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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.


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15h00
LASIGE
Imagem do evento - título, local e data do evento

Investigação Ecológica ao Serviço da Conservação

Durante este dia, acesso gratuito ao Museu, ao Jardim Botânico de Lisboa e ao Jardim Botânico Tropical.

Seminário no âmbito do Mestrado em Bioestatística, por Sandra Rodrigues (Bioinsight e CEAUL).

Queres explorar diferentes áreas da Matemática de forma descontraída?

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por James Kennedy (Departamento de Matemática, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Portugal).

IDL Lecture, por John Clinton (ETHZ).

Representação futurista de sistema de produção agrícola

Conferência Anual do Colégio F3 e da Rede Agro da Universidade de Lisboa.

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

A iniciativa reúne estudantes e investigadores que apresentam e discutem trabalhos de investigação em curso, e novas propostas e ideias nas áreas da mente, cérebro e cognição.

Seminário de Lógica Matemática, por Maria Beatrice Buonaguidi (King's College London).

O curso, a decorrer de 26 a 29 de novembro, destina-se a fornecer competências a quem pretende trabalhar com modelos experimentais ou com vertebrados selvagens.

Título/data/local do evento, logótipos DGES/ULisboa e fotografia de pormenor de docente a corrigir testes

O workshop visa identificar estratégias práticas que promovem a eficácia do estudo perante o aproximar de períodos avaliativos.

Join us for a discussion on the challenges and opportunities of developing and implementing sustainable marine spatial planning (MSP) and management around the globe. With international experts from Brazil, USA, Spain and Portugal as guest speakers!

Seminário Doutoral II (Doutoramento em Biologia - Especialidade em Ecologia), por Celso José Miguel Paulo.

Seminário em Biologia Humana e Ambiente, por Paula Alexandra Lopes (Faculdade de Medicina Veterinária - FMV - Universidade de Lisboa; Centre for Interdisciplinary Research in Animal Health - CIISA).

Seminário do Departamento de Física de Ciências ULisboa, por João Lin Yun (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, FCUL).

Fotografia de árvores com cores outonais e bancos de jardim

Estudantes de pós-graduação em Matemática de CIÊNCIAS falam, de forma descontraída e informal, sobre o seu trabalho.

Seminário Doutoral II (Doutoramento em História e Filosofia das Ciências), por André Gonçalo Azevedo Pedro.

This workshop aims to explore crucial issues raised by contemporary computational models and methods in AI. The focus will be on fostering discussions about the epistemological, ontological, and formal considerations, as well as the societal implications of AI systems.

Título/data/local do evento e logótipos de Ciências ULisboa e do GAPsi

Palestra promovida pelo GAPSI - Gabinete de Apoio Psicológico de Ciências ULisboa.

Título/data/local do evento e três fotografias relacionadas com a permacultura

Permacultura? Não é uma pseudociência esotérica? Uma utopia sem fundamento científico? Para desmistificar estas e outras ideias, o permacultor certificado Tiago Silva (SmartLeap) guiar-te-á pelos caminhos desta prática multidisciplinar, fundada em sólidas bases empíricas.

Título/data/local do evento e logótipos da FCT, PRR e ULisboa

O programa incluirá uma mesa-redonda e a apresentação do Programa ERC-Portugal, enquanto instrumento de apoio à comunidade científica nos vários ciclos da participação nacional nos concursos do ERC.

Título do evento, logótipos da ULisboa/DGES e fotografia de peças de xadrez

Sentes-te perdido/a em relação ao teu futuro académico/profissional? Ainda não sabes qual a melhor área a seguir ou como definir a tua carreira? Este workshop é para ti!

Logótipos de Ciências ULisboa/GAPsi e calendarização das palestras

Uma conversa sobre ti, alguém amigo ou apenas acerca de ansiedade.

Título da iniciativa, logótipos das entidades envolvidas e fotografias de dois jovens

Voa alto com o teu talento no Talent Bootcamp em CIÊNCIAS.

Logótipo do concurso

As candidaturas à 21.ª edição decorrem até 06 de dezembro.

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