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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
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Uma atividade coordenada por Vítor Lapa Fernandes (aluno de CIÊNCIAS), promotor do projeto vencedor do concurso de bolsas para jovens artistas, ativistas e criadores desenvolvido pelo Festival Política e pelo Instituto Português do Desporto e Juventude.

Projeto de Tese (Doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução), por Fátima Inácio.

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A 29 de abril assinalamos o 114.º aniversário de CIÊNCIAS.

Junte-se a nós no Grande Auditório de CIÊNCIAS para uma tarde de celebração que reúne toda a comunidade da Faculdade.

Seminário de Lógica Matemática, por Charles Morgan (UFBA).

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Na ocasião, será ainda inaugurada a exposição “Meu matalote e amigo Luís de Camões” que explora a figura do poeta através de um diálogo entre arte, literatura e património histórico. A cerimónia contará ainda com uma programação paralela que será divulgada em detalhe oportunamente.

Pormenor de pintura representativa da cidade de Aden

O curso, com Jorge Flores (CIUHCT), oferece uma visão da história da Ásia a partir de cidades portuárias cruciais nas relações com o Ocidente.

O Tec Labs lançou a marca MindTec com o objetivo de promover um processo participativo de rebranding interno, assente na escuta ativa da sua comunidade. Esta sessão marca o arranque oficial do projeto e será um momento-chave para apresentar os seus objetivos, envolver a comunidade e começar a recolher perceções, expectativas e desafios relacionados com a comunicação no ecossistema.

Fotografia de fábrica a emitir poluição para a atmosfera

The course aims at enabling the participants to use different methods to measure the impacts of pollutants on ecosystems.

Logótipo C-Academy

O curso oferece uma base sólida sobre os fundamentos e práticas essenciais para proteger sistemas e dados num mundo cada vez mais digital - candidaturas até 13 de abril.

Curso destinado a todos que necessitem de realizar análise de dados com recurso ao R.

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Banner Dia Aberto de CIÊNCIAS 2025.

Bem-vindos a Ciências ULisboa!

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.

Fotografia de Chapim-azul

The goal of this course is to provide the participants with the most recent and practical knowledge on the use of Functional Diversity.

O encontro tem como objetivo divulgar e promover os resultados da investigação produzidos nos dois pólos do Centro de Química Estrutural (CIÊNCIAS e IST), estimulando a criatividade, o trabalho interdisciplinar e o espírito científico.

Mão a segurar em globo de vidro

Curso acreditado pelo CCPFC para efeitos de progressão na carreira dos professores na dimensão cientifico-pedagógica dos grupos 230, 420, 510, 520 e 560, com candidaturas até 30 de abril.

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Logótipo Moodle

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Inscrições até 16 de maio! Junta-te a esta revolução energética e faz a diferença!

Químico a escrever fórmulas num quadro

Curso acreditado para efeitos de progressão na carreira dos professores do Ensino Básico e Secundário do Grupo 510 (CCPFC/ACC-118288/22), com candidaturas até 18 de maio.

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This course aims at providing students with basic knowledge of R programming, allowing them to manipulate and visualize data with R.

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