Blockchain e smart contract (Lorenzo Piatti, feb.2021)

LORENZO PIATTI
GIURISTA
CULTORE DELLA MATERIA IN UNIMI
CONSULENTE IN INFOCERT
ENTUSIASTA DI BLOCKCHAIN & IOT

SMART CONTRACT B
C
NORMATIVA
BITCOIN E DLT A
AGENDA
GDPR D
ETHEREUM
E
CODING

D
ETHEREUM
E
CODING
A BITCOIN E DLT
Questa parte analizza molto brevemente cos’è Bitcoin e
perché è una tecnologia rilevante per comprendere
appieno il funzionamento e il potenziale della Blockchain o
– più in generale – delle Decentralized Ledger
Technologies (da qui in avanti DLT).
In primo luogo si cerca di mettere a fuoco gli aspetti che
stanno alla base della rivoluzione filosofica e tecnologica di
Bitcoin: sovranità monetaria, decentralizzazione e Web3.
L’analisi si focalizza successivamente sull’aspetto più
rilevante per la discussione sugli smart contract: il wallet.
SMART CONTRACT B
C
NORMATIVA

D
ETHEREUM
E
CODING
C
BITCOIN E DLT A
Cos’è uno smart contract? Questa sezione cerca di
rispondere a questa domanda, sia dal punto di vista
tecnologico sia da quello giuridico.
Questa sezione affronta anche brevemente l’evoluzione
del contratto informatico per arrivare a descrivere il
funzionamento e l’essenza – anche giuridica – degli smart
contracts.
Questa sezione è fortemente legata alla precedente: la
principale differenza tra gli smart contract e il contratto
informatico risiede nel fatto che il primo si appoggia a un
sistema decentralizzato per il proprio funzionamento.
B SMART CONTRACT
NORMATIVA

D
ETHEREUM
E
CODING
SMART CONTRACT B
A
In questa sezione analizziamo i pochi frammenti normativi
che il legislatore nazionale prevede in tema di smart
contract e DLT.
Seppur incompleto, l’apporto del legislatore nazionale è
essenziale per comprendere quali siano le intenzioni –
anche strategiche – del nostro Paese sulle nuove
tecnologie.
Il quadro normativo è importante per comprendere come
le prime due sezioni possano validamente calarsi nel
contesto giuridico nazionale.
C NORMATIVA
BITCOIN E DLT

C
NORMATIVA
E
CODING
SMART CONTRACT B
A
In questa sezione cominciamo a spostarci verso la parte
pratica dell’agenda: cominciamo a conoscere la
piattaforma che permette il funzionamento degli smart
contracts, Ethereum.
La parte di coding presuppone conoscere la piattaforma su
cui andremo a operare, le sue logiche, nonché la sua
semantica.
Ethereum non è l’unica Blockchain che permette di
scrivere e interagire con gli smart contract, ma risulta
essere la più utilizzata e malleabile: grazie alle sue funzioni
di test, in questa parte cominciamo a vedere qualche
esempio pratico di transazione e rapporto tra wallets.
BITCOIN E DLT
D ETHEREUM

C
NORMATIVA
D
ETHEREUM
SMART CONTRACT B
A
Cosa facciamo: proviamo il funzionamento di alcuni smart
contract contracts sfruttando la IDE remix, un tool che ci
permette di scrivere, compilare e deployare i nostri smart
contracts. Scriveremo e proveremo a interagire con due
diverse tipologie di smart contract. Impariamo ad usare
Solidity, senza entrare nel dettaglio di ogni aspetto di
questo linguaggio.
Cosa NON facciamo: remix ci permette di fare pratica in un
ambiente di test, replicando – con ETH fittizi – il
funzionamento di Ethereum. Non affronteremo aspetti
legati alla sicurezza o alla pulizia del codice: argomenti
fondamentali un programmatore, ma non essenziali per
toccare con mano il funzionamento di uno smart contract.
E CODING
BITCOIN E DLT

ISTITUZIONALE DECENTRALIZZATA
LOCALE

UNA PRIMA DEFINIZIONE
Protocollo aperto, interoperabile, non controllato
da un soggetto centrale (decentralizzato), le cui
componenti tecnologiche sono già presenti in modo
non articolato in ambito accademico negli anni 80-
90. I concetti principali sono transazioni, nodi e
rete.

VALIDAZIONE
Permissioned Permissionless
ACCESSO
Pubblic
Private

BITCOIN BLOCKCHAIN
Open source
Permissionless e public
Pseudonima e
trasparente
Abilita la scarsità
digitale
Disintermediata
grazie al consenso
decentralizzato
(Immutabile)
Globale

Wallet
BITCOIN WALLET
Il portafoglio (o wallet) è lo strumento tecnologico che permette
ai partecipanti della rete di scambiare bitcoin, o - in generale -
una criptomoneta, altro tipo di valore o informazione.
online mobile desktop hardware
paper

1980-2001
strumentale
EVOLUZIONE DEL CONTRATTO INFORMATICO
telematica autómata
2002-2019 2020-…

STRUMENTALE
Il computer è una tecnologia di
supporto: chi lo utilizza si limita a
redigere i contratti su applicativi di
video-scrittura per poi stamparli.
novità
stampa carta
parti
Questa fase segna il passaggio dalla
meccanica all’elettronica: aziende e
professionisti approcciano al computer
come un mero assistente operativo.
Il mezzo utilizzato per concludere i
contratti è la carta: il supporto è
ancora un aspetto centrale delle
trattative.
Le parti non hanno modo di
concludere contratti a distanza: le reti
e la comunicazione sono appannaggio
di applicazioni industriali e finanziarie.

TELEMATICA
Il legislatore (italiano prima ed europeo
dopo) permettono la digitalizzazione
dei rapporti contrattuali con strumenti
come PEC e Firma Digitale.
invio
firma online
PCT
Le comunicazione sono per la maggior
parte dematerializzate: il mercato
finanziario prima e quello giuridico poi
sviluppano strumenti sicuri di invio
documentazione digitale.
Le parti si incontrano, dialogano,
negoziano e concludono i contratti
online: l’esecuzione delle obbligazioni
è spesso ancora offline.
Le procedure vengono digitalizzate: per
primo il Processo Civile Telematico
(PCT) a seguire quello amministrativo e
quello penale.

Nick Szabo è il tecnico-giurista che –
nel 1998 – ha teorizzato l’esecuzione
automatica dei rapporti obbligatori tra
le parti.
AUTÓMATA
ERC-20
Szabo
?
cos’è?
Ethereum Request for Comment n. 20
è il primo standard di smart contract su
cui si sono sviluppi i concetti di
tokenizzazione e automazione
contrattuale diffusa.
Uno smart contract è un insieme di
istruzioni informatiche, la cui
esecuzione dipende dall’avverarsi di
determinate condizioni.
Quando uno smart contract soddisfa i
requisiti di cui all’art. 1321 c.c. (o altra
normativa di riferimento), si parla di
smart legal contract.
1321c.c.

usage vs work tokens
valore
unità minima di diritto
smart contract
ICO

Reintroduce il concetto di terza parte fidata: lo smart contract si relaziona
con un’entità esterna di cui si fida nel rispetto di determinate logiche
Oracoli decentralizzati?
Persona fisica, persona giuridica o oggetto
Fonte di informazioni che servono allo smart-contract per funzionare
ORACOLO

LEGGE DI CONVERSIONE DEL D.L. N. 135/2018
definizione valore giuridico linee guida
(11 febbraio 2019)

DEFINIZIONE SMART CONTRACT
2. Si definisce "smart contract" un programma
per elaboratore che opera su tecnologie basate
su registri distribuiti e la cui esecuzione
vincola automaticamente due o più parti sulla
base di effetti predefiniti dalle stesse.
Gli smart contract soddisfano il requisito
della forma scritta previa identificazione
informatica delle parti interessate, attraverso
un processo avente i requisiti fissati
dall'Agenzia per l'Italia digitale con linee
guida da adottare entro novanta giorni dalla
data di entrata in vigore della legge di
conversione del presente decreto.

TOO LONG: DIDN’T READ
- Bitcoin whitepaper: reso pubblico nel 2008, da Satoshi
Nakatomoto, un personaggio misterioso che l’anno
successivo trasmette la prima transazione.
- Da allora, Bitcoin è stato dichiarato morto 389 volte,
diventando la prima e più longeva criptomoneta e
aumentandone incredibilmente il valore.
- Bitcoin è un’applicazione che poggia su un registro
decentralizzato: la Blockchain, un particolare tipo di DLT.
- Nel contesto delle DLT sono nati gli smart contract: un
particolare tipo di software che può assumere rilevanza
legale (in questo caso si parla di smart legal contract).
- Lo smart legal contract è il picco dell’evoluzione del
contratto informatico e formalizza la fase autómata, che
segue quella telematica e quella strumentale.
- Il legislatore italiano regola in parte la materia degli
smart contract: il meglio deve ancora venire.
- Perché dovrebbe interessarmi?

ETHEREUM BLOCKCHAIN
Abilita le dApp e
DAO
EVM & fees
Ether
Token e ICO
Solidity
Simile alla Bitcoin
Blockchain
Smart
contracts

Ethereum Virtual Machine (EVM): un computer
virtuale globale, il cui stato è registrato da
ogni nodo che compone la Blockchain di
Ethereum.
Transaction: una transazione è una richiesta
inviata da un account verso la EVM per compiere
del lavoro computazionale. Una volta che la
transazione è verificata, validata e eseguita
dalla rete, questa modifica lo stato della EVM.
Ethereum, quindi, è semplicemente un database
decentralizzato su una determinata rete che
registra le transazioni che alterano il suo
stato.
DEFINIZIONE

Wallet
Questi concetti sono comuni a diverse soluzioni DLT, ma nella
Blockchain Ethereum hanno un ruolo fondamentale ed è
importante definirne correttamente il perimetro.
nodo smart contract
account
transazione gas
SEI CONCETTI CHIAVE
rete

Un Account Ethereum è un oggetto informatico
con un saldo in Ether (ETH) che può fare
transazioni sulla Rete Ethereum. Un Account
può:
- Ricevere ETH.
- Trattenere ETH.
- Inviare ETH.
- Interagire con uno smart contract.
Un Account si differenzia dal Wallet perché
quest’ultimo è lo strumento che permette
all’utente di interagire con il proprio
Account.
ACCOUNT 1/2

Ci sono due diversi tipi di account:
a) Account Esterno (externally-owned account),
la cui creazione è gratuita. Le transazioni
tra Account Esterni possono essere solo
transazioni di ETH.
b) Account Contratto (contract account), la cui
creazione ha un costo, in considerazione del
fatto che viene utilizzato dello spazio
nella EVM. Questo account può compiere
transazioni solo se a sua volta ha ricevuto
una transazione: questa operazione può
generare diverse conseguenze, come la
creazione di token, di un altro Account
Contratto o qualsiasi cosa sia prevista
dalle istruzioni che contiene.
ACCOUNT 2/2

Insieme di hardware e software (c.d. client)
che ha lo scopo di verificare i blocchi e i
dati delle transazioni, nonché di firmare le
transazioni.
Esistono tre diversi tipi di nodi:
a) Full node: partecipa alla validazione dei
blocchi, verifica tutti i blocchi e gli
stati, nonché archivia l’intera Blockchain.
b) Light node: archivia la catena degli headers
e può verificare la validità dei dati
rispetto a quanto contenuto nei block
headers (identificativo del blocco).
c) Archive: archivia tutti gli stati di un full
node.
NODO

Quando un account (c.d. «esterno») intende
modificare lo stato della EVM, emette e firma
crittograficamente un’istruzione, più o meno
complessa. L’account non parla direttamente con
la rete: ha bisogno di un nodo che trasmetta la
sua richiesta.
La transazione, oltre ad essere trasmessa deve:
- Essere minata all’interno di un blocco, e
- Contenere una gas fee.
TRANSAZIONE 1/2

La transazione ha i seguenti requisiti:
1) recipient: l'indirizzo del destinatario,
qualora si tratti di un account esterno
(externally-owned account) la transazione
trasferirà il valore della transazione. Se
si tratta di un account contratto (contract
account), la transazione eseguirà il codice
del contratto.
2) signature: l'identificativo del mittente.
Questo viene generato quando la chiave
privata del mittente firma la transazione e
conferma che il mittente ha autorizzato la
transazione.
3) value: importo di ETH da trasferire dal
mittente al destinatario.
4) data: campo opzionale per includere dati.
5) gasLimit: a quantità massima di unità di gas
che può essere consumata dalla transazione.
6) gasPrice: prezzo per unità di gas.
TRANSAZIONE 2/2

CICLO VITA DELLA TRANSAZIONE
INVIO DELLA
TRANSAZIONE
1

INVIO DELLA
TRANSAZIONE
TRASMISSIONE E
POOL
1 2

INVIO DELLA
TRANSAZIONE
TRASMISSIONE E
POOL
VERIFICA DELLA
TRANSAZIONE
1 2 3

INVIO DELLA
TRANSAZIONE
TRASMISSIONE E
POOL
VERIFICA DELLA
TRANSAZIONE
INSERIMENTO IN UN
BLOCCO
1 2 3 4

INVIO DELLA
TRANSAZIONE
TRASMISSIONE E
POOL
VERIFICA DELLA
TRANSAZIONE
INSERIMENTO IN UN
BLOCCO
FASE DI CONFERMA
1 2 3 4 5

Unità che misura lo sforzo computazionale
richiesto per le operazioni all’interno della
EVM e retribuisce i miners. Ogni transazione
richiede risorse computazionali, quindi ogni
transazione richiede un certo ammontare di gas.
Il gas abilita la scarsità su Ethereum e
permette di evitare inefficienze, come spam,
codice eccessivamente dispendioso oppure cicli
malevoli.
il gas ha un prezzo (gas price) espresso in
Gwei e valutato in base ad un’unità minima: per
ciascuna transazione viene calcolata la
relativa gas fee e un gas limit.
GAS

L’insieme dei nodi che compone l’ecosistema
Ethereum crea diverse reti su cui è possibile
scambiare transazioni.
Queste reti sono pubbliche e si differenziano
per nome e caratteristiche:
a) Mainnet: rete Ethereum «di produzione». Su
questa rete ci sono veri.
b) Testnets: Ropsten, Kovan, Görli e Rinkeby.
reti «di collaudo» che permettono di provare
il funzionamento della EVM, ciascuna con
logiche di consenso differenti. Su queste
reti ci sono soldi finti.
Gli ETH per le Testnets vengono generati da
apposite «Faucets».
RETE

Un programma eseguito sulla Blockchain di
Ethereum. Uno smart contract è composto di:
1) codice: le istruzioni per il suo
funzionamento, e
2) dati: lo stato del contratto stesso.
Ciascuno smart contract ha un suo specifico
indirizzo, il c.d. «contract account»: ha,
quindi, anche un saldo in ETH.
SMART CONTRACT

contratto
esecuzione immediata
disintermediazione
transazione
registro

SCRITTURA IN
LINGUAGGIO
CICLO VITA DELLO SMART CONTRACT
1

SCRITTURA IN
LINGUAGGIO
COMPILAZIONE
(BYTECODE E ABI)
1 2

SCRITTURA IN
LINGUAGGIO
COMPILAZIONE
(BYTECODE E ABI)
DEPLOY
1 2 3

SCRITTURA IN
LINGUAGGIO
COMPILAZIONE
(BYTECODE E ABI)
DEPLOY
UTILIZZO
1 2 3 4

SCRITTURA IN
LINGUAGGIO
COMPILAZIONE
(BYTECODE E ABI)
DEPLOY
UTILIZZO
DISTRUZIONE
1 2 3 4 5

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
//definisce la versione di solidity utilizzata
pragma solidity ^0.7.0;
// contenuto del contratto "HelloWorld"
contract HelloWorld {
string variabile;
// costrutto, un particolare tipo di funzione, che definisce un valore di default per la variabile "variabile"
constructor() {
variabile = "legalCoders";
}
// funzione che permette di leggere il valore della variabile "variabile"
function get() public view returns(string memory) {
return variabile;
}
//funzione che permette di definire un valore per la variabile "variabile"
function set(string memory _variabileCheVaria) public {
variabile = _variabileCheVaria;
}
}
TESTO PRIMO CONTRATTO

La EVM ha tre luoghi dove archiviare i dati,
ciascuno con differenti funzioni e limiti.
Storage (costoso): sulla Blockchain, per il
tempo in cui la stessa è accessibile. Ogni
contratto ha un proprio storage, dove salvare
gli elementi necessari al suo funzionamento.
Paragonabile al concetto di hard disk in un
computer.
Memory (meno costoso): nel contratto stesso,
per il tempo della sua durata. Viene assegnato
a un contratto ogni volta che invia una
transazione, paragonabile al concetto di RAM in
un computer.
Stack: dove avvengono i calcoli computazionali.
MEMORIZZAZIONE DI CONTENUTO

Solidity ammette tre diversi tipologie di
variabile (da non confondere con il tipo, c.d.
«type»).
Local: variabili il cui valore è presente solo
finché viene eseguita la funzione.
State: variabili il cui valore è presente nello
«storage» del contratto.
Global: variabili che prescindono dalla singola
funzione o contratto, e restituiscono
informazioni rispetto alle transazioni o alla
Blockchain.
ATTENZIONE quando scegliamo il nome di una
variabile: case sensitive, global e numeri non
sono ammessi come valori iniziali.
VARIABILE

Codice eseguibile contenuto nel contratto. Le
funzioni accettano Parametri e ritornano
Variabili.
La sintassi base di una funzione è la seguente:
function nomeDellaFunzione(listaDeiParametri)
visibilità pagabilità {
contenuto;
}
FUNZIONE

VISIBILITÀ DI UNA FUNZIONE
public
possono essere chiamate sia
internamente da altre funzioni
sia esternamente da altre
transazioni.
private
possono essere chiamate solo
all’interno del contratto in
cui sono presenti.
internal
visibili solo all’interno e
non all’esterno del contratto.
Queste funzioni non eseguono
una chiamata alla EVM.
external
visibili solo all’esterno e
non all’interno del contratto.
Queste funzioni eseguono una
chiamata alla EVM.

Una funzione può avere diversi comportamenti:
tra gli altri si distinguono le funzione pure
da quelle view.
Una funzione view può essere usata per leggere
un determinato stato del contratto ma non può
in alcun modo modificarlo.
Una funzione pure non può essere usata né per
leggere né per modificare uno stato del
contratto.
COMPORTAMENTO DI UNA FUNZIONE

Il costrutto (o costruttore) è una speciale
categoria di Funzione che viene definito con la
sintassi seguente:
constructor() visibilità {
contenuto;
}
La particolarità di questa funzione è che viene
eseguita al momento della creazione/deploy del
contratto: è, quindi, particolarmente utile per
eseguire il codice che sia necessario al buon
funzionamento dello stesso.
COSTRUTTO

TESTO SECONDO CONTRATTO
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.7.0;
contract Macchinetta {
// PREMESSE
// dichiariamo due variabili (state) del contratto:
// 1) carofiglio, che rappresenta un determinato address
// 2) saldoLibri che tiene conto dei libri disponibili nella macchinetta
address payable public carofiglio;
mapping (address => uint) public saldoLibri;
// INSTALLAZIONE
// quando il contratto Macchinetta è deployato, compie le seguenti operazioni:
// 1) imposta l'address del proprietario: chi ha deployato il contratto ne diventa proprietario
// 2) definisce un numero di libri per iniziare l'attività
constructor() {
carofiglio = msg.sender;
saldoLibri[address(this)] = 170;
}
// ACQUISTO
// una funzione che permette a chiunque di acquistare dei libri
function acquistare(uint ammontare) public payable {
require(msg.value == ammontare * 1 ether, "Necessario inserire 1 ETH per ciascuno libro acquistato!"); // prezzo
require(saldoLibri[address(this)] >= ammontare, "Non ci sono abbastanza libri per completare l'acquisto."); // giacenza di libri
saldoLibri[msg.sender] += ammontare; // aumenta il numero di libri nell'account utente
saldoLibri[address(this)] -= ammontare; // riduce il numero di libri nell'account contratto della Macchinetta
}
// RIFORNIMENTO
// peremette a Carofiglio di aumentare il numero di libri disponibili
function rifornire(uint quantitativo) public {
require(msg.sender == carofiglio, unicode"Solo il proprietario è autorizzato a rifornire la macchinetta.");
saldoLibri[address(this)] += quantitativo; }
}

La variabile di type address è particolarmente
importante perché permette di archiviare un
valore di 20 bytes, pari alla grandezza di un
account Ethereum.
Un address per essere abilitato alla ricezione
di ETH deve essere essere payable.
Il ruolo degli address è fondamentale nel
contesto Ethereum, trattandosi del riferimento
agli account che eseguono una determinate
transazione o interazione sul ledger.
ADDRESS

Mapping è un type che permette di associare
determinati valori ad una parola chiave, la
sintassi relativa, infatti, è:
mapping_(_KeyType => _ValueType)
Un mapping memorizza i dati in modalità
storage.
MAPPING

msg.sender è una variabile global che
restituisce l’indirizzo dell’indirizzo che
effettua una determinate azione.
Al momento del deploy del contratto, il
msg.sender è l’indirizzo che ha effettuato il
deploy.
msg.value è una variabile global che
restituisce il valore (in wei!) inviati in un
determinate messaggio.
msg.sender & msg.value

È una convenience function, che può essere
utilizzata per verificare una condizione
restituire un messaggio se la condizione non è
soddisfatta.
La funzione require permette di garantire la
presenza di condizioni valide rilevabili solo
al momento dell’esecuzione del contratto.
REQUIRE

Assignment oeprators, ad esempio: += oppure -=.
Questi operatori permettono di incrementare o
diminuire di un dato valore ciascun operand. Ad
esempio X += Y aggiunge il valore X al valore
Y.
Comparison operators, ad esempio: >= oppure <=.
Questi operatori permettono di verificare che
due determinati valori abbiano un certo
rapporto predefinito. Ad esempio X >= Y: X è
maggiore o uguale a Y.
OPERATORS

Quando una funzione o un address devono essere
in grado ricevere una somma ETH, è necessario
dichiararli payable.
il compiler che incontri delle istruzioni tali
per cui una determina funzione o un address
ricevono una somma di ETH senza che vi sia la
suddetta dichiarazione, impedirà di compilare
il contratto.
PAYABLE

TOO LONG: DIDN’T READ
- Ethereum è una Blockchain che molto simile a quella di
Bitcoin.
- Oltre a semplici transazioni, Ethereum – attraverso la
EVM – permette di abilitare l’utilizzo di smart contract e
applicazioni decentralizzate, attraverso l’uso di token e
linguaggi di programmazione specifici.
- La EVM funziona grazie ai full nodes che ne
garantiscono la sicurezza e la resilienza, questi vengono
remunerati da una gas fee, pagata dagli account esterni
che intendono fare una transazione.
- Gli smart contract sono account contratto che hanno
caratteristiche molto simili a quelle di una macchinetta
de caffè.
- Esistono diversi linguaggi per scrivere gli smart contract,
quello più utilizzato è Solidity, che deriva parte del suo
funzionamento e della sua sintassi da Javascript.
- Il giurista ha un ruolo fondamentale in questo contesto:
capire il funzionamento delle transazioni e l’interazione
degli address permette di comprendere il corretto
approccio normativo.

Blockchain e smart contract (Lorenzo Piatti, feb.2021)

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