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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

Seminário do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e do Centro de Matemática Computacional e Estocástica, por Milan Stehlík (Institute of Statistics, Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile).

Título "5th edition ULisses", sobre fotografia do mar

Prazo de apresentação de candidaturas prolongado até 15 de janeiro.

Seminário do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, por Alessio Boletti (LIP).

Seminário do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, por David Mulryne (Queen Mary University of London).

Título "European Strategy Discussion" e mapa estilizado da Europa

O encontro visa promover o diálogo entre investigadores e consolidar ideias para a contribuição nacional - uma oportunidade única para alinhar as prioridades científicas de Portugal com a estratégia europeia, discutir os desafios da área e reforçar a colaboração entre investigadores.

Representação antiga da cidade de Lisboa

A conferência está limitada a 100 participantes - realize já a sua inscrição e reserve o dia na sua agenda.

Sessão com a participação de membros de CIÊNCIAS.

Título/data/local do evento e fotografia de barragem

Concerto pelo Coro de Câmara da Universidade de Lisboa (CCUL) da Associação Coral da Universidade de Lisboa (ACUL), e que integra a iniciativa Música na Universidade de Lisboa.

O evento, que conta com a participação do CIUHCT, terá a participação, entre outros, do matemático e historiador da matemática Professor Robin Wilson (Reino Unido) e do criador do primeiro museu de ciência dedicado inteiramente à matemática, Professor Albrecht Beutelspacher (Alemanha).

Minicurso por Pedro M. Silva (Pós-doc - CEMS.UL).

Logótipo da ULisboa, título/data/local do evento e fotografia de professora e estudantes numa biblioteca

Workshop no âmbito do Programa de Promoção da Saúde Mental e do Bem-Estar na ULisboa.

Título/data/local do evento e fotografia de Vítor Cardoso

Prémio atribuído a Vítor Cardoso, Professor Catedrático no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa e Diretor do Centro de Gravidade do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga, Dinamarca.

Título do curso e logótipo do CEAUL

Aprenda a organizar e analisar dados com foco na obtenção de soluções orientadas para a resolução de problemas.

Com o Inverno já a deixar a sua marca nos ramos nus das árvores, é tempo também de as ajudarmos a crescer na Primavera que se seguirá!

Logótipos CIÊNCIAS/CEAUL, indicação do título/data/orador e representação do cérebro humano

Participants will be introduced to using R in real life situations. From the start, this hands-on practical workshop will focus on following good programming and data analysis practices. 

Ação de formação para docentes e investigadores de CIÊNCIAS.

Título e datas de candidaturas aos prémios, sobre uma imagem abstrata

Candidaturas abertas até 14 de fevereiro - em 2025, serão atribuídos 26 Prémios e 52 Menções Honrosas.

Fotografia de João Paulo Dias

A Celebration of his 80th Birthday - registration until 24 January.

Um evento dedicado às três áreas de estudo do DEGGE: Engenharia da Energia e Ambiente; Meteorologia, Oceanografia e Geofísica; Engenharia Geoespacial.

Título "Bolsas de Doutoramento Unite! ULisboa", logótipos das entidades promotoras e fotografia de jovem investigadora a utilizar um laptop na esplanada de um café

O 4.º concurso decorre até 28 de fevereiro.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa disponibilizar aos profissionais com formação universitária inicial ao nível da licenciatura os conhecimentos básicos e a informação necessária ao eventual futuro ingresso e exercício de funções em áreas Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 05 de fevereiro.

Reitoria da ULisboa

O ato eleitoral decorrerá nos dias 31 de março e 01 de abril de 2025.

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.

Um concurso de programação dirigido aos alunos do ensino secundário (11.º e 12.º anos), que visa promover a prática e o gosto pela programação.

Data e logótipo do Dia Aberto, inseridos em mosaico de atividades de investigação

Bem-vindos a Ciências ULisboa!