Strumenti per il deploy e l'esecuzione di Smart Contract sulla Blockchain Ethereum. Interazione fra Blockchain e Intelligenza Artificiale a livello strutturale e applicativo.

1. ETHEREUM: THE WORLD
COMPUTER
ING. GIOACCHINO VAIANA
presented by :

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ONE BLOCKCHAIN FOR APPLICATION
TRADING
Bancor
Omise
PAYMENTS
Bitcoin
Ripple
Litecoin
SOCIAL
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REPUTATION
Monetha
Bloom
Bitconnect
TICKETING
Ticket Chain
Guts
IOT
Iota
Foam
Flixxo
Kin

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ONE BLOCKCHAIN FOR APPLICATION
4
TRADING
SOCIAL
TICKETING
PAYMENTS
IOT
REPUTATION

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BASED ON BLOCKCHAIN TECHNOLOGY
ETHEREUM: THE WORLD COMPUTER
Grazie alla tecnologia blockchain realizza un
sistema distribuito su scala mondiale
È un sistema permissionless: Chiunque può
connettersi alla rete e mettere a disposizione le
proprie risorse
Le applicazioni realizzate per la rete Ethereum
(DApp) hanno la caratteristica di essere
inarrestabili.

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ETHEREUM NETWORK
Ethereum Virtual Machine (EVM)
Per mettere su un nodo della rete è sufficiente avviare un
EVM e fornire l’indirizzo della rete a cui connettersi
Tipologie di nodi
• Full nodes • Light clients • Miners
Tipologie di rete
• Pubblica • Consorzio • Privata
Reti di test
• Ropsten • Rinkeby • Rete privata
Client Ethereum (web3 API)
Ethereum Network
Wallet App layer
User interaction
Data
Code

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WALLET
Gestione degli indirizzi Ethereum
Genera gli indirizzi partendo da una coppia di chiavi
pubblica/privata
Conserva le chiavi
Traccia l’ammontare dei fondi che afferiscono ad un account
Client Ethereum (web3 API)
Ethereum Network
Wallet App layer
User interaction
Data
Code

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CLIENT ETHEREUM (WEB3 API)
Web3 API: interfaccia di accesso
Insieme di librerie che consentono di interagire con un nodo
locale o remoto.
Utilizzo di uno Smart Contract
Per potere invocare uno SC ed utilizzarne le funzionalità è
necessario settare nelle web3 API l’indirizzo e l’ABI dello
SC
Client Ethereum (web3 API)
Ethereum Network
Wallet App layer
User interaction
Data
Code
Client Ethereum
Applicativo che attraverso uno o più nodi della rete fornisce
un punto di accesso alla rete stessa sfruttando le web3 API.

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USER INTERACTION
Interazione tramite web3 API e wallet
Per potere interagire con la rete un utente deve
necessariamente utilizzare un proprio wallet.
Le transazioni di Ether possono essere performate
direttamente dal wallet
Per utilizzare le funzionalità messe a disposizione dagli SC è
necessario realizzare un opportuna App.
Le App utilizzano le librerie web3API per interagire con le
App e il wallet per ricevere le interazioni dell’utente
Client Ethereum (web3 API)
Ethereum Network
Wallet
App layer
User interaction
Data
Code

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DECENTRALIZED APPLICATION (DAPPS)
Cuore del progetto Ethereum
Applicazioni decentralizzate che vengono eseguite su diverse
macchine della rete rendendone l’esecuzione inarrestabile.
Client Ethereum (web3 API)
Ethereum Network
Wallet App layer
User interaction
Data
Code
Affidabilità
Non esiste un single point of failure, se alcune macchine
cadono l’applicazione continua ad essere eseguita
Sicurezza
Vengono utilizzate tecniche crittografiche per mettere in
sicurezza il codice e i dati in modo che nessuno possa alterarli
Trasparenza
Ogni attore della rete può verificare la correttezza delle
procedure delle DApps

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La compilazione trasforma il codice in
bytecode, eseguibile sulle EVM
COMPILE
Avviene utilizzando l’indirizzo dello SC
assegnatogli in fase di deploy
INTERACT
Il bytecode viene distribuito a
tutti i nodi della rete
DEPLOY
È necessario utilizzare la funzione
“selfdestruct” opportunamente configurata.
REMOVE
SMART CONTRACT LIFECYCLE

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PAY FOR COMPUTATION
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Le fee sulle transazioni sono calcolate in gas. Il
gas è un asset virtuale della rete Ethereum che
non può essere comprato, venduto o conservato
GAS
L’esecuzione di ogni comando ha un costo, più è
complesso il calcolo computazionale più alto è il costo.
ESTIMATION
Per accelerare l’inserimento della transazione
all’interno di un blocco è possibile dare più gas
VELOCITÀ

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DEVELOPMENT ENVIRONMENT
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Local toolsOnline tools
Permettono di sviluppare DApp senza nessuna
installazione.
Forniscono un ambiente di sviluppo con funzioni
avanzate
Metamask
Remix
Truffle
Visual Studio Code
Ganache

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METAMASK
Client Ethereum
Permette di interfacciarsi a qualsiasi rete di tipo Ethereum
tramite l’indirizzo della rete stessa.
Inietta direttamente nel browser l’interfaccia web3
direttamente utilizzabile dalle app javascript.
È sia un Client che un Wallet ethereum implementato
come plugin per il browser
Wallet Ethereum
Genera indirizzi Ethereum e tiene memoria dello stato di
ogni singolo indirizzo.
Le transazioni di Ether possono essere performate
direttamente dal wallet

15. REMIX
AMBIENTE DI SVILUPPO ONLINE
IDE COMPILER DEBUG INTERACT

16. www.olomedia.it 16
DEPLOY
SMART CONTRACT
COMPILE
SMART CONTRACT
DEBUG
SMART CONTRACT
MAKE
AUTOMATIC TEST

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GANACHE
Test environment
Simula la rete Ethereum sulla macchina di sviluppo mediante un
singolo processo
Implementa le stesse web3 API dei client Ethereum
Emula una rete con account multipli ed ether fake
Permette di resecare lo stato della rete

18. www.olomedia.it
SMART CONTRACT SECURITY PROBLEM
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Non sono ancora stati definiti gli standard in materia di sicurezza
degli Smart Contract
Le vulnerabilità nascoste rilevate nei contratti intelligenti nuovi
o esistenti possono portare a risultati indesiderati anche gravi.
Nel 2017, l’acking del wallet Parity ha causato la perdita di
circa 180 milioni di dollari.
Nel 2016 un bug in una DAO ha permesso ad un hacker di
sottrarre 50 milioni di dollari dal suo Smart Contract.

19. www.olomedia.it
SMART CONTRACT TESTING
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FORMAL VERIFICATION
SEARCH BASED
SOFTWARE ENGINEERING
(SBSE)
SOFTWARE TESTING BEST PRACTICE
Utilizzo di algoritmi matematici per assicurare la
correttezza nell’esecuzione e nelle computazioni
di sistema.
Converte il problema di ingegneria del software
in un problema di ricerca computazionale
risolvibile tramite un algoritmo di metaheuristica.
Solitamente applicato a tutte le fasi del processo
di sviluppo software.

20. www.olomedia.it
BYZANTINE GENERAL PROBLEM
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BLOCKCHAIN CONSENSUS PROTOCOL
• PoW: Proof-of-Work
• PoS: Proof-of-Stake
• DPos: Delegate Proof-of-Stake
• PoA: Proof-of-Authority

21. www.olomedia.it
CONSENSUS AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE
21
PROOF OF INTELLIGENCE
• I nodi devono addestrare una rete neurale predefinita in
modo da produrre risultati simili a risultati proposti (ad
esempio, l'hash del blocco corrente dato come input gli
hash dei blocchi precedenti).
• I parametri dell'addestramento della rete neurale
serviranno come prova dell'avvenuta computazione.
• La verifica viene fatta inserendo parametri trovati e
confermando il risultato

22. www.olomedia.it
ARTIFICIAL INTELLIGENCE & DATA VALIDATION
22
DECENTRALIZZAZIONE
DELL’INTELLIGENZA ARTIFICIALE

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BLOCKCHAIN & ARTIFICIAL INTELLIGENCE
23
La blockchain rappresenterà per l’intelligenza artificiale ciò che il
linguaggio scritto è stato per il cervello dell’uomo e per la sua costante
evoluzione. (Orlovsky Maxim)

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
24
ING. GIOACCHINO VAIANA
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