáticos que se usan en esta tesis, ya que

pueden no cumplir con las definiciones de contrato en algunos países. Sin embargo,

para la mayoría de los casos esta definición es válida y solo en algunos se deben hacer

ciertas aclaraciones para evitar malentendidos.

2.2.2 Campos de aplicación

Dado su cualidad de eliminar la necesidad de terceras partes, los contratos inteligentes

pueden implementarse en diferentes campos para ayudar a automatizar los sistemas

(Kumar, Panda, & Jena, 2018), algunos de estos campos se ilustran en la Figura 2.1:

Figura 2.1. Campos de aplicación de los contratos inteligentes. Modificado de (Kumar, Panda, & Jena, 2018)

En la Figura 2.1 se muestra que hay una diversidad de campos de aplicación para los

contratos inteligentes, por ejemplo: para los bienes raíces esta breezecoin (breezecoin,

2019), para el caso de cadenas de suministro esta binance (binance, 2019), para

internet de las cosas esta IOTA (IOTA, 2019), para sistemas financieros citamos kyber

network (kyber network, 2019), para sistemas de salud timihealth (timihealth, 2019),

para derechos digitales esta consensum (consensum, 2019), y para seguros

cryptoverze (cryptoverze, 2019).

2.3 EOSIO

El software EOSIO ofrece una estructura de cadena de bloques que permite la

implementación de redes tanto públicas como privadas, diseñadas para permitir el


14

escalamiento de aplicaciones descentralizadas, es decir que permitan y sean capaces

de manejar un gran número de usuarios y transacciones a través del tiempo. EOSIO

también facilita el uso de cuentas, autentificación, bases de datos, comunicación

asíncrona y programación usando múltiples núcleos de CPU (Block.one, 2018).

El software EOSIO ofrece una estructura de cadena de bloques que permite la

implementación de redes tanto públicas como privadas, diseñadas para permitir el

escalamiento, es decir, ser capaz de manejar un gran número de usuarios y

transacciones a través del tiempo, a partir de un grupo mínimo de usuarios y

desarrolladores pioneros y soportar sin que se sature el sistema hasta llegar a la

adopción masiva de usuarios, de aplicaciones descentralizadas. EOSIO también

facilita el uso de cuentas, autentificación, bases de datos, comunicación asíncrona y

programación usando múltiples núcleos de CPU (Block.one, 2018).

2.3.1 Lenguaje de programación para EOSIO

Las aplicaciones en la cadena de bloques del software EOSIO se ejecutan utilizando

WebAssembly (WASM), un estándar web apoyado por Google, Microsoft y Apple. Al

momento, la herramienta más completa para la construcción de aplicaciones que

compilen a WASM es el compilador de C/C++ proporcionado por EOSIO, y aunque

existen herramientas de terceros que permiten programar en otros lenguajes como

Rust, Python y Solidity, el rendimiento que estos ofrecen es inferior (Block.one, 2018).

2.3.2 Sistemas operativos

EOSIO proporciona soporte para la ejecución de su cadena de bloques en los

siguientes sistemas operativos:

• Amazon 2017.09 y superior

• Centos 7

• Fedora 25 y superior

• Mint 18

• Ubuntu 16.04 y 18.04

• MacOS Darwin 10.12 y superior


15

Para el desarrollo de aplicaciones se proporciona documentación sólo para los

siguientes sistemas operativos:

• Mac OS

• Ubuntu

• Debian

• CentOS

• RedHad

• Fedora

El desarrollo de la aplicación y todos los contratos inteligentes necesarios para la tesis

se desarrollarán en Ubuntu, esto debido al soporte con el que cuenta y a la facilidad

de uso con respecto a otras distribuciones de Linux. Finalmente, cabe mencionar que

Windows no está soportado por este software en ninguna de sus presentaciones, por

lo cual se recomienda desarrollar sobre una máquina virtual (Block.one, 2018).

Capítulo 3. Desarrollo e implementación

16

Capítulo 3

3 Desarrollo e implementación

Este capítulo describe el diseño e implementación del contrato inteligente, el cliente

web y su integración a través de las librerías eosjs y scatter-js.

3.1 Requisitos del sistema

De acuerdo a los objetivos planteados para el desarrollo de este trabajo, se determinó

que la herramienta debe cumplir con las siguientes exigencias:

• Una aplicación web que permita:

1. El bosquejo de planos de planta.

2. Manejo de sesiones.

3. Almacenar los diseños realizados.

• Para el inicio de sesión, se requerirá una cuenta creada en la cadena de bloques

de EOS.

• La autentificación de los usuarios se realizará a través del SDK JavaScript de

Scatter.

• Los datos serán guardados utilizando IPFS, en donde el hash asociado a cada

archivo se almacenará en la cadena de bloques de EOS.

• El usuario podrá eliminar o modificar los datos almacenados en la cadena de

bloques de EOS.

• La aplicación cobrará por el servicio de almacenamiento, en donde el pago será

a través de un token creado específicamente para ello.


17

3.2 Modelos de análisis de la aplicación web

En este apartado se busca describir la aplicación web en términos de las actividades

que permitirá realizar, para lo cual se define el modelo de casos de uso mostrado en

la Figura 3.1. Un modelo de casos de uso, especifica un sistema en relación a las

distintas formas que se utilizará (Weitzenfeld, 2005). En general, esta etapa se enfoca

en lo que podrá hacer el sistema, sin especificar el cómo lo hará (Weitzenfeld &

Guardati, 2008).

Figura 3.1. Modelos de casos de uso de la aplicación.

niciar sesión

rear diseño

Guardar diseño

Mostrar diseño

Eliminar diseño

Modificar diseño

Mostrar perfil

uscribir usuario

Eliminar

diseños

Eliminar

suscripción

illetera

ase de datos

egistros

ase de datos

iseños

Modificar

registros

Usuario

e tiende

e tiende incluye

incluye

incluye

incluye

incluye

incluye

incluye

incluye

incluye

ontrato inteligente

oken

incluye

incluye


18

Además de un diagrama que represente el modelo de casos de uso, es importante

describir de forma te tual a cada actor y caso de uso que lo componen. Estas

descripciones solo incluyen eventos visibles por el usuario. A continuación, se detallan

los actores y casos de uso de la Figura 3.1, usando una versión modificada de las

plantillas propuestas en (Weitzenfeld, 2005).

3.2.1 Actores

El modelo de casos de uso de la aplicación incluye a 5 actores, que son: Usuario,

billetera, base de datos “ egistros”, base de datos “ iseños” y base de datos “ ontrato

nteligente oken”.

Usuario es el actor que interactúa con todos los casos de uso, sin embargo, en la

Figura 3.1 solo se relaciona de manera e plícita con los casos de uso considerados

principales.

Actor Usuario.

Caso de uso Iniciar sesión, crear diseño, guardar diseño, mostrar perfil, mostrar diseño, borrar diseño,

modificar diseño, modificar registros (suscribir usuario, eliminar suscripción o eliminar

diseños).

Tipo Primario.

Descripción Es el actor para el cual fue diseñada la aplicación. Incluye a cualquier individuo que utilice el

sistema.

Tabla 3.1. Actor Usuario.

illetera es un actor secundario y su interacción se limita a un caso de uso específico.

Actor Billetera.

Casos de uso Iniciar sesión.

Tipo Secundario.

Descripción Es uno de los actores secundarios y representa a una bóveda que almacena las claves

privadas de los usuarios fuera del contexto de la aplicación.

Tabla 3.2. Actor Billetera.

ase de datos egistros al igual que illetera, es un actor secundario y se relaciona

únicamente con casos de uso específicos.

Actor Base de datos Registros.

Casos de uso Guardar diseño, mostrar perfil, eliminar diseño, borrar diseño, modificar registros.

Tipo Secundario.

Descripción Es un actor secundario y representa a la base de datos que almacena información de los

usuarios, excluyendo los diseños.

Tabla 3.3. Actor Base de datos Registros.


19

ase de datos iseños es un actor secundario y se relaciona con casos de uso

específicos.

Actor Base de datos Diseños.

Casos de uso Guardar diseño, mostrar diseño.

Tipo Secundario.

Descripción Es un actor secundario y representa a la base de datos que almacena únicamente los diseños

guardados.

Tabla 3.4. Actor Base de datos Diseños.

Contrato inteligente Token

Actor Contrato Inteligente Token.

Casos de uso Suscribir usuario.

Tipo Secundario.

Descripción Gestiona el manejo de los tokens usados dentro de la aplicación.

Tabla 3.5. Actor Contrato inteligente Token.

3.2.2 Casos de uso

e acuerdo a la Figura 3.1 se tienen 10 casos de uso, sin considerar el caso abstracto

Modificar registros. No se e plica debido a que sus especificaciones se encuentran

contenidas en los casos de uso concretos: uscribir usuario, Eliminar diseños y

Eliminar suscripción. Los casos de uso se describen en las ablas 3.6-3.15.

niciar sesión

Caso de uso Iniciar sesión.

Actores Usuario, Billetera.

Tipo Inclusión.

Resumen Es iniciado por el usuario y realiza la validación utilizando un software externo.

Precondiciones Para este caso de uso el sistema asume que se tiene una cuenta en la plataforma de EOSIO,

esto se realiza de forma ajena a la aplicación.

Flujo principal El usuario accede al aparto y selecciona la opción iniciar sesión.

Se despliega una ventana emergente de un software de billetera externo, en donde se puede

elegir la cuenta con la cual se quiere iniciar sesión.

Una vez iniciada la sesión se desbloquea la mayor parte de funcionalidades de la aplicación

(excepto guardar plano).

Finalmente se presenta al usuario el caso de uso Crear diseño.

Excepciones E-1 Software externo no encontrado: cuando se quiera iniciar sesión, pero no se logre

establecer comunicación con el software externo encargado de gestionar esta acción. Se

pedirá iniciar el software correspondiente.

Tabla 3.6. Caso de uso Iniciar sesión.


20

Mostrar perfil

Caso de uso Mostrar perfil.

Actores Usuario, Base de datos Registros.

Tipo Inclusión.

Resumen Este caso de uso es iniciado por el usuario y muestra la información de la cuenta relativa a

la aplicación. Además, permite acceder a diferentes funcionalidades de la aplicación.

Precondiciones Se debe haber iniciado sesión previamente.

Flujo principal Se obtiene el nombre de la cuenta, estado de la suscripción, el número de diseños guardados

y el saldo de la base de datos registros, esta información se muestra en la interfaz de usuario.

También se presentan los casos de uso de suscribir usuario, eliminar suscripción y eliminar

diseños. En caso de tener diseños guardados se muestran también los casos de uso de

modificar diseño, eliminar diseño y mostrar diseño.

• Si se selecciona suscribir usuario, se traslada al caso de uso Suscribir usuario.

• Si la opción seleccionada es eliminar suscripción, se pasa al caso de uso Eliminar

suscripción.

• Si se elige la opción eliminar diseños, se continua con el caso de uso Eliminar diseños.

• Si la opción elegida es modificar diseño, se traslada al caso de uso Modificar diseño.

• Si se selecciona eliminar diseño, se transfiere al caso de uso Eliminar diseño.

• Si la opción seleccionada es mostrar diseño, se pasa al caso de uso Mostrar diseño.

Excepciones Ninguna.

Tabla 3.7. Caso de uso Mostrar perfil.

rear diseño

Caso de uso Crear diseño.

Actores Usuario.

Tipo Básico.

Resumen Es iniciado por el usuario y permite crear un diseño a través de la aplicación.

Precondiciones Ninguna.

Flujo principal Se presenta a los usuarios las opciones para crear un diseño, en el cual se pueden incluir

paredes, puertas, ventanas y sensores. Además, se incluye la opción de guardar el diseño,

que en caso de elegirla se inicia el caso de uso Guardar diseño.


Tabla 3.8. Caso de uso Crear diseño.

Guardar diseño

Caso de uso Guardar diseño.

Actores Usuario, Base de datos Diseños, Base de datos Registros.

Tipo Inclusión, extensión.

Resumen Es iniciado por el usuario y permite guardar diseños recién creados o previamente

modificados.

Precondiciones Se considera que se ha iniciado sesión y suscrito con anterioridad.

Flujo principal Se presenta la opción para introducir un nombre y guardar el diseño. El usuario debe

introducir un nombre antes de seleccionar guardar el diseño, una vez guardado el diseño se

notifica al usuario que la operación ha sido exitosa.

Excepciones E-1 Nombre del diseño inválido: el nombre introducido por el usuario no cumple con las

condiciones necesarias.

Tabla 3.9. Caso de uso Guardar diseño.


21

Mostrar diseño

Caso de uso Mostrar diseño.

Actores Usuario, Base de datos Diseños.

Tipo Básico.

Resumen Es iniciado por el usuario y posibilita ver diseños previamente guardados.

Precondiciones Se tiene que haber iniciado el caso de uso mostrar perfil y se considera que se ha guardado

un diseño previamente.

Flujo principal Esta opción se presenta si se tienen diseños previamente guardados. Su selección recupera

el diseño correspondiente de la base de datos diseños y lo presenta en la interfaz de usuario.

Excepciones E-1 Registro inválido: el diseño a recuperar no existe.

Tabla 3.10. Caso de uso Mostrar diseño.

Modificar diseño

Caso de uso Modificar diseño.

Actores Usuario.

Tipo Básico.

Resumen Es iniciado por el usuario y posibilita editar diseños previamente guardados. Para esto ofrece

las mismas opciones de edición que el caso de uso Crear diseño.

Precondiciones Considera que se ha ejecutado el caso de uso Mostrar diseño.

Flujo principal Se presenta un diseño, ofreciendo las opciones de añadir o eliminar: puertas, ventanas,

paredes y sensores.

Adicionalmente se puede extender la actividad mediante el caso de uso Guardar diseño.


Tabla 3.11. Caso de uso Modificar diseño.

Eliminar diseño

Caso de uso Eliminar diseño.


Tipo Básico.

Resumen Es iniciado por el usuario y posibilita eliminar diseños guardados con anterioridad.

Precondiciones Se tiene que haber ejecutado el caso de uso Mostrar perfil y Guardar diseño con anticipación.

Flujo principal Esta opción se presenta si se tienen diseños previamente guardados.

Su selección borra de la Base de daros Registros, el registro correspondiente al plano elegido

seleccionado para eliminar.

Actualiza la lista de diseños mostrados en el perfil.


Tabla 3.12. Caso de uso Eliminar diseño.


22

uscribir usuario

Caso de uso Suscribir usuario.

Actores Usuario, Base de datos de registros, Contrato Inteligente del token.

Tipo Básico, concreto.

Resumen Es iniciado por el usuario y ofrece la función de suscribir al internauta con sesión activa en la

aplicación.

Precondiciones Se considera que ya se ha ejecutado el caso de uso Mostrar perfil.

Flujo principal Esta opción se presenta en la interfaz del caso de uso Mostrar perfil.

Se solicita una cantidad de tokens con la cual se quiere suscribir.

Si se selecciona la opción de suscribir usuario:

• Se realiza la transferencia de tokens usando Contrato inteligente Token.

• Los datos asociados son guardados en la Base de datos Registros.

Actualiza el estado de la suscripción y saldo mostrado en el perfil.

Se desbloquean todas las funcionalidades de la aplicación.

Excepciones E-1 Tokens insuficientes: la cantidad de tokens que posee el usuario es menor a la que se

introdujo para su suscripción.

Tabla 3.13. Caso de uso Suscribir usuario.

Eliminar suscripción

Caso de uso Eliminar suscripción.



Resumen Es iniciado por el usuario y le permite terminar su suscripción.

Precondiciones Se considera que ya se ha ejecutado el caso de uso Mostrar perfil y Suscribir usuario.


Al seleccionar esta opción se busca y elimina de la Base de datos Registros, los datos

correspondientes a la suscripción del usuario con sesión activa.

Actualiza el estado de la suscripción mostrado en el perfil.


Tabla 3.14. Caso de uso Eliminar suscripción.

Eliminar diseños

Caso de uso Eliminar diseños.



Resumen Es iniciado por el usuario y le permite eliminar todos los diseños que haya guardado.

Precondiciones Se considera que ya se ha ejecutado el caso de uso Mostrar perfil y Guardar diseño.


Al seleccionar esta opción se buscan y eliminan todos los registros de diseños

correspondientes al usuario con sesión activa.

Actualiza la lista de diseños mostrados en el perfil (eliminando todos).

Excepciones Ninguno.

Tabla 3.15. Caso de uso Eliminar diseños.

Lo que se buscó en este apartado fue definir desde un inicio las funcionalidades de la

aplicación, y a su vez, sentar una base que sirva de guía para las siguientes etapas.


23

Esto ayuda a reducir la complejidad de las actividades realizadas durante la fase de

diseño, al ya tener identificados las acciones que la aplicación podrá realizar.

3.3 Diseño de la aplicación web

En esta sección, se parte del modelo de análisis para describir el diseño de la

aplicación. Este a su vez, se divide en dos etapas, en la primera se aborda el contrato

inteligente, definiendo el modelo de los datos y el comportamiento de sus funciones.

La segunda etapa comprende la descripción del cliente web, en donde se especifica

el diseño de las interfaces y de las funcionalidades desde la interfaz de usuario.

3.3.1 Contrato inteligente

ado el enfoque de esta tesis, se requiere que el backend de la aplicación web sea

implementado a través de un contrato inteligente. Los actores con los que se interactúa

son: Usuario, ase de datos egistros y ontrato nteligente oken. A continuación, se

describe la estructura de los datos, así como las funciones que se implementan en el

contrato de la aplicación.

3.3.1.1 Definición de tipos de datos

En esta sección se definen los tipos de datos a usar para almacenar la información en

la ase de datos egistros, los cuales se describen a continuación:

ipo usuario, compone a la tabla usuarios y contiene:

• Nombre del usuario.

• Vigencia de la suscripción.

ipo plano, compone a la tabla planos y contiene:

1. Nombre del usuario.

2. Nombres de los planos.

3. Hashes de los planos.


24

3.3.1.2 Funciones

A partir de los casos de uso obtenidos en el modelo de análisis, se especifican 5

funciones para llevar a cabo dichas actividades. El número de funciones no

corresponde al de casos de uso debido a que algunas actividades son realizadas sin

requerir del módulo contrato inteligente. Además, las funciones eliminar plano y

eliminar suscripción se describen conjuntamente, esto debido a que el proceso es

similar en ambas y solo varían los datos; se decidió usar dos funciones para que sea

posible e tender la funcionalidad de una sin afectar a la otra.

3.3.1.2.1 Suscribir usuario

Esta función es llamada por el actor ontrato nteligente oken una vez que se haya

realizado el pago correspondiente a la suscripción. La secuencia de actividades que

debe llevar a cabo la función, se ilustra en la Figura 3.2.

Figura 3.2. Diagrama de flujo de suscribir usuario.


25

3.3.1.2.2 Eliminar suscripción y eliminar planos

Estas funciones son llamadas desde la interfaz del cliente web, reciben el nombre del

usuario y los permisos de este. Los permisos son necesarios para evitar que los

usuarios puedan eliminar registros que no le pertenecen. En la Figura 3.3 se muestra

el proceso que siguen estas funciones, marcando con (a) y (b) los puntos en donde los

datos con los que se trabaja cambian; eliminar suscripción ocupa registros de la tabla

usuarios, mientras que eliminar diseños ocupa registros de la tabla planos.

Figura 3.3. Diagrama de flujo de eliminar suscripción y eliminar planos.

3.3.1.2.3 Guardar plano

ado que esta función permite almacenar el tipo de dato plano, recibe como

parámetros los elementos de este (ver sección 3.3.1.1), además de los permisos para

tener acceso a los registros que hace referencia. La Figura 3.4 muestra los pasos que

se siguen para guardar un plano, cabe de mencionar que esta función es llamada

desde la interfaz del cliente web.

olicitar permisos

nicio

El registro e iste

btener registro

Eliminar registro

Fin

e tienen los

permisos

i

i

No

No

(a)

(b)


26

Figura 3.4. Diagrama de flujo de guardar plano.

olicitar permisos

nicio

El registro e iste

btener registro usuario

Verificar suscripción

e tienen los

permisos

i

i

No

No

uscripción vigente No

btener registro plano

uscar plano recibido

El plano e iste

Actualizar plano Agregar plano

El registro e iste

rear nuevo registro

Agregar plano

Actualizar registro plano

Fin

i

i No

i No


27

3.3.1.2.4 Eliminar plano

A diferencia de eliminar planos, esta función no elimina un registro dentro de la base

de datos, solo modifica su contenido. Es llamada desde la interfaz del cliente web, y

además de los permisos para modificar el registro, requiere que se especifique el

usuario y el nombre del plano a eliminar. Los pasos que se siguen para llevar a cabo

esta función se muestran en la Figura 3.5.

Figura 3.5. Diagrama de flujo de borrar plano.

nicio

El registro e iste

btener registro plano

uscar plano recibido

El plano e iste

Eliminar plano

Fin

olicitar permisos

e tienen los

permisos

i

No

Actualizar registro plano

No

No

i

i


28

3.3.2 Cliente web

El cliente web es el medio por el cual los usuarios interactuarán con la aplicación,

entonces, resulta preciso presentar el contenido de forma organizada, evitando incluir

opciones innecesarias que puedan confundir al usuario. A continuación, se presentan

los diseños de las interfaces de usuario y los diagramas de secuencia que muestran

la interacción de los diferentes elementos de la aplicación.

3.3.2.1 Interfaces de usuario

El estilo que se adopta para el diseño de las interfaces, busca contener solo los

elementos necesarios para acceder a todas las funciones de la aplicación. El contenido

se presenta en 4 diferentes vistas, que son: vista de inicio, vista iniciar sesión, vista

bosquejar y vista perfil.

3.3.2.1.1 Vista de inicio

La vista inicio, es la primera con la que se interactúa al abrir la aplicación. ontiene

una barra de navegación que permite acceder a las interfaces de bosquejar, iniciar

sesión y perfil; esta última solo es accesible cuando se tiene una sesión activa.

ambién muestra el nombre de la aplicación y consejos para su uso. La Figura 3.6

muestra el diseño de esta vista.

Figura 3.6. Diseño de la interfaz inicio.

Nombre de la aplicación niciar sesión osquejar

Nombre de la aplicación

nformación acerca del uso de la aplicación


29

3.3.2.1.2 Vista de iniciar sesión

Esta vista muestra los elementos necesarios para iniciar sesión, que básicamente es

un botón. e manera adicional se muestra el logo de la aplicación. Además, al igual

que la vista inicio, contiene una barra de navegación que permite acceder a las vistas

inicio y bosquejar.

Figura 3.7. Diseño de la interfaz iniciar sesión.

3.3.2.1.3 Vista bosquejar

Al igual que las dos vistas anteriores, también posee una barra de navegación, esta

permite acceder a la interfaz inicio, al perfil del usuario (solo con sesión activa) y a la

vista iniciar sesión al elegir terminar la sesión. En la Figura 3.8 se muestra esta vista.

Figura 3.8. Diseño de la interfaz bosquejar.

Nombre de la aplicación niciar sesión osquejar

isE

otón iniciar sesión

Nombre de la aplicación errar sesiónPerfil osquejar

otón pared otón puerta otón sensor otón ventana

aja de te to para el nombre del diseño otón guardar diseño

Lienzo para el trazado del diseño


30

3.3.2.1.4 Vista perfil

Esta vista es la que contiene más elementos, ya que además de la barra de navegación

desde la cual se puede acceder a las interfaces de inicio, bosquejar e iniciar sesión (el

seleccionar cerrar sesión); contiene cuatro secciones adicionales, la primera muestra

datos relevantes de la cuenta, la segunda permite al usuario suscribirse, la tercera

posibilita eliminar todos los diseños y eliminar la suscripción, la cuarta muestra los

planos que se hayan guardado con anterioridad (en caso de e istir). Esta interfaz se

presenta en la Figura 3.9.

Figura 3.9. Diseño de la interfaz perfil.

3.3.2.2 Diagramas de secuencia

Los diagramas de secuencia están basados en los casos de uso del apartado 3.2.

ada uno, representa el flujo de interacción que se necesita para llevar a cabo una

actividad, sin embargo, algunos se basan de diagramas previos; se especifica de esta

manera para evitar ser repetitivo y e tenderlos de forma innecesaria. abe mencionar

que modificar diseño se omite ya que está contenido en crear diseño, además, eliminar

suscripción, eliminar diseño y eliminar diseños se describen en un mismo apartado

Nombre de la aplicación errar sesiónPerfil osquejar

Nombre de la cuenta Estado de suscripción aldo de la cuentaNúmero de

diseños guardados

otón suscribir aja de te to de tokes a transferir

ección suscribir usuario

otón eliminar suscripción otón eliminar todos los diseños

ección de borrar registros

iseño 2 iseño 1

ección diseños guardados

iseño 2 iseño 2


31

debido a que comparten características. A continuación, se presentan los diagramas

de secuencia de la aplicación web.

3.3.2.2.1 Iniciar sesión

En la Figura 3.10 se presenta mediante un diagrama de secuencia el flujo de los

eventos necesarios para iniciar sesión. No depende de otras acciones previas

realizadas en el sistema, y comienza cuando el usuario ingresa a la vista principal de

la aplicación, es decir la vista inicio. nvolucra al caso de uso del mismo nombre y a los

actores usuario y billetera.

Figura 3.10. Diagrama de secuencia iniciar sesión.

3.3.2.2.2 Crear diseño

El diagrama de secuencia mostrado en la Figura 3.11, al igual que el anterior, no

requiere que se hayan realizado acciones previas sobre la aplicación. e parte desde

la vista de inicio para mostrar el flujo completo que se sigue si un usuario utiliza por

primera vez el sistema. entro del diagram

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CONTRATOS INTELIGENTES A TRAVÉS DE LA PLATAFORMA …computacion/tesis/012020.pdf · 2020. 7. 23. · DisEOS, de desplegar los planos en base a esta información. Los contratos inteligentes