Programming Bitcoin's P2P Network: Build Your Own Node

Objetivos de aprendizaje
Al terminar esta clase, los estudiantes podrán:

Explicar cómo un nodo se conecta a la red sin conocer las direcciones de los demás participantes

Obtener una lista de direcciones IP de nodos candidatos a partir de semillas DNS

Entender por qué no se puede confiar ciegamente en la información proporcionada por las semillas DNS

Temas a cubrir
Bloque 1: Presentación del curso

Lo que vamos a programar: un nodo que se conecta a la red de Bitcoin y observa y entiende sus mensajes

Lo que NO construiremos: bloques, mempool, validación ni consenso

Objetivo del curso: comprender cómo funciona la capa P2P de Bitcoin

Metodología: seminario y demostración en clase, implementación independiente, con lenguaje libre

Forma de entrega y evaluación

Bloque 2: El problema del arranque y las semillas DNS

Cómo localizas al primer participante en la red

Es necesario contar con una dirección antes de solicitar otra

Qué otras alternativas hay y por qué DNS es el mecanismo predeterminado

Qué información proporciona la consulta, y qué te asegura esa respuesta y qué no

Las direcciones embebidas en el código cuando las semillas no responden

Bloque 3: Los límites de las semillas

Un punto centralizado en un sistema diseñado para evitar la centralización

Qué puede y qué no puede hacer una semilla maliciosa

Por qué se acepta de igual manera

Actividades

Demo: consultar las semillas con dig y leer la respuesta

Demo: recorrer el código de Bitcoin Core donde se declaran las semillas y las direcciones embebidas

Demo: programa que consulta las semillas y loguea las direcciones obtenidas

Objetivos de aprendizaje

Conectar por TCP a las direcciones obtenidas a partir de las semillas y registrar cuáles no responden

Implementar un gestor de direcciones básico: guardar, clasificar el resultado de cada intento y persistirlo

Explicar cómo Bitcoin Core almacena las direcciones que conoce

Temas a cubrir
Bloque 1: Vamos a conectarnos a un candidato vía TCP

Repaso de cómo funciona TCP

Por qué conectarse es la única forma de saber qué direcciones sirven

Qué ocurre cuando una dirección está muerta

Qué registrar en cada intento: cuándo se probó, si respondió y cuántas veces falló

Bloque 2: Qué recuerda un nodo

Direcciones que te pasaron y direcciones que ya probaste

Por qué conviene guardarlas en disco y no solo en memoria

Cómo lo resuelve Bitcoin Core: AddrMan y peers.dat

Por qué Core las guarda separadas y qué gana un atacante que llena tu almacén

Actividades

Demo: programa que conecta a las direcciones de la clase anterior y registra cuáles responden

Demo: peers.dat en un nodo de Bitcoin Core

Objetivos de aprendizaje

Serializar y deserializar los primitivos del protocolo

Armar el header de un mensaje y calcular su checksum

Construir un version y un verack listos para enviar

Temas a cubrir
Bloque 1: Primitivos

CompactSize

Arrays y strings

IPv4/IPv6

Bloque 2: Header y payload

Magic

Comando

Longitud del payload

Checksum

Bloque 3: Armando el par version y verack

Campos del payload de version

Bits de servicio

verack sin payload

Actividades

Demo: armar un version desde cero

Objetivos de aprendizaje

Hacer un handshake con un nodo real de la red

Leer lo que el otro nodo declara sobre sí mismo en su mensaje version

Mantener conexiones abiertas mientras se procesan los mensajes entrantes

Temas a cubrir
Bloque 1: Completar el handshake

Secuencia completa del intercambio

Negociación de la versión en común

Uso del nonce

Mensajes de negociación entre version y verack

Leer el mensaje version del peer

Bloque 2: Mantener la conexión

Bucle de recepción

Reconstruir mensajes P2P

Manejo de mensajes desconocidos

ping / pong

Bloque 3: Varias conexiones a la vez

Qué mantener de cada peer

Slots de conexión

Qué hacer cuando una conexión se cae

Actividades

Demo: handshake, tráfico entrante y un intercambio ping/pong contra un nodo de mainnet

Objetivos de aprendizaje

Escuchar en un puerto y aceptar conexiones entrantes de otros peers de la red

Pedir, recibir y anunciar direcciones

Alimentar su gestor de direcciones con lo que llega de la red

Temas a cubrir
Bloque 1: Aceptar conexiones

Exponer tu nodo en un puerto

Responder a solicitudes de handshake entrantes

Diferencia entre conexiones inbound y outbound

Bloque 2: Addr relay

getaddr y addr

Estructura del payload de addr

addrv2 y su negociación con sendaddrv2

Pueden llegar direcciones sin que las pidas

Anunciar tu propia dirección para que otros te encuentren

Alimentar el gestor de direcciones

Actividades

Demo: tu nodo expuesto en mainnet y los peers inbound que ya se le conectaron

Demo: getaddr a un peer y las direcciones que devuelve