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Bitcoin contracts: secure compilation, analysis, and expressiveness

Transmissão através de Videoconferência

Speaker: Massimo Bartoletti (University of Cagliari).

Abstract: Although Bitcoin is mainly used to exchange crypto-currency, its blockchain and consensus mechanism can also be exploited to execute smart contracts, allowing mutually untrusted parties to exchange crypto-assets according to pre-agreed rules. To this purpose, Bitcoin features a non Turing-complete script language, which is used to specify the redeem conditions of transactions. This is a simple language of expressions, without loops or recursion. To write complex smart contracts, one needs to suitably combine transactions: in this approach, executing a contract amounts to appending sequences of transactions in a given order.

A drawback of this approach is that the complexity of writing smart contracts grows quickly in the number of transactions needed to implement it. Reasoning about the correctness of these contracts is even harder: one would have to consider computational adversaries who interact with the blockchain, only being constrained to use PPTIME algorithms. To overcome these issues we have proposed BitML, a high-level DSL for smart contracts with a computationally sound compiler to Bitcoin transactions.

The computational soundness property allows us to reason about contracts at the symbolic level of the BitML semantics. We exploit this possibility to investigate a landmark property of contracts, called liquidity, which ensures that funds never remain frozen within a contract. Liquidity is a relevant issue, as witnessed by a recent attack to the Ethereum Parity Wallet, which has frozen ∼160M USD within the contract, making this sum unredeemable by any user. We develop a static analysis for liquidity of BitML contracts. This is achieved by first devising a finite-state, safe abstraction of infinite-state semantics of BitML, and then model-checking this abstraction.

We conclude by discussing a few open issues: in particular, how to enhance the expressiveness of Bitcoin contracts via minor extensions of the Bitcoin script language, and how to reduce the cost of executing contracts.

Bio: Massimo Bartoletti is Associate Professor at the Department of Mathematics and Computer Science of the University of Cagliari. His research activity concerns the development of tools and techniques for the specification, analysis and verification of software, with a special emphasis on security. Massimo Bartoletti is founder of the laboratory "Blockchain @ Unica" (http://blockchain.unica.it), one of the first academic research groups on blockchain technologies in Italy, director of the node of the Cyber Security National Lab for the University of Cagliari, and core member of the CINI working group on Blockchain. The laboratory is currently investigating several aspects of blockchain technologies, among which Domain-Specific Languages for developing provably secure smart contracts. His research spans over various blockchain platforms, including Bitcoin, Ethereum, Hyperledger Fabric and Algorand. He is principal investigator of several R&D projects on blockchain technologies, editor in chief of the “Smart contracts” section of Frontiers in Blockchains, and member of the scientific board of several workshops on blockchain technologies. Massimo Bartoletti has published over 20 scientific papers on blockchain technologies since 2016.


Zoom

15h00
LASIGE
Título do programa e logótipos das entidades organizadoras, sobre fotografia do espaço

Candidaturas até 03 de junho.

Inscrições até 24 de maio.

Seminário de Sistemas Dinâmicos, por Wolfgang Förg-Rob (Universität Innsbruck).

Criança a segurar num globo terrestre

A conferência é dedicada ao tema "Desafios em Saúde Planetária: Capacitar Comunidades para a Mudança".

Título/data/local/orador do evento e representação da mente humana

Minicurso por Fernando Moura (Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil).

Pormenor de linguagem corporal (braços e mãos) de pessoa a dialogar

Ação de formação para docentes e investigadores de Ciências.

Título/data/local do evento, sobre representação do cérebro humano

Quatro dos doze finalistas da competição são de Ciências ULisboa.

Seminário do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e do Centro de Matemática Computacional e Estocástica, por Fernando Moura (Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil).

Neste evento, vários docentes do Departamento de Informática de Ciências irão falar sobre a sua investigação, particularmente sobre as teses de mestrado que irão disponibilizar no ano letivo de 2024/2025.

Lisbon Webinar in Analysis and Differential Equations, por Wladimir Neves (Universidade Federal do Rio de Janeiro).

O IA - Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com a editora Gradiva, organiza várias iniciativas durante a Feira do Livro de Lisboa 2024.

Título/data/local do evento, logótipos da Rede MAR/ULisboa e fotografia de zona costeira

Candidaturas até 31 de maio.

Pormenor de duas pessoas a trabalharem em frente a um ecrã de computador

Inscrições de docentes e investigadores de Ciências até 02 de junho.

Feixes luminosos

Envio de propostas até 20 de junho.

An opportunity to get acquainted with some of the most promising contemporary topics in the exciting interdisciplinary area of scientific culture: the interactions of mathematics and music.

Título/data/local do evento e imagem representativa de pessoa a trabalhar num mundo tecnológico

As Jornadas Científicas 2024 da Universidade de Lisboa são dedicadas ao tema “Impacto Atual e Futuro da Inteligência Artificial no Trabalho”.

Pessoa ajoelhada no hall de edifício pejado de luzes

Ação de formação para docentes e investigadores de Ciências.

Título/data/local do evento, sobre a Tabela Periódica

This year's program will cover two plenary sessions hosted by Susete Pinteus and Hugo Miranda, complemented by oral presentations, flash talks, and poster communications. Finally, a round table discussion will take place at the end of our meeting.

Logótipo Moodle

Ação de formação para docentes e investigadores de Ciências.

Vai realizar-se em Lisboa, nos dias 28 e 29 de junho de 2024, o 37.º Encontro do Seminário Nacional de História da Matemática.

Logótipo do prémio

As candidaturas à 11.ª edição decorrem até 28 de junho.

Logótipo do Verão na ULisboa, sobre um fundo amarelo

Uma oportunidade única de conheceres e experimentares o ritmo e o espírito da vida académica!

Título/data/local do evento e representação do cérebro humano

O maior evento anual na área da ciência e da tecnologia em Portugal.

The topics of the conference include (but are not limited to) classical and quantum integrable systems, complex geometry of moduli spaces, automorphic forms and their applications to number theory.

Título/data do evento, logótipos das entidades organizadoras e fotografia de Lisboa (Castelo de S. Jorge e respetiva colina)

Inscrição (taxa reduzida) até 20 de abril.

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