Análisis y capacidades de la tecnología Blockchain en el ámbito de la acreditación Académica.

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación Análisis y capacidades de la tecnología Blockchain en el ámbito de la acreditación Académica. Dpto. Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Autor: David Félix Hernández Formento Tutor: Federico José Barrero García Sevilla, 2024 2 Trabajo Fin de Grado Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación Análisis y capacidades de la tecnología Blockchain en el ámbito de la acreditación Académica. Autor: David Félix Hernández Formento Tutor: Federico José Barrero García Catedrático de Universidad Dpto. de Ingeniería Electrónica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2024 4 Trabajo Fin de Grado: Análisis y capacidades de la tecnología Blockchain en el ámbito de la acreditación Académica. Autor: David Félix Hernández Formento Tutor: Federico José Barrero García El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2024 El Secretario del Tribunal 6 A mi familia A mis maestros 8 Agradecimientos En primer lugar, agradecer a mis padres, David y Soledad, ellos han sido los que me han apoyado desde el primer momento y durante todo momento, no solo durante la realización de este Trabajo de Fin de Grado, ni durante los años que he estado estudiando esta carrera, sino desde siempre. Desde que tengo memoria ellos han estado ahí para apoyarme y han hecho que no me falta de nada, me han escuchado y aconsejado, y he podido sentir todos los días el amor que tienen hacia mí, y espero que ellos también hayan podido sentir lo mucho que los aprecio y admiro. Muchas gracias nuevamente, os quiero. También a mi abuela, José Fina, quien se ha preocupado por mis todas las semanas y todos los días sin falta, preguntándome como me iban los estudios y se alegraba por mis triunfos y me reconfortaba con mis fracasos. Muchas gracias abuela, te quiero. A todos mis amigos y familiares que han hecho que estos últimos años sean más fáciles y llevaderos con todos los buenos momentos y aventuras que hemos tenido. Muchas gracias a todos. Finalmente, agradecerle a mi tutor de este trabajo, Federico, no solo por su paciencia, sino también por las reuniones que hemos tenido con consejos no solo académicos y referentes a este trabajo, si no referentes a la vida. Muchas gracias. David Félix Hernández Formento Autor del Trabajo Sevilla, 2024 1 INTRODUCCIÓN 1.1 ¿Qué es la tecnología blockhain? La tecnología Blockchain es una especia de libro mayor inmutable y compartido, que es usado para facilitar el proceso de constatar transacciones y rastrear bienes en una red de negocios. Esta tecnología se basa en una red peer-to-peer (p2p) y cada identidad recoge copias idénticas del libro mayor, siendo una copia que puede ser inspeccionada pero no controlada. Sólo se acepta un cambio si todas las entidades están de acuerdo, haciendo de esta manera innecesaria la actuación de un intermediario, es decir es una base de datos segura descentralizada. La Blockchain utiliza como unidad más pequeña de información un denominado bloque, haciendo que la secuencia de estos bloques es a lo que nos referimos como Blockchain. Estos bloques contienen información de cada una de las transacciones y pueden tener información adicional como, quién, cómo, cuándo, cuánto o el estado de la transacción. Cada bloque está unido al anterior y al posterior, creando así la cadena de datos. En los bloques existe información del momento en que ocurrió la transacción para así poder ser unida de forma segura. Una vez un bloque haya sido validado por las distintas entidades y haya sido introducido en la cadena, es irreversible, haciendo que la introducción de cada bloque reafirme la verificación del bloque anterior y evitando así que existan copias modificadas de la cadena. “Strive not to be a success, but rather to be of value.” -Albert Einstein - Introducción 18 Figura 1. Estructura de la Blockchain. 1 Una de las novedades que introduce Blockchain es el concepto de Dapp. Una Dapp, o Aplicación Descentralizada (Decentralized Application), es un tipo de aplicación que opera en una red descentralizada, como Blockchain, en lugar de depender de servidores centralizados. Estas aplicaciones están diseñadas para ser transparentes, seguras y resistentes a la censura, lo que significa que su funcionamiento no está controlado por una sola entidad. Las Dapps utilizan contratos inteligentes para ejecutar su lógica de negocio y pueden abarcar una variedad de funciones, desde sistemas financieros y de votación hasta juegos y redes sociales. Gracias a su naturaleza descentralizada, las Dapps ofrecen mayor transparencia, resistencia a la manipulación y autonomía, lo que las convierte en una opción atractiva para aquellos que buscan alternativas innovadoras a las aplicaciones centralizadas tradicionales. 1.2 Historia del blockchain En 1991 emergió por primera vez el término Blockchain al ser acuñado por el científico y físico estadounidense W. Scott Stornetta y el criptógrafo Stuart Haber. Su trabajo inicial constaba de formar una red de bloques asegurada criptográficamente dónde nadie pudiese alterar las marcas de tiempo de los registros. En 1992, continuaron su trabajo consolidando los denominado Árbol de Merkle, técnica usada para aumentar la eficiencia de los bloques. Sin embargo, no fue hasta 2008 cuando de verdad esta tecnología empezar a cobrar importancia cuando Satoshi Nakamoto usó la tecnología Blockchain como base para la creación de la primera criptomoneda, Bitcoin. Este usaba una red P2P para registrar las transacciones que usaban Bitcoin y añadiéndolas a la cadena de bloques. La primera transacción no se hizo hasta el 22 de Mayo de 2010 cuando se utilizó para pagar unas dos pizzas por el valor de 10 000 bitcoins. 1 Imagen tomada de Ethereum Whitepaper | ethereum.org Figura 2. Logo de Bitcoin. 2 1.3 Ventajas e Inconvenientes de Blockchain La tecnología Blockchain está en boca de todos en los últimos años y hay numerosas empresas que están apostando por ellas, llegando a tener una financiación de 2.6 miles de millones en el año 2022. 3 A continuación, se van a listar una serie de ventajas que han hecho que Blockchain sea tan interesante a nivel mundial para los inversores y también cuales son las principales desventajas que señalan sus detractores. Ventajas: • Descentralización: como es de esperar la principal ventaja de la tecnología Blockchain es la eliminación de la figura de un intermediario, dando a los usuarios el control y poder total sobre sus datos. Esto es beneficioso en la manera en la que tradicionalmente los intermediarios se llevaban una comisión por cada transacción además de los intereses personales de los intermediarios que podían ofrecer servicios no tan honestos para su propio beneficio. • Transparencia: Las transacciones son totalmente transparentes, cada nodo en la red tiene una copia de la cadena y todos los usuarios tienen acceso a estos datos. Los usuarios pueden darse cuenta de cambios en la cadena y ver como se actualiza, reforzando su seguridad. • Seguridad: Al utilizar un sistema de consenso, todos los nodos deben de aceptar un cambio en la cadena para que este se efectúe. Además, el uso del Hash, una especie de huella digital única que identifica a cada bloque en la red, hace que los bloques estén encriptados correctamente y enlazados al nodo anterior, haciendo imposible que un usuario malicioso introduzca una transacción falsa o intente modificar una existente. • Eficiencia: Blockchain elimina la necesidad de transacciones en papel y mediante intermediarios que requieren tiempo y en los que a veces ocurren errores humanos. Blockchain hace significativamente más rápido las transacciones y hace que los usuarios no deban tener registros de las diferentes transacciones ya que todos tienen acceso a ellas en un solo sitio común. • Trazabilidad: Blockchain ofrece la capacidad de monitorizar las transacciones, haciendo fácil la trazabilidad por ejemplo de productos en una cadena de producción, además de ver como el producto ha ido pasando por las diferentes etapas de producción. Además, puede permitir a los compradores comprobar la autenticidad del producto y evitar el fraude. 2 Imagen tomada de https://pixabay.com/es/vectors/search/bitcoin/ 3 Fuente https://www.statista.com/statistics/621207/worldwide-blockchain-startup-financing-history/ Introducción 20 Inconvenientes: • Rendimiento: Como uno de los puntos fuertes de la cadena es la redundancia en cada uno de los nodos, esto hace que cada nodo tenga que repetir el mismo proceso para actualizar su cadena y así tener una versión común para todos. • Claves Privadas: Para hacer una transacción, el usuario necesita una clave privada. Esta clave es única y los demás usuarios no la pueden conocer. Esta clave debe mantenerse en un sitio seguro ya que, si se pierde acceso a ella, se perderá el acceso a tu usuario en la cadena junto con el acceso a tus transacciones y activos, ya que no hay manera de recuperarla. • Uso de Energía: Debido a las operaciones de minería, que son las que se hacen en cada transacción a tiempo real y hacen que cada nodo tenga la misma información, Blockchain tiene un uso alto de energía y es uno de los principales puntos a desarrollar en esta tecnología. • Almacenamiento: El problema del almacenamiento surge porque las bases de datos de Blockchain se mantienen permanentemente en todos los nodos de la red. No hay posibilidad de que los ordenadores personales puedan almacenar una cantidad infinita de datos que se siguen agregando a medida que aumenta el número de transacciones. 1.4 Usos de Blockchain La naturaleza descentralizada de Blockchain hace que sea una de las mejores opciones para un amplio número de áreas distintas. 1. Sanidad: tras la pandemia hemos vivido bastantes situaciones difíciles en las que varios hospitales no tenían camas para todas las personas todo esto debido a un sistema centralizado que no promovía la comunicación entre distintos hospitales. Con un acercamiento descentralizado se podría conseguir una comunicación transparente, segura y de gran escalabilidad. 2. Gestión de cadena de suministro: la parte más importante de cualquier negocio es la de gestión de la cadena de suministro y ya sea un pequeño comercio minorista, un mayorista, o incluso un comercio electrónico tener una cadena de comercio optima puede ser la clave para un exitoso negocio. El punto débil actualmente de esta gestión se basa en la trazabilidad. Esto es fácilmente resuelto con el uso de Blockchain que proporciona una visión transparente de todo el proceso y la capacidad de rastrear los productos desde el origen hasta el punto final de entrega. 3. Usos gubernamentales: Hay varios usos para la Blockchain para usos de gobiernos como: la gestión de identidad, reemplazando el uso de documentos de identidad como los utilizados actualmente por identificación descentralizada con la capacidad de ser usada en cualquier lugar de manera segura sin los riesgos de suplantación; Para votar, de esta manera las votaciones pueden hacerse de manera transparente y segura evitando así problemas de falta de confianza del proceso por parte de los ciudadanos; impuestos, los gobiernos también pueden procesar impuestos a través de una plataforma descentralizada que brinda servicios gratuitos de pago de impuestos para todos 4. Web3: Internet es ya una parte inseparable de nuestras vidas y la integración de estos servicios en línea con Blockchain pueden suponer un cambio de paradigma para la llegada de Web3. Web3 es la tercera iteración de la red de redes que conocemos hoy en día, siendo la primera, Web1, la puesta en marcha de Internet a nivel mundial en la década de los 80 y la segunda, Web2, llegando con la capacidad de los usuarios para crear distintas cuentas en numerosas aplicaciones creando una identidad en línea lo que impulso las redes sociales y los comercios en internet. La Web3, es un cambio de paradigma que se centra en la inclusión de Internet de Las Cosas, IoT, Machine Learning e inteligencia artificial para crear nuevos servicios y aplicaciones, a la vez que centrándose en la seguridad. La clave del Blockchain en esta nueva iteración es debido a que muchos de los nuevos protocolos que usarán estas nuevas aplicaciones y servicios son descentralizados y sería posible su interoperabilidad y automatización gracias a los contratos inteligentes brindados por Blockchain. Además de estos existen otras numerosas áreas en las que existen usos para Blockchain como: la industria energética, finanzas y banca, propiedades e inmuebles, automoción, viajes, e innumerables más. 1.5 Blockchain en la educación. Además de todos los usos comentados anteriormente, uno de los usos que está en auge y que tiene un gran potencial en los próximos años es en el sector de la educación. Como se ha comentado anteriormente, las características de Blockchain la hace idónea para sistema de acreditación y de identificación. De esta manera, se podría tener un registro de todos los estudiantes en una organización y tener acceso libre y descentralizado a las diferentes cualificaciones que estos han ido adquiriendo en su educación. Esto facilitaría procesos como el de un estudiante queriendo transferir su expediente de una universidad a otra. Ya existen ejemplos de estos proyectos hoy en día, como el de OpenBlockchain 4 que junto a Open Univesity en Reino Unido, esperan desarrollar un nuevo tipo de universidad: una Universidad DAO. Una DAO es una Organización Autónoma Descentralizada que opera sin control central y sin humanos en el circuito y se basa en Contratos Inteligentes: piezas de código de ordenador en una cadena de bloques que pueden representar y promulgar contratos financieros y legales. En una Universidad DAO, el valor y la reputación asociados con la enseñanza y el aprendizaje se contabilizarían a través de una cadena de bloques sin control central. En cambio, toda la comunidad de aprendizaje estaría de acuerdo en cómo se comparten y recompensan los elementos educativos, por ejemplo, los materiales de aprendizaje, los recursos didácticos y la enseñanza. También existen proyectos para autenticación de certificados académicos, como el caso de Blockcerts, en el que Learning Machine (ahora parte de Hyland) se asoció con MIT Media Lab para crear Blockcerts, una plataforma estándar abierta para crear, emitir y verificar certificados respaldados por Blockchain. Al crear registros como expedientes académicos y credenciales en una cadena de bloques, la empresa puede revisar la credibilidad de los documentos y descubrir información falsificada. Los logros académicos (calificaciones, transcripciones e incluso diplomas) también se pueden almacenar en una cadena de bloques de Blockcerts para obtener una visión inmutable de la historia académica pasada. 4 https://blockchain.open.ac.uk/ Introducción 22 1.6 Objetivo El objetivo del presente Trabajo de Fin de Grado será el de analizar y estudiar las capacidades actuales de Blockchain en un entorno educativo haciendo un repaso de la tecnología de y de sus utilidades generales en varios entornos, y sus aplicaciones actuales y casos de éxito, haciendo hincapié en el educativo. Y además, se va detallar las características de un sistema basado en Blockchain para acreditar la superación de una asignatura en la Universidad de Sevilla. Además, de un desarrollo inicial de dicho sistema y finalmente con pautas para poder escalar dicha cadena a más asignaturas y más grados para interconectar distintas entidades educativas con el fin de desarrollar un sistema de acreditación digital para estudios universitarios. 2 TECNOLOGÍA BLOCKCHAIN: APLICACIÓN EN ENTORNO EDUCATIVO Blockchain es una tecnología revolucionaria de naturaleza descentralizada, segura y transparente que ha tenido el potencial de revolucionar las finanzas y que puede afectar de igual manera a la industria, la gestión de la cadena de suministro, la atención sanitaria o la educación. La integración de la tecnología blockchain en el sistema educativo tiene el potencial de mejorar en gran medida la eficiencia, seguridad y credibilidad del proceso educativo, creando plataformas seguras y transparentes para rastrear y verificar los logros académicos de los estudiantes [3]. La tecnología blockchain puede ayudar a crear un entorno más accesible y confiable del sistema educativo, que facilite que los estudiantes muestren sus habilidades y conocimientos a posibles empleadores. Sin embargo, la tecnología blockchain ha tenido un desarrollo que podríamos denominar escaso en el ámbito educativo, bastante menor al alcanzado en otros ámbitos y, sinceramente, aún no podemos decir que se haya implantado de una manera eficaz. Uno de los principales beneficios que puede aportar esta nueva tecnología en el ámbito educativo es la creación y almacenamiento a prueba de manipulaciones y descentralizado de una transcripción digital del historial académico del estudiante, incluidas calificaciones, certificaciones y otros. Esto eliminaría la necesidad de transcripciones tradicionales en papel, que pueden perderse, dañarse o manipularse con relativa facilidad [4]. Otro beneficio potencial de blockchain en educación es la creación de una plataforma descentralizada para la emisión y verificación de documentos digitales y credenciales, lo que puede simplificar enormemente el proceso de obtención y verificación de las credenciales académicas al eliminar la necesidad de intermediarios. La propia naturaleza de la blockchain ayuda a prevenir el fraude, proporcionando una base confiable y un registro a prueba de manipulaciones de los logros de los estudiantes [5]. Así, existen interesantes aproximaciones relacionadas con el sistema Universitario [6], centradas en la mejora de los procedimientos para verificar la autenticidad de los títulos y diplomas. La educación y cursos on-line ofrecen un nicho de especial interés a la blockchain, al incorporar una plataforma segura y confiable para impartir y realizar un seguimiento y la certificación de los cursos, lo que puede ayudar a mejorar su credibilidad y reconocimiento por parte de los estudiantes y empleadores [7]. Blockchain representa una revolución tecnológica con potencial para modificar el proceso educativo, mejorando su eficiencia y credibilidad y creando plataformas seguras y transparentes para el seguimiento y verificación de los logros académicos de los estudiantes. Sin embargo, es necesario abordar numerosos desafíos para lograr el potencial pleno de esta tecnología en el sector educativo. Entre estos desafíos se encuentran la adopción propia de la tecnología, lo que requiere de un conocimiento técnico importante, la interoperabilidad y regulación del sistema que se desarrolle, su costo, escalabilidad y accesibilidad, o la imprescindible privacidad y seguridad de los datos almacenados. No se trata de retos sencillos de abordar. Así, el aspecto jurídico relacionado con una tecnología se caracteriza por la existencia de bloques que son registros de información y por la transparencia en la información que contienen. Los usuarios pueden acceder a la información de forma libre [8], lo que puede llegar a suponer un conflicto con el derecho a la protección de datos de carácter personal [9]. Otro conflicto jurídico que puede suscitarse aparece entre el principio de transparencia que caracteriza a la Blockchain y la confidencialidad o derecho a la privacidad del titular de los datos registrados mediante esta tecnología, para cuya convivencia pacífica la doctrina ha propuesto la seudonimización [10]. Del mismo modo, los datos almacenados son por lo general inmutables, lo que constituye un mecanismo de garantía de que nadie podrá alterarlos sin que el resto de los verificadores y titulares de los datos tengan conocimiento de ello. Sin embargo, la inmutabilidad de los datos, y su existencia perpetua en la red, entra en conflicto con el conocido “derecho al olvido” que ostentan los titulares sobre sus datos registrados en Internet e indexados en los motores de búsqueda ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. Tecnología Blockchain: Aplicación en Entorno Educativo 24 2.1 Casos de éxito en la educación El uso de la tecnología blockckain en el ámbito educativo universitario no es nuevo, si bien aún se trata de una tecnología que no se encuentra ampliamente difundida. Existen diferentes universidades que han adoptado la tecnología Blockchain en sus programas educativos. Así, la Universidad de Nicosia (Chipre) ofrece un programa de maestría en Blockchain y Criptomonedas, permitiendo pagos en Bitcoin. El MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, en EEUU) emite certificados de finalización de cursos a través de una plataforma basada en Blockchain llamada Blockcerts. El College of London (UK) mejora la transparencia y la trazabilidad de la cadena de suministro de la universidad, garantizando el abastecimiento ético y sostenible de bienes y servicios, empleando VeChain. La Universidad de Melbourne (Australia) ha explorado el uso de la Blockchain para gestionar y proteger los datos de investigación, proporcionando un registro inmutable y transparente de las contribuciones de los investigadores. La Universidad de Stanford (EEUU) ha lanzado varios proyectos relacionados con la Blockchain, incluyendo el Centro de Investigación Blockchain de Stanford, que se centra en la investigación y el desarrollo de tecnologías Blockchain. La propuesta pretende servir de ejemplo para la implementación y utilidad de la tecnología en la certificación educativa, con idea de extraer consecuencias sobre los beneficios acarreados para la institución educativa y para los estudiantes. Es esperable que la transparencia e integridad de los registros académicos mejorarán considerablemente, puesto que la naturaleza inmutable de la tecnología garantizará que las credenciales académicas emitidas (certificados y calificaciones) son auténticas y seguras, sin posibilidad de alteración o falsificación. En principio, esta característica debe proporcionar una mayor confianza a cualquier entidad interesada en la verificación de las credenciales de los estudiantes. Las transacciones se almacenan en una red descentralizada, lo que significa que no existe un punto aislado de los demás que los hackers puedan utilizar para modificar la red. Cada transacción está protegida con criptografía, lo que dificulta alterar o borrar registros. Esto hace que Blockchain sea perfecta para mantener seguros los registros de los estudiantes, que contienen información personal y confidencial relacionada con los logros académicos. Por otro lado, la eficiencia en la gestión de registros académicos aumentaría notablemente. Con un sistema basado en Blockchain, el proceso de emisión, almacenamiento y verificación de certificados y notas se simplificaría y agilizaría significativamente. Los estudiantes podrían acceder a sus registros académicos de manera instantánea y segura, eliminando la necesidad de solicitar documentos físicos a las instituciones educativas. Esto no solo reduciría la burocracia y los costos administrativos asociados, sino que también proporcionaría un acceso más rápido y conveniente a la información académica. Además, la verificación se puede realizar en tiempo real con Blockchain, proporcionando eficiencia y rapidez al procedimiento. Otro beneficio que puede considerarse clave de la tecnología Blockchain en la educación es la creación de identidades digitales para estudiantes, si bien debe solventar antes el derecho a la privacidad mencionado en la introducción de este trabajo. La identidad digital de un estudiante puede incluir información como su nombre, fecha de nacimiento y nivel académico, que se puede utilizar para seguir el progreso a lo largo de la carrera educativa e incluso profesional. Al disponer una identidad digital segura y descentralizada, los estudiantes pueden controlar quién tiene acceso a su información personal y es posible asegurar que los registros ni se pierden ni se alteran. Finalmente, el uso de la tecnología blockchain en la educación también puede ayudar con la distribución de recursos educativos, como pueden ser las becas y subvenciones. Al tener un libro de transacciones seguro, las instituciones educativas pueden realizar un seguimiento de la distribución de los recursos, garantizando que se utilicen para el fin previsto. El uso de contratos inteligentes puede automatizar la distribución de recursos, reduciendo el riesgo de error humano y aumentando la eficiencia del proceso. Nuevamente, será necesario solventar antes el derecho a la privacidad y al olvido digital de las personas que intervengan en el sistema que se desarrolle 2.2 Desafíos de Blockchain en la educación Aunque la integración de la tecnología Blockchain en la educación tiene un gran potencial, es importante reconocer las limitaciones y desafíos que enfrenta esta tecnología. Aquí están algunas de las principales limitaciones del Blockchain en la educación: 1. Adopción: Uno de los mayores desafíos es la necesidad de una adopción generalizada. Esto implica la participación de estudiantes, educadores, instituciones y empleadores, todos deben estar dispuestos a aceptar la tecnología para aprovechar sus beneficios. 2. Conocimiento técnico: Otro desafío es la necesidad de que las personas y organizaciones comprendan bien la tecnología para implementarla y usarla eficazmente. Esto incluye entender los detalles técnicos del Blockchain, así como las implicaciones de seguridad y privacidad. 3. Interoperabilidad: La tecnología Blockchain aún está en sus primeras etapas de desarrollo y no hay estandarización o interoperabilidad entre diferentes plataformas Blockchain. Esto dificulta que las instituciones la usen de manera uniforme. 4. Regulación: Actualmente hay pocas regulaciones sobre el uso del Blockchain en la educación, lo que puede dificultar su implementación efectiva, especialmente en temas como la privacidad y seguridad de los datos. 5. Costo: Implementar y mantener la tecnología Blockchain puede ser costoso. Esto incluye los costos de hardware, software, personal y capacitación. 6. Privacidad y seguridad de los datos: Asegurar la privacidad y seguridad de los datos educativos sensibles es un gran desafío. Esto requiere desarrollar sistemas seguros y procesos para proteger los datos de los estudiantes y asegurar que las personas tengan control sobre sus propios datos. 7. Escalabilidad: La tecnología Blockchain debe ser capaz de manejar grandes cantidades de datos para ser efectiva en el sector educativo. Esto requiere el desarrollo de sistemas escalables. 8. Integración con sistemas existentes: Integrar la tecnología Blockchain con los sistemas educativos actuales es un gran desafío. Esto implica desarrollar sistemas y procesos que puedan integrar eficazmente el Blockchain sin comprometer la integridad y seguridad de los datos educativos. 9. Estandarización: La necesidad de estandarización y consistencia en el uso de la tecnología Blockchain en la educación es esencial. Esto requiere el desarrollo de estándares y protocolos comunes. 10. Educación y capacitación: Educar y capacitar a las personas en el uso de la tecnología Blockchain es esencial para su implementación exitosa. Esto incluye desarrollar programas de capacitación y materiales educativos. 11. Confianza y fiabilidad: La confianza y fiabilidad son factores críticos. Esto requiere desarrollar sistemas seguros y fiables que puedan ser confiados por individuos y organizaciones en el sector educativo. 12. Verificación y validación: Verificar y validar la autenticidad y precisión de los datos educativos es un gran desafío. Esto requiere sistemas seguros para verificar y validar los datos, y métodos para asegurar que los datos permanezcan precisos e inalterables. 13. Gestión de datos: La gestión efectiva de los datos es esencial. Esto implica desarrollar sistemas y procesos para gestionar y organizar los datos educativos, asegurando su seguridad y accesibilidad. 14. Accesibilidad: Asegurar que los estudiantes y educadores tengan acceso a la tecnología educativa. La implementación de la tecnología Blockchain en la educación requiere un entorno completo y de apoyo que pueda manejar los datos y transacciones complejas asociadas con esta tecnología emergente. Este entorno Características del Sistema de Certificación Educativo Desarrollado 32 3 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CERTIFICACIÓN EDUCATIVO DESARROLLADO El sistema de certificación académica planteado utiliza la tecnología Blockchain con NFT como solución innovadora diseñada para mejorar la gestión y verificación de credenciales académicas en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, aprovechando las fortalezas de la tecnología Blockchain para garantizar la seguridad, transparencia e integridad de los registros académicos, y permitiendo a los estudiantes demostrar sus logros de manera confiable. El sistema evalúa, mediante un contrato inteligente y de manera automatizada, los diferentes factores que intervienen en la calificación del alumno, limitando la intervención del profesorado a las acciones estrictamente necesarias (evaluaciones de tipo cualitativo que requieran de cuantificación). Este enfoque no solo simplifica la gestión de evaluaciones, sino que empodera a los alumnos al proporcionarles un entorno predefinido e inalterable de evaluación, así como certificados digitales sólidos y verificables de las asignaturas que han cursado. Se garantiza la transparencia, rapidez e inmutabilidad de las calificaciones y se consigue eliminar barreras burocráticas para la obtención de certificaciones académicas, fortaleciéndose la credibilidad del curriculum vitae de los estudiantes. Se emplea la red Ethereum, una plataforma de blockchain pública y descentralizada, ampliamente conocida por su soporte de contratos inteligentes. Se han elegido herramientas como Remix e IDE para el desarrollo de los contratos inteligentes, así como el lenguaje de programación Solidity para la implementación de éstos. Además, se utiliza un servicio de almacenamiento IPFS para asegurar la integridad y disponibilidad de los datos fuera de la cadena. A continuación, se enumeran los pasos seguidos en el proceso de acreditación realizado: 1) Creación del contrato inteligente. Un profesor crea un contrato inteligente en la blockchain que define las reglas y condiciones para la emisión de calificaciones a los estudiantes. Este contrato inteligente actúa como un intermediario confiable que garantiza la ejecución de las condiciones acordadas de manera automatizada y segura. 2) Generación del token para el estudiante. Cuando el profesor califica a un estudiante en una asignatura, genera un archivo JSON que contiene información relevante como la nota y el nombre del alumno, la asignatura o cualquier otro detalle que se considere pertinente. Este archivo JSON actúa como el certificado digital de la calificación que se propone. 3) Subida del archivo JSON a IPFS (sistema de archivos interplanetario). El archivo JSON generado se sube a IPFS, un sistema de archivos descentralizado que utiliza la tecnología de la cadena de bloques para almacenar y distribuir contenido de manera descentralizada. IPFS asigna un identificador único al archivo, conocido como CID (Content IDentifier), que puede utilizarse para acceder al archivo desde cualquier lugar de la red IPFS. 4) Almacenamiento del CID en Pinata. Pinata es un servicio que permite almacenar y gestionar archivos en IPFS de manera conveniente. El profesor utiliza Pinata para subir el archivo JSON a IPFS y obtiene un token único de Pinata que representa el archivo subido. 5) Entrega del CID al estudiante. Una vez que el archivo JSON está almacenado en IPFS y se ha obtenido el token de Pinata, el profesor entrega este token al estudiante. El token actúa como prueba criptográfica de la existencia e integridad del certificado de calificación del estudiante en IPFS. 6) Reclamación del certificado por parte del estudiante. El estudiante puede reclamar su certificado de calificación utilizando el token recibido del profesor. Al presentar este token, el estudiante puede acceder al archivo JSON almacenado en IPFS y verificar la autenticidad de su calificación. 3.3 Elecciones Tecnológicas El auge de la tecnología Blockchain en los últimos años ha generado un gran interés en la creación de redes descentralizadas y seguras. Esta tecnología ha dado lugar a una variedad de enfoques y plataformas para construir y gestionar redes Blockchain, cada una con sus propias características, ventajas y desafíos. Desde la popularidad de Ethereum y Hyperledger Fabric hasta la emergencia de nuevas cadenas de bloques como Polkadot y Solana, el panorama de las tecnologías Blockchain ha experimentado una rápida evolución. Este constante progreso se debe en gran medida a la demanda de soluciones innovadoras para problemas de confianza, seguridad y eficiencia en diversas industrias. La investigación y el desarrollo continuos en el campo de la tecnología Blockchain están impulsando nuevas mejoras y funcionalidades, lo que garantiza que esta tecnología siga siendo una fuerza disruptiva y en constante evolución en los próximos años. Para la elección de la red Blockchain a utilizar en la propuesta presentada en este trabajo, se estudiaron como posibilidades Ethereum (ETH), Hyperledger Fabric (FABRIC), Solana (SOL) y Polkadot (DOT), ofreciendo cada red una serie de ventajas e inconvenientes que se ilustran en la Tabla 1. Se ha optado por la red Ethereum por las diferentes herramientas que ofrece, la versatilidad en ejecución de los contratos inteligentes, así como la importante comunidad y madurez en el sector que aporta (ampliamente adoptada y sólido ecosistema de desarrollo). Además, Ethereum ofrece la capacidad de crear contratos inteligentes utilizando su propia criptomoneda, lo que permite proporcionar un incentivo económico a los participantes en el sistema. Tabla 1. Ventajas e inconvenientes en la implantación de un sistema de certificación curricular. Red Ventajas Inconvenientes ETH Versatilidad en la ejecución de los contratos inteligentes. Gran comunidad y ecosistema de desarrollo. Seguridad robada con Prueba de Trabajo (PoW). Escalabilidad limitada con congestión de red. Privacidad estándar, menos adecuada para casos sensibles. FABRIC Enfoque empresarial con características avanzadas. Privacidad granular y control de acceso. Escalabilidad y eficiencia para entornos empresariales. Mayor complejidad de configuración. Comunidad más pequeña en comparación con Ethereum. SOL Alta velocidad y escalabilidad hasta 65,000 TPS. Tarifas de transacción bajas y rendimiento elevado. Completo soporte Turing, adecuado para aplicaciones complejas. Menor madurez y riesgo potencial. Comunidad y ecosistema en crecimiento, pero aún menor. DOT Interoperabilidad entre múltiples cadenas de bloques. Escalabilidad mediante conexión de cadenas paralelas. Menor adopción y madurez en comparación con Ethereum. Mayor complejidad técnica para desarrolladores. Para seleccionar el entorno de desarrollo también se estudiaron tres opciones de IDE (Integrated Development Environment): Remix, Truffle y VS Code con extensiones para Ethereum. El resumen de las ventajas e inconvenientes de los IDE analizados se muestran en la Tabla 2. Características del Sistema de Certificación Educativo Desarrollado 34 Tabla 2. Ventajas e inconvenientes de diferentes IDE analizados. IDE Ventajas Inconvenientes Remix Fácil de usar y accesible en línea. Soporte para el desarrollo y despliegue de contratos inteligentes en Ethereum. Amplia comunidad y documentación. Limitaciones en funcionalidades avanzadas en comparación con IDE locales. Dependencia de conexión a internet. Truffle Potente suite de desarrollo para Ethereum. Soporte para desarrollo local y pruebas Herramientas avanzadas para testing, migraciones y despliegue de contratos. Curva de aprendizaje más pronunciada para principiantes. Requiere configuración local y dependencias adicionales. Menos accesible para desarrolladores novatos. VS Code Integración con el popular editor de código Visual Studio Code. Personalización y soporte de la comunidad. Requiere configuración adicional y descarga de extensiones. Menor soporte específico para Ethereum en comparación con Remix. Finalmente se escogió Remix debido a su facilidad de uso y su integración directa con la red Ethereum, lo que facilita el desarrollo y la depuración de contratos inteligentes. Además, está basado en la web y permite escribir, probar y desplegar contratos inteligentes en la red Ethereum de manera muy sencilla. En el caso del lenguaje de programación empleado para el desarrollo de los contratos inteligentes, se han contemplado las alternativas de Solidity y Vyper, cuyas ventajas e inconvenientes se muestran en la Tabla 3. Tabla 3. Ventajas e inconvenientes de los diferentes lenguajes de programación para el desarrollo de los contratos inteligentes analizados. Lenguaje Ventajas Inconvenientes Solidity Diseñado específicamente para contratos inteligentes en Ethereum. Amplia adopción y comunidad activa. Integración con herramientas de desarrollo como Remix y Truffle. Posibles vulnerabilidades y errores de seguridad debido a su complejidad. Limitaciones en comparación con lenguajes más maduros. Vyper Lenguaje más seguro y fácil de entender que Solidity. Enfoque en la simplicidad y la seguridad. Menos propenso a errores y vulnerabilidades de seguridad. Menor adopción y comunidad en comparación con Solidity. Limitaciones en funcionalidades avanzadas. Menos herramientas de desarrollo y soporte disponible. La opción de Vyper se descartó debido a su menor adopción y por sus limitaciones frente a Solidity. Además, Solidity se utiliza de manera bastante habitual en el ecosistema Ethereum y se integra de manera directa con Remix, estando diseñado específicamente para la creación de contratos inteligentes, lo que lo hace adecuado para este caso de uso. Finalmente, para la elección del servicio de almacenamiento IPFS (InterPlanetary File System) se barajaron como opciones Pinata, Infura o Textile. En este caso, las ventajas e inconvenientes que planteaban para el desarrollo del sistema a desarrollar se han descrito en la Tabla 4, optando por el uso de Pinata gracias a su fácil configuración y creación de usuario, además de su intuitiva interfaz de usuario. Por otro lado, Pinata ofrece un plan gratuito que cumple todas las necesidades del proyecto dado que el sistema planteado es un ejemplo de implementación a nivel de asignatura que no va a necesitar de grandes volúmenes de almacenamiento de datos. Tabla 4. Ventajas e inconvenientes de los diferentes servicios de almacenamiento IPFS analizados. Servicio IPFS Ventajas Inconvenientes Pinata Fácil de usar y configurar para almacenamiento IPFS. Interfaz de usuario intuitiva y documentación detallada. Características adicionales como análisis de archivos y gestión de tokens. Planes de precios costosos para grandes volúmenes de almacenamiento. Infura Amplia red de nodos IPFS para una mayor disponibilidad y redundancia. Limitaciones en el plan gratuito, como cuotas de uso y acceso restringido a algunas características. Textile Herramientas y bibliotecas adicionales para desarrolladores, incluyendo Textile Buckets y Threads. Curva de aprendizaje para principiantes en el uso de herramientas y bibliotecas Textile. Menor alcance y adopción en comparación con alternativas más establecidas. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 36 4 DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CERTIFICACIÓN EDUCATIVA A la hora de desarrollar el sistema de certificación educativa e implementarlo se hizo hincapié en 3 puntos: 1. La creación del Smart Contract usando Solidity mediante Remix 2. La creación de una cuenta de usuario en un sistema de IPFS como Pinata y la subida de los archivos necesarios para poder gestionar los certificados académicos de los alumnos. 3. La capacidad del alumno para recibir sus cetificados mediante una Dapp usando Remix y la capacidad de visualizar sus certificados mediante la plataforma OpenSea. 4.1 Introducción al lenguaje Solidty Solidity es un lenguaje de programación reciente desarrollado por Ethereum, una de las criptomonedas más importantes por capitalización de mercado. Se lanzó en 2015 bajo el liderazgo de Christian Reitwiessner. Sus características clave incluyen su naturaleza de alto nivel diseñada específicamente para la implementación de contratos inteligentes, así como su orientación a objetos, o más precisamente, a contratos. Este lenguaje ha sido fuertemente influenciado por otros como Python, C++ y JavaScript. Se ejecuta en la Ethereum Virtual Machine (EVM), que es un componente central de la infraestructura de Ethereum. Solidity es altamente versátil y admite la programación definida por el usuario, bibliotecas y herencia complejas. Es el lenguaje principal utilizado para plataformas que se ejecutan en Blockchain. Ethereum, por su parte, es una plataforma descentralizada de código abierto basada en Blockchain. Su función principal es ejecutar contratos inteligentes, es decir, aplicaciones que ejecutan programas exactamente como fueron programados, sin posibilidad de fraude, interferencia de terceros, censura o tiempo de inactividad. La Ethereum Virtual Machine (EVM) es fundamental en este proceso, ya que proporciona un entorno de ejecución seguro para estos contratos. Los contratos inteligentes, escritos en Solidity, son programas de alto nivel que se compilan en bytecode de EVM y se despliegan en la Blockchain de Ethereum para su ejecución. Esto permite la ejecución de transacciones confiables y rastreables sin la necesidad de una autoridad central. Figura 5. Logo de Solidity, izquierda, y de Ethereum, derecha 7 7 Imagen tomada de: https://blog.stackademic.com/understanding-solidity-a-beginners-guide-to-ethereum-smart-contracts-82c234f57b6b Existen dos formas de ejecutar un contrato inteligente en Solidity: 1) Modo Offline: Ejecutar un contrato inteligente en Solidity en modo offline requiere tres requisitos previos y 4 pasos principales que deben seguirse para que el contrato inteligente se ejecute: Requisitos previos: Descargar e instalar node.js. Instalar Truffle globalmente. Instalar ganache-cli. Objetivos: • Crear un proyecto de Truffle y configurar una red de desarrollo. • Crear y desplegar contratos inteligentes. • Interactuar con el contrato inteligente desde la consola de Truffle. • Escribir pruebas para probar las principales características ofrecidas por Solidity. 2) Modo Online: El IDE de Remix se utiliza generalmente para compilar y ejecutar contratos inteligentes en Solidity en modo online. Para este trabajo se ha utilizado el modo Online ya que es más accesible y fácil de usar, a la vez que trae más ventajas para poder desplegar el contrato desde cualquier lugar y para facilitar que nuestro contrato se comporte como una Dapp. 4.2 Creación del Smart Contract Para crear el token Educativo, en nuestro caso llamado EDUToken, se ha basado en los tokens NFT que ya existen en la actualidad en las redes Ethereum debido a sus ventajas y características que las hacen muy afines a las necesidades de nuestros certificados académicos. Un NFT, o token no fungible (del inglés Non-Fungible Token), es un tipo de activo digital único e indivisible que se registra en una Blockchain. A diferencia de los tokens fungibles como criptomonedas o tokens de utilidad, que son intercambiables entre sí en términos de valor, los NFTs son únicos y no pueden ser intercambiados uno a uno sin pérdida de valor o significado. La norma ERC-721 es uno de los estándares más comunes para la creación de NFTs en la red Ethereum. Esta norma define un conjunto de reglas y funciones para la creación, transferencia y gestión de tokens no fungibles. Con la norma ERC-721, cada token tiene un identificador único y es indivisible, lo que significa que no se pueden dividir en partes más pequeñas. Esta norma ERC-721 está descrita en una biblioteca de contratos inteligentes llamada OpenZepelin como un estándar para la red Ethereum. OpenZeppelin proporciona una amplia gama de contratos inteligentes preauditados y probados que cubren diversas funcionalidades comunes, como la gestión de tokens, la emisión de NFTs, la gobernanza y más. Los NFT utilizan lo que es denominado proof of ownership. El proof of ownership (prueba de propiedad) en el contexto de los NFTs se refiere a la capacidad de un usuario para demostrar que es el propietario legítimo de un activo digital único en la Blockchain. Esto se logra mediante la firma criptográfica del propietario sobre una transacción específica que transfiere el NFT de una dirección a otra. El contrato inteligente que gestiona el NFT verifica esta firma y registra el cambio de propiedad en la Blockchain. La principal diferencia entre el proof of ownership utilizado en los NFTs y otros mecanismos de prueba, como el proof of work (prueba de trabajo) o el proof of stake (prueba de participación), es que el proof of ownership se centra en demostrar la posesión de un activo digital único en lugar de demostrar la contribución de trabajo computacional o la participación en la red Blockchain. Es una forma específica de prueba diseñada para gestionar la propiedad de activos digitales únicos en la Blockchain. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 38 Los NFTs han ganado una considerable popularidad en el mundo del arte digital y coleccionables digitales, pero también ofrecen numerosas ventajas cuando se utilizan como certificados académicos. Aquí hay algunas razones por las cuales los NFTs son una opción atractiva para certificaciones académicas: • Únicos e indivisibles: Al igual que en el arte, cada certificado académico emitido como un NFT es único e indivisible. Esto garantiza que no se pueda duplicar ni modificar sin autorización, lo que aumenta su autenticidad y confiabilidad. • Inmutabilidad: Los NFTs, al estar registrados en la Blockchain, son inmutables, lo que significa que una vez que se emiten, no se pueden modificar ni eliminar. Esto asegura la integridad de los certificados académicos a lo largo del tiempo, evitando la posibilidad de fraude o falsificación. • Trayectoria y transparencia: Toda la información relacionada con los certificados académicos, como la emisión, la transferencia de propiedad y cualquier cambio de estado, se registra de forma transparente en la Blockchain. Esto proporciona una trayectoria completa y verificable de la autenticidad y legitimidad del certificado. • Portabilidad y accesibilidad: Los NFTs son compatibles con cualquier plataforma que admita la norma ERC-721, lo que los hace altamente portátiles y accesibles en diferentes entornos y sistemas. Los propietarios de certificados académicos pueden acceder fácilmente a ellos desde cualquier dispositivo con conexión a internet. • Verificación descentralizada: La información almacenada en la Blockchain es accesible públicamente y se puede verificar de forma descentralizada sin depender de una autoridad central. Esto significa que cualquier persona puede verificar la autenticidad de un certificado académico sin necesidad de intermediarios. • Propiedad y transferencia seguras: Los NFTs utilizan criptografía avanzada para garantizar la propiedad segura y la transferencia de activos digitales. Cada certificado académico está asociado con una dirección única en la Blockchain, lo que permite a los propietarios transferirlos de manera segura y transparente a otros usuarios. Para la creación del Contrato inteligente primero abrimos un navegador web y escribimos la url: https://remix.ethereum.org/ para acceder la IDE online de Remix, una vez aquí se crea en la carpeta contracts un contrato inteligente, en nuestro caso se ha creado el contrato UniversityDegree.sol en el que desarrollaremos nuestro contrato inteligente. Figura 6. Página principal de Remix. Al inicio de cada contrato es necesario definir que verison de Solidity es la que se va a usar para que este luego sea compilado, en nuestro caso se ha utilizado 0.8.0 ya que es una versión estable con gran recorrido en la red Ethereum. Figura 7. Código con declaración de versión de Solidity. Al especificar la versión se incluye un ^ antes del número de la versión para indicar que se puede compilar este contrato con versiones más recientes de la versión, siendo la base de la que se parte la 0.8.0. Siguiendo la creación del contrato, definimos un constructor para este con algunos elementos básicos. Figura 8. Código del constructor del contrato inteligente. La primera línea declara un nuevo contrato llamado UniversityDegree que hereda de ERC721URIStorage, lo que significa que este contrato hereda todas las funcionalidades de la implementación de la norma ERC-721 que incluye el almacenamiento y la gestión de metadatos de los tokens. A continuación, se declara una variable de estado owner que almacenará la dirección del propietario del contrato. Y se utiliza la librería Counters que permite mantener un contador interno de los identificadores de los tokens emitidos. La variable _tokenIds será un contador privado de tipo Counters.Counter. Se declara el constructor del contrato, que se ejecutará una vez al desplegar el contrato. En el constructor, se establece el nombre y el símbolo del token (nombre: "EDUToken" y símbolo: "Asignatura") utilizando la función ERC721. Además, se asigna la dirección que despliega el contrato como el propietario. El símbolo se utilizaría para el nombre de la asignatura, en este caso, se le ha puesto el nombre genérico asignatura y se podría cambiar en un futuro para referirnos a una asignatura específica. Y se declara un mapeo, en personToDegree donde se socia las direcciones de los usuarios con los URI de los certificados académicos emitidos. Un detalle importante que aparece en el código es el concepto de gas. El gas es una unidad que mide la cantidad de trabajo computacional requerido para realizar operaciones en la red Ethereum. Es fundamental tanto para la Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 40 ejecución de contratos inteligentes como para las transacciones. A la hora de escribir código Remix te hace una estimación del gas que se va a utilizar en una transacción. Hay veces que aparece gas infinito porque se trata de una operación que no se sabe su costo hasta que no esté en tiempo de ejecución. Los usuarios determinan cuánto están dispuestos a pagar por cada unidad de gas en gwei (una denominación de Ether). Un gwei es 1e-9 Ether. Figura 9. Código de la función claimDegree. En esta parte del código se declara una función pública llamada claimDegree que permite a los usuarios reclamar un certificado académico. Antes de emitir el certificado, verifica si el certificado ha sido previamente emitido para esa dirección. Si es así, incrementa el contador de tokens, emite un nuevo token NFT, asigna el URI del token, actualiza el estado del certificado emitido y retorna el identificador único del nuevo token. Figura 10. Código de la función checkDegreeOfPerson. A continuación, para que se puede verificar la persona asociada a cada certificado se ha creado una función llamada checkDegreeOfPerson que permite a cualquiera verificar el URI del certificado académico asociado con una dirección dada. Figura 11. Modificador onlyOwner. Finalmente, para poder emitir los certificados académicos, primero se ha creado un modificador onlyOwner que hace que asociado a una función esta solo pueda ser efectuada por el propietario del contrato. En la función issueDegree con el modificador onlyOwner permite al propietario del contrato emitir un nuevo certificado académico a una dirección específica. Además del código mostrado se ha utilizado el código del ERC721 de Oppen Zepeli para poder utilizar las librerías existentes y métodos de los NFT en nuestro EDUToken. Y en este código se ha eliminado la función de SafeTransferFrom para poder hacer que los NFT no puedan ser transferidos entre personas, para mantener la acreditación personal. Aunque hay que resaltar, que en los detalles de los EDUToken aparece el nombre de la persona a la que se le ha transferido inicialmente y la asignatura y Universidad para aumentar la credibilidad de estos, y hacer que aunque sean transferidos no tengan valor ya que esos campos no se pueden modificar. 4.3 IPFS Pinata IPFS (Sistema de Archivos InterPlanetario) es un protocolo de red peer-to-peer diseñado para crear un sistema de almacenamiento distribuido y descentralizado. Funciona de manera similar a un sistema de archivos tradicional, pero en lugar de almacenar archivos en un servidor centralizado, distribuye los datos en una red de nodos interconectados. Cada archivo en IPFS se identifica mediante un hash único, lo que garantiza su integridad y permite la recuperación eficiente de los datos. Como se comentó en el capítulo anterior el sistema elegido para este trabajo es Pinata. Pinata es un servicio de alojamiento basado en IPFS que proporciona herramientas y servicios para almacenar y gestionar contenido en la red IPFS de manera fácil y eficiente. Ofrece funciones como la subida de archivos, la gestión de contenido y la generación de enlaces de acceso directo para compartir archivos alojados en IPFS. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 48 Aquí podemos ver como se ha creado el Smart Contract de UniversityDegree.sol, el bloque en el que está y la cuenta que lo creó. Además, aparece la opción de vie won etherscan para ver la transacción con más detalles. Etherscan es un explorador de Blockchain para la red Ethereum. Permite a los usuarios buscar y verificar transacciones, contratos inteligentes, direcciones de cartera y otros datos en la Blockchain de Ethereum. Etherscan ofrece una interfaz amigable para visualizar información detallada sobre el estado y el historial de transacciones, saldos de cuentas, bloques minados, y otros eventos en la red. Es una herramienta esencial para desarrolladores, inversores y usuarios que desean monitorear y analizar la actividad en la red Ethereum. Desde esta herramienta en el navegador podemos ver todos los datos de la transacción. Figura 21. Transacción en Etherscan. Aparecen datos como eh Hash, el estado de la transacción, exitosa en este caso, cuándo se realizó, quién la realizó y la dirección del contrato: 0x99bd6e9965a57c36dc462b862997eaef40402653 Volviendo de nuevo a Remix, ahora aparecen todos los métodos del contrato en Remix: Figura 22. Lista de funciones del contrato inteligente. Utilizando la opción de issueDegree ponemos la dirección de la segunda cuenta, la del alumno (0x8Ad8d454cA5F983699c42c725e73e6A5d8042Dc2) para emitir su certificado. Figura 23. Función issueDegree. Y nuevamente, aparece la ventana para confirmar transacción de MetaMask. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 50 Figura 24. Ventana de confirmación de transacción de MetaMask. En este caso la tarifa es solo de 0.0002056 SepoliaETH, ya que el método de issueDegree es mucho menos costoso computacionalmente que el de desplegar el contrato en la red. En la consola de Remix, aparece nuevamente la transacción exitosa: Figura 25. Mensaje de transacción 2 exitosa. Haciendo uso de la herramienta de Etherscan nuevamente, podemos ver todos los detalles de la transacción. Figura 26. Transacción 2 en Etherscan. A continuación, el profesor sube a Pinata, el JSON con los datos del alumno y le envía al alumno el CID de su certificado. Ahora desde la cuenta 2, es decir la del alumno, utilizamos la opción de claimDegree, poniendo en el campo la url del CID del JSON de su certificado de Pinata que el profesor le proporcionará. Figura 27. Función claimDegree. De nuevo, aceptamos la transacción en MetaMask. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 52 Figura 28. Confirmación transacción 3 en MetaMask. Y la transacción vuelve a ser exitosa. Figura 29. Mensaje de transacción 3 exitosa. Siendo la salida en Etherscan la siguiente: Figura 30. Transacción 3 en Etherscan. Ahora aparece que estamos usando un ERC-721(NFT) con el token que estamos usando EDUToken Una vez hecho esto ya estaría acabado el proceso de certificación digital. En testnets.opensea.io podemos visualizar los tokens del alumno: OpenSea es un mercado en línea descentralizado para la compra, venta y comercio de tokens no fungibles (NFTs). Los NFTs son activos digitales únicos que pueden representar una variedad de objetos digitales, como arte, coleccionables, música, y objetos dentro de videojuegos. OpenSea permite a los usuarios crear, descubrir, y negociar estos activos usando la tecnología Blockchain, principalmente sobre la red Ethereum. En OpenSea, los usuarios pueden: • Explorar y comprar NFTs: Los usuarios pueden navegar por una amplia variedad de NFTs listados en la plataforma y comprarlos utilizando criptomonedas, principalmente Ether (ETH). • Crear y vender NFTs: Los artistas y creadores pueden acuñar sus propios NFTs y venderlos en el mercado, estableciendo precios fijos o subastas. • Interactuar con colecciones: OpenSea alberga diversas colecciones de NFTs, facilitando la organización y la gestión de estos activos digitales. OpenSea se ha convertido en uno de los mercados más grandes y populares para NFTs debido a su amplia gama de categorías y su facilidad de uso. Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 54 Figura 31. NFT del certificado educativo en OpenSea. Aquí podemos ver los detalles del token como, la dirección que lo creó, la del profesor, una breve descripción, unos atributos, la nota del alumno en la asignatura. Y en más detalles podemos ver la dirección del contrato, el ID, el estándar y la cadena en la que está entre otras cosas. Figura 32. Detalles del NFT. Algunas funciones adicionales que nos permite realizar son: En el Smart contract podemos usar las opciones checkDegreeofPerson e introduciendo la dirección de la cuenta 2, devuelve el CID del certificado. Figura 33. Función checkDegreeOfPerson. 4.6 Diagrama BPMN A continuacion se detalla un diagrma BPMN con los pasos que se realizan durante todo el proceso de acreditación. Un diagrama BPMN (Business Process Model and Notation) es una representación gráfica de un proceso empresarial. Utiliza símbolos estandarizados para visualizar las actividades, flujos de trabajo, decisiones y eventos que componen un proceso. Estos diagramas son utilizados para modelar, analizar y mejorar los procesos empresariales, facilitando la comunicación entre los diferentes miembros de una organización y ayudando a identificar áreas de mejora y eficiencia. En el diagrama BPMN se presentan las acciones llevadas a cabo tanto por el profesor de la asignatura, quien acredita al alumno, como por el propio alumno que ha superado la asignatura y busca ser acreditado. Se detallan los intercambios de mensajes y los pasos seguidos, que son los siguientes: 1. Creación del contrato inteligente: Un profesor crea un contrato inteligente en la Blockchain que define las reglas y condiciones para la emisión de calificaciones a los estudiantes. Este contrato inteligente Desarrollo e Implementación del Sistema de Certificación Educativa 56 actúa como un intermediario confiable que garantiza la ejecución automatizada y segura de las condiciones acordadas. 2. Generación del token para el estudiante: Cuando el profesor califica a un estudiante en una asignatura, genera un archivo JSON que contiene información relevante, como la nota, el nombre del alumno, la asignatura y otros detalles pertinentes. Este archivo JSON actúa como el certificado digital de la calificación otorgada. 3. Subida del archivo JSON a IPFS (sistema de archivos interplanetario): El archivo JSON generado se sube a IPFS, un sistema de archivos descentralizado que utiliza la tecnología Blockchain para almacenar y distribuir contenido de manera descentralizada. IPFS asigna un identificador único al archivo, conocido como CID (Content Identifier), que permite acceder al archivo desde cualquier lugar de la red IPFS. 4. Almacenamiento del CID en Pinata: Pinata es un servicio que facilita el almacenamiento y la gestión de archivos en IPFS de manera conveniente. El profesor utiliza Pinata para subir el archivo JSON a IPFS y obtiene un token único de Pinata que representa el archivo subido. 5. Entrega del CID al estudiante: Una vez que el archivo JSON está almacenado en IPFS y se ha obtenido el token de Pinata, el profesor entrega este token al estudiante. El token actúa como prueba criptográfica de la existencia e integridad del certificado de calificación del estudiante en IPFS. 6. Reclamación del certificado por parte del estudiante: El estudiante puede reclamar su certificado de calificación utilizando el token recibido del profesor. Al presentar este token, el estudiante puede acceder al archivo JSON almacenado en IPFS y verificar la autenticidad de su calificación. 5 RESULTADOS Y CONCLUSIONES 5.1 Resultados del Sistema Desarrollado El sistema de certificación académica implementado en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla utiliza tecnología Blockchain y NFTs para mejorar la gestión y verificación de credenciales académicas. A continuación, se desarrollan los resultados obtenidos, destacando sus beneficios, facilidad de uso y posibles complicaciones. Los beneficios del sistema son: • Seguridad Mejorada: Inmutabilidad de los Datos: Los registros académicos almacenados en la Blockchain no pueden ser alterados una vez creados, asegurando que las calificaciones y certificaciones sean auténticas y no manipulables. • Prevención de Fraudes: La transparencia de la Blockchain permite a cualquier entidad verificar la autenticidad de un certificado, reduciendo el riesgo de falsificaciones. • Transparencia y Confianza: Todas las transacciones y registros son accesibles públicamente en la Blockchain, permitiendo una transparencia completa y garantizando la integridad de los datos. • Confianza en las Credenciales: Tanto empleadores como instituciones educativas pueden verificar de manera independiente y confiable las credenciales de los estudiantes, fortaleciendo la credibilidad del curriculum vitae de los graduados. • Reducción de Burocracia: La eliminación de procesos manuales y documentos en papel agiliza la emisión y verificación de certificados, eliminando barreras burocráticas. • Empoderamiento de los Estudiantes, propiedad y control: Los estudiantes tienen control total sobre sus certificados digitales, pudiendo compartirlos fácilmente con potenciales empleadores o instituciones educativas. • Acceso Global: Los certificados almacenados en IPFS son accesibles desde cualquier lugar del mundo, facilitando la movilidad académica y profesional. • Facilidad de Uso • Herramientas de Desarrollo: El uso de herramientas como Remix e IDE facilita la creación y prueba de contratos inteligentes, haciendo el desarrollo accesible incluso para usuarios con conocimientos técnicos básicos. • Gestión de Archivos en IPFS: Servicios como Pinata simplifican la subida y gestión de archivos en IPFS, proporcionando una interfaz fácil de usar para profesores y estudiantes. • Verificación Instantánea: Los certificados pueden ser verificados instantáneamente por cualquier parte interesada utilizando el CID, eliminando la necesidad de procedimientos de verificación complicados. Anexo 14 14 ANEXO En este anexo se muestra el código empleado para el contrato inteligente, además de los JSON utilizados para la acreditación de ejemplo presentada en el trabajo. // SPDX-License-Identifier: MIT // File: @openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol // OpenZeppelin Contracts v4.4.1 (utils/Counters.sol) pragma solidity ^0.8.0; /** * @title Counters * @author Matt Condon (@shrugs) * @dev Provides counters that can only be incremented, decremented or reset. This can be used e.g. to track the number * of elements in a mapping, issuing ERC721 ids, or counting request ids. * * Include with `using Counters for Counters.Counter;` */ library Counters { struct Counter { // This variable should never be directly accessed by users of the library: interactions must be restricted to // the library's function. As of Solidity v0.5.2, this cannot be enforced, though there is a proposal to add // this feature: see https://github.com/ethereum/solidity/issues/4637 uint256 _value; // default: 0 } function current(Counter storage counter) internal view returns (uint256) { return counter._value; } function increment(Counter storage counter) internal { unchecked { counter._value += 1; } } function decrement(Counter storage counter) internal { uint256 value = counter._value; require(value > 0, "Counter: decrement overflow"); unchecked { counter._value = value - 1; } } function reset(Counter storage counter) internal { counter._value = 0; } } // File: @openzeppelin/contracts/utils/Strings.sol // OpenZeppelin Contracts v4.4.1 (utils/Strings.sol) /** * @dev String operations. */ library Strings { bytes16 private constant _HEX_SYMBOLS = "0123456789abcdef"; /** * @dev Converts a `uint256` to its ASCII `string` decimal representation. */ function toString(uint256 value) internal pure returns (string memory) { // Inspired by OraclizeAPI's implementation - MIT licence Anexo 16 16 // https://github.com/oraclize/ethereumapi/blob/b42146b063c7d6ee1358846c198246239e9360e8/oraclizeAPI_0.4.25.sol if (value == 0) { return "0"; } uint256 temp = value; uint256 digits; while (temp != 0) { digits++; temp /= 10; } bytes memory buffer = new bytes(digits); while (value != 0) { digits -= 1; buffer[digits] = bytes1(uint8(48 + uint256(value % 10))); value /= 10; } return string(buffer); } /** * @dev Converts a `uint256` to its ASCII `string` hexadecimal representation. */ function toHexString(uint256 value) internal pure returns (string memory) { if (value == 0) { return "0x00"; } uint256 temp = value; uint256 length = 0; while (temp != 0) { length++; temp >>= 8; } return toHexString(value, length); } /** * @dev Converts a `uint256` to its ASCII `string` hexadecimal representation with fixed length. */ function toHexString(uint256 value, uint256 length) internal pure returns (string memory) { bytes memory buffer = new bytes(2 * length + 2); buffer[0] = "0"; buffer[1] = "x"; for (uint256 i = 2 * length + 1; i > 1; --i) { buffer[i] = _HEX_SYMBOLS[value & 0xf]; value >>= 4; } require(value == 0, "Strings: hex length insufficient"); return string(buffer); } } // File: @openzeppelin/contracts/utils/Context.sol // OpenZeppelin Contracts v4.4.1 (utils/Context.sol) /** * @dev Provides information about the current execution context, including the * sender of the transaction and its data. While these are generally available * via msg.sender and msg.data, they should not be accessed in such a direct * manner, since when dealing with meta-transactions the account sending and * paying for execution may not be the actual sender (as far as an application * is concerned). * * This contract is only required for intermediate, library-like contracts. */ abstract contract Context { function _msgSender() internal view virtual returns (address) { return msg.sender; } function _msgData() internal view virtual returns (bytes calldata) { Anexo 18 18 return msg.data; } } // File: @openzeppelin/contracts/utils/Address.sol // OpenZeppelin Contracts (last updated v4.5.0) (utils/Address.sol) /** * @dev Collection of functions related to the address type */ library Address { /** * @dev Returns true if `account` is a contract. * * [IMPORTANT] * ==== * It is unsafe to assume that an address for which this function returns * false is an externally-owned account (EOA) and not a contract. * * Among others, `isContract` will return false for the following * types of addresses: * * - an externally-owned account * - a contract in construction * - an address where a contract will be created * - an address where a contract lived, but was destroyed * ==== * * [IMPORTANT] * ==== * You shouldn't rely on `isContract` to protect against flash loan attacks! * * Preventing calls from contracts is highly discouraged. It breaks composability, breaks support for smart wallets * like Gnosis Safe, and does not provide security since it can be circumvented by calling from a contract * constructor. * ==== */ function isContract(address account) internal view returns (bool) { // This method relies on extcodesize/address.code.length, which returns 0 // for contracts in construction, since the code is only stored at the end // of the constructor execution. return account.code.length > 0; } /** * @dev Replacement for Solidity's `transfer`: sends `amount` wei to * `recipient`, forwarding all available gas and reverting on errors. * * https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1884[EIP1884] increases the gas cost * of certain opcodes, possibly making contracts go over the 2300 gas limit * imposed by `transfer`, making them unable to receive funds via * `transfer`. {sendValue} removes this limitation. * * https://diligence.consensys.net/posts/2019/09/stop-using-soliditys-transfer-now/[Learn more]. * * IMPORTANT: because control is transferred to `recipient`, care must be * taken to not create reentrancy vulnerabilities. Consider using * {ReentrancyGuard} or the * https://solidity.readthedocs.io/en/v0.5.11/security-considerations.html#use-the-checks-effects- interactions-pattern[checks-effects-interactions pattern]. */ function sendValue(address payable recipient, uint256 amount) internal { require(address(this).balance >= amount, "Address: insufficient balance"); (bool success, ) = recipient.call{value: amount}(""); require(success, "Address: unable to send value, recipient may have reverted"); } /** * @dev Performs a Solidity function call using a low level `call`. A * plain `call` is an unsafe replacement for a function call: use this Anexo 20 20 * function instead. * * If `target` reverts with a revert reason, it is bubbled up by this * function (like regular Solidity function calls). * * Returns the raw returned data. To convert to the expected return value, * use https://solidity.readthedocs.io/en/latest/units-and-global-variables.html?highlight=abi.decode#abiencoding-and-decoding-functions[`abi.decode`]. * * Requirements: * * - `target` must be a contract. * - calling `target` with `data` must not revert. * * _Available since v3.1._ */ function functionCall(address target, bytes memory data) internal returns (bytes memory) { return functionCall(target, data, "Address: low-level call failed"); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-}[`functionCall`], but with * `errorMessage` as a fallback revert reason when `target` reverts. * * _Available since v3.1._ */ function functionCall( address target, bytes memory data, string memory errorMessage ) internal returns (bytes memory) { return functionCallWithValue(target, data, 0, errorMessage); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-}[`functionCall`], * but also transferring `value` wei to `target`. * * Requirements: * * - the calling contract must have an ETH balance of at least `value`. * - the called Solidity function must be `payable`. * * _Available since v3.1._ */ function functionCallWithValue( address target, bytes memory data, uint256 value ) internal returns (bytes memory) { return functionCallWithValue(target, data, value, "Address: low-level call with value failed"); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCallWithValue-address-bytes-uint256-}[`functionCallWithValue`], but * with `errorMessage` as a fallback revert reason when `target` reverts. * * _Available since v3.1._ */ function functionCallWithValue( address target, bytes memory data, uint256 value, string memory errorMessage ) internal returns (bytes memory) { require(address(this).balance >= value, "Address: insufficient balance for call"); require(isContract(target), "Address: call to non-contract"); (bool success, bytes memory returndata) = target.call{value: value}(data); return verifyCallResult(success, returndata, errorMessage); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-}[`functionCall`], * but performing a static call. Anexo 22 22 * * _Available since v3.3._ */ function functionStaticCall(address target, bytes memory data) internal view returns (bytes memory) { return functionStaticCall(target, data, "Address: low-level static call failed"); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-string-}[`functionCall`], * but performing a static call. * * _Available since v3.3._ */ function functionStaticCall( address target, bytes memory data, string memory errorMessage ) internal view returns (bytes memory) { require(isContract(target), "Address: static call to non-contract"); (bool success, bytes memory returndata) = target.staticcall(data); return verifyCallResult(success, returndata, errorMessage); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-}[`functionCall`], * but performing a delegate call. * * _Available since v3.4._ */ function functionDelegateCall(address target, bytes memory data) internal returns (bytes memory) { return functionDelegateCall(target, data, "Address: low-level delegate call failed"); } /** * @dev Same as {xref-Address-functionCall-address-bytes-string-}[`functionCall`], * but performing a delegate call. * * _Available since v3.4._ */ function functionDelegateCall( address target, bytes memory data, string memory errorMessage ) internal returns (bytes memory) { require(isContract(target), "Address: delegate call to non-contract"); (bool success, bytes memory returndata) = target.delegatecall(data); return verifyCallResult(success, returndata, errorMessage); } /** * @dev Tool to verifies that a low level call was successful, and revert if it wasn't, either by bubbling the * revert reason using the provided one. * * _Available since v4.3._ */ function verifyCallResult( bool success, bytes memory returndata, string memory errorMessage ) internal pure returns (bytes memory) { if (success) { return returndata; } else { // Look for revert reason and bubble it up if present if (returndata.length > 0) { // The easiest way to bubble the revert reason is using memory via assembly assembly { let returndata_size := mload(returndata) revert(add(32, returndata), returndata_size) } } else { revert(errorMessage); } Anexo 30 30 */ function getApproved(uint256 tokenId) external view returns (address operator); /** * @dev Returns if the `operator` is allowed to manage all of the assets of `owner`. * * See {setApprovalForAll} */ function isApprovedForAll(address owner, address operator) external view returns (bool); } // File: @openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/IERC721Metadata.sol // OpenZeppelin Contracts v4.4.1 (token/ERC721/extensions/IERC721Metadata.sol) /** * @title ERC-721 Non-Fungible Token Standard, optional metadata extension * @dev See https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-721 */ interface IERC721Metadata is IERC721 { /** * @dev Returns the token collection name. */ function name() external view returns (string memory); /** * @dev Returns the token collection symbol. */ function symbol() external view returns (string memory); /** * @dev Returns the Uniform Resource Identifier (URI) for `tokenId` token. */ function tokenURI(uint256 tokenId) external view returns (string memory); } // File: @openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol // OpenZeppelin Contracts (last updated v4.6.0) (token/ERC721/ERC721.sol) /** * @dev Implementation of https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-721[ERC721] Non-Fungible Token Standard, including * the Metadata extension, but not including the Enumerable extension, which is available separately as * {ERC721Enumerable}. */ contract ERC721 is Context, ERC165, IERC721, IERC721Metadata { using Address for address; using Strings for uint256; // Token name string private _name; // Token symbol string private _symbol; // Mapping from token ID to owner address mapping(uint256 => address) private _owners; // Mapping owner address to token count mapping(address => uint256) private _balances; // Mapping from token ID to approved address mapping(uint256 => address) private _tokenApprovals; Anexo 32 32 // Mapping from owner to operator approvals mapping(address => mapping(address => bool)) private _operatorApprovals; /** * @dev Initializes the contract by setting a `name` and a `symbol` to the token collection. */ constructor(string memory name_, string memory symbol_) { _name = name_; _symbol = symbol_; } /** * @dev See {IERC165-supportsInterface}. */ function supportsInterface(bytes4 interfaceId) public view virtual override(ERC165, IERC165) returns (bool) { return interfaceId == type(IERC721).interfaceId || interfaceId == type(IERC721Metadata).interfaceId || super.supportsInterface(interfaceId); } /** * @dev See {IERC721-balanceOf}. */ function balanceOf(address owner) public view virtual override returns (uint256) { require(owner != address(0), "ERC721: balance query for the zero address"); return _balances[owner]; } /** * @dev See {IERC721-ownerOf}. */ function ownerOf(uint256 tokenId) public view virtual override returns (address) { address owner = _owners[tokenId]; require(owner != address(0), "ERC721: owner query for nonexistent token"); return owner; } /** * @dev See {IERC721Metadata-name}. */ function name() public view virtual override returns (string memory) { return _name; } /** * @dev See {IERC721Metadata-symbol}. */ function symbol() public view virtual override returns (string memory) { return _symbol; } /** * @dev See {IERC721Metadata-tokenURI}. */ function tokenURI(uint256 tokenId) public view virtual override returns (string memory) { require(_exists(tokenId), "ERC721Metadata: URI query for nonexistent token"); string memory baseURI = _baseURI(); return bytes(baseURI).length > 0 ? string(abi.encodePacked(baseURI, tokenId.toString())) : ""; } /** * @dev Base URI for computing {tokenURI}. If set, the resulting URI for each * token will be the concatenation of the `baseURI` and the `tokenId`. Empty * by default, can be overridden in child contracts. */ function _baseURI() internal view virtual returns (string memory) { return ""; } /** * @dev See {IERC721-approve}. */ function approve(address to, uint256 tokenId) public virtual override { Anexo 34 34 address owner = ERC721.ownerOf(tokenId); require(to != owner, "ERC721: approval to current owner"); require( _msgSender() == owner || isApprovedForAll(owner, _msgSender()), "ERC721: approve caller is not owner nor approved for all" ); _approve(to, tokenId); } /** * @dev See {IERC721-getApproved}. */ function getApproved(uint256 tokenId) public view virtual override returns (address) { require(_exists(tokenId), "ERC721: approved query for nonexistent token"); return _tokenApprovals[tokenId]; } /** * @dev See {IERC721-setApprovalForAll}. */ function setApprovalForAll(address operator, bool approved) public virtual override { _setApprovalForAll(_msgSender(), operator, approved); } /** * @dev See {IERC721-isApprovedForAll}. */ function isApprovedForAll(address owner, address operator) public view virtual override returns (bool) { return _operatorApprovals[owner][operator]; } /** * @dev See {IERC721-transferFrom}. */ function transferFrom( address from, address to, uint256 tokenId ) public virtual override { //solhint-disable-next-line max-line-length require(_isApprovedOrOwner(_msgSender(), tokenId), "ERC721: transfer caller is not owner nor approved"); _transfer(from, to, tokenId); } /** * @dev See {IERC721-safeTransferFrom}. */ // function safeTransferFrom( // address from, // address to, // uint256 tokenId // ) public virtual override { // safeTransferFrom(from, to, tokenId, ""); // } /** * @dev See {IERC721-safeTransferFrom}. */ // function safeTransferFrom( // address from, // address to, // uint256 tokenId, // bytes memory _data // ) public virtual override { // require(_isApprovedOrOwner(_msgSender(), tokenId), "ERC721: transfer caller is not owner nor approved"); // _safeTransfer(from, to, tokenId, _data); // } /** * @dev Safely transfers `tokenId` token from `from` to `to`, checking first that contract recipients * are aware of the ERC721 protocol to prevent tokens from being forever locked. Anexo 36 36 * * `_data` is additional data, it has no specified format and it is sent in call to `to`. * * This internal function is equivalent to {safeTransferFrom}, and can be used to e.g. * implement alternative mechanisms to perform token transfer, such as signature-based. * * Requirements: * * - `from` cannot be the zero address. * - `to` cannot be the zero address. * - `tokenId` token must exist and be owned by `from`. * - If `to` refers to a smart contract, it must implement {IERC721Receiver-onERC721Received}, which is called upon a safe transfer. * * Emits a {Transfer} event. */ function _safeTransfer( address from, address to, uint256 tokenId, bytes memory _data ) internal virtual { _transfer(from, to, tokenId); require(_checkOnERC721Received(from, to, tokenId, _data), "ERC721: transfer to non ERC721Receiver implementer"); } /** * @dev Returns whether `tokenId` exists. * * Tokens can be managed by their owner or approved accounts via {approve} or {setApprovalForAll}. * * Tokens start existing when they are minted (`_mint`), * and stop existing when they are burned (`_burn`). */ function _exists(uint256 tokenId) internal view virtual returns (bool) { return _owners[tokenId] != address(0); } /** * @dev Returns whether `spender` is allowed to manage `tokenId`. * * Requirements: * * - `tokenId` must exist. */ function _isApprovedOrOwner(address spender, uint256 tokenId) internal view virtual returns (bool) { require(_exists(tokenId), "ERC721: operator query for nonexistent token"); address owner = ERC721.ownerOf(tokenId); return (spender == owner || isApprovedForAll(owner, spender) || getApproved(tokenId) == spender); } /** * @dev Safely mints `tokenId` and transfers it to `to`. * * Requirements: * * - `tokenId` must not exist. * - If `to` refers to a smart contract, it must implement {IERC721Receiver-onERC721Received}, which is called upon a safe transfer. * * Emits a {Transfer} event. */ function _safeMint(address to, uint256 tokenId) internal virtual { _safeMint(to, tokenId, ""); } /** * @dev Same as {xref-ERC721-_safeMint-address-uint256-}[`_safeMint`], with an additional `data` parameter which is * forwarded in {IERC721Receiver-onERC721Received} to contract recipients. */ function _safeMint( address to, uint256 tokenId, bytes memory _data ) internal virtual { Anexo 38 38 _mint(to, tokenId); require( _checkOnERC721Received(address(0), to, tokenId, _data), "ERC721: transfer to non ERC721Receiver implementer" ); } /** * @dev Mints `tokenId` and transfers it to `to`. * * WARNING: Usage of this method is discouraged, use {_safeMint} whenever possible * * Requirements: * * - `tokenId` must not exist. * - `to` cannot be the zero address. * * Emits a {Transfer} event. */ function _mint(address to, uint256 tokenId) internal virtual { require(to != address(0), "ERC721: mint to the zero address"); require(!_exists(tokenId), "ERC721: token already minted"); _beforeTokenTransfer(address(0), to, tokenId); _balances[to] += 1; _owners[tokenId] = to; emit Transfer(address(0), to, tokenId); _afterTokenTransfer(address(0), to, tokenId); } /** * @dev Destroys `tokenId`. * The approval is cleared when the token is burned. * * Requirements: * * - `tokenId` must exist. * * Emits a {Transfer} event. */ function _burn(uint256 tokenId) internal virtual { address owner = ERC721.ownerOf(tokenId); _beforeTokenTransfer(owner, address(0), tokenId); // Clear approvals _approve(address(0), tokenId); _balances[owner] -= 1; delete _owners[tokenId]; emit Transfer(owner, address(0), tokenId); _afterTokenTransfer(owner, address(0), tokenId); } /** * @dev Transfers `tokenId` from `from` to `to`. * As opposed to {transferFrom}, this imposes no restrictions on msg.sender. * * Requirements: * * - `to` cannot be the zero address. * - `tokenId` token must be owned by `from`. * * Emits a {Transfer} event. */ function _transfer( address from, address to, uint256 tokenId ) internal virtual { require(ERC721.ownerOf(tokenId) == from, "ERC721: transfer from incorrect owner"); Anexo 46 46 { "imag e":"https://ipfs.io/ipfs/QmPdE1ngwZuDSvxf7pbqj6VruDD5c7Nw9GpDayZgNeyoEs", "descr iption": "´Nota obtenida en la asignatura X del Grado Y de la Universidad de Sevilla", "attrib utes": [ { "trait_ type": "Nota", "value ": 7, "maxvalue": 10 }, { "trait_ type": "Grado", "value ": "Grado en Ingenieria de Y" }, { "trait_ type": "Nombre Alumno", "value ": "Fulanito Perez" } ] } Anexo 48 48