Gian Marco Toso

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polarityb.it

Laurea Magistrale in Ing. Informatica al Politecnico di Torino

Ingegnere del Software, Software Architect e Sviluppatore

🍔 Il Mio Stack 🍔

Docker

PHP/Laravel

"It was working on my machine!"

The monolith is here to stay

NodeJS/TypeScript

Seriously, it's awesome!

React + Redux

The Flux Capacitor!

Ethereum

• Infrastruttura di calcolo decentralizzata
• Completamente open source
• Esegue programmi chiamati smart contracts
• Sincronizzazione e salvataggio basato su blockchain

Blockchain

• Macchina a stati Peer to Peer
• Transizioni di stato rappresentate come transazioni
• Regole di consenso per validare le transazioni
• Transazioni inserite in blocchi concatenati
• Schema di incentivi basato sulla game theory

Bitcoin vs Ethereum

• Bitcoin è una macchina a stati distribuita
• Ogni transazione cambia lo stato, che rappresenta la proprietà dei coin
• Le transazioni sono inserite in blocchi, creati dai partecipanti alla rete secondo regole di consenso prestabilite.

Bitcoin vs Ethereum

• Ethereum è una macchina a stati distribuita
• Ogni transazione cambia lo stato, che rappresenta il contenuto di una memoria di archiviazione dati
• Le transazioni sono inserite in blocchi, creati dai partecipanti alla rete secondo regole di consenso prestabilite.

Data Storage

• Dati generici (dizionario chiave/valore)
• Programmi eseguibili (smart contracts)
• Ogni variazione dei dati salvati sulla blockchain è rappresentato attraverso transazioni
• Le transazioni sono inserite in blocchi concatenati e sequenziali

Smart Contract

• Programmi scritti in linguaggi di alto livello (Solidity)
• Compilati in codice eseguibile e pubblicati sulla blockchain
• Eseguiti all'interno della Ethereum Virtual Machine, presente su ogni nodo che partecipa alla rete.
• Turing Complete

Turing Completeness

• Non è matematicamente possibile determinare se un programma arbitrario, dati i suoi input, terminerà la sua esecuzione (halting problem)
• Un sistema di esecuzione distribuito turing complete come Ethereum può essere bloccato con un programma che non termina mai

Ether

• La moneta di scambio usata su Ethereum è l'Ether (ETH)
• L'unità più piccola di ETH è il Wei
• Il Gigawei (gwei) è rappresentato da 1 miliardo di Wei (10^9 wei)
• 1 ETH è rappresentato da 10^18 Wei

GAS

• Ogni operazione effettuata all'interno di uno Smart Contract ha un costo fisso in Gas.
• Il costo di esecuzione totale in Gas di uno Smart Contract è dato dalla somma delle operazioni da esso effettuate

GAS

Per chiamare uno contratto è necessario specificare

• Il costo (in Wei) che si vuole spendere per ciascuna unità di Gas
• La quantità massima di Gas che si è disposti ad utilizzare per la chiamata la contratto

GAS

• Al termine dell'esecuzione del contratto, il costo in eccesso viene restituito
• Se l'esecuzione del contratto fallisce, il Gas utilizzato è comunque consumato

dApps

• Una dApp è un'applicazione decentralizzata
• Una dApp è composta da almeno uno Smart Contract e un'interfaccia (web) che permette di interagire con il contratto

dApps

• L'interazione tra il browser e il contratto avviene attraverso librerie dedicate, come web3.js o ethers.js
• È necessario avere un Wallet per interagire con la rete Ethereum
• Il Wallet più usato è MetaMask (ma non è l'unico)

Wallet

• Un Wallet permette di disporre dei propri fondi (ETH o Tokens) su Ethereum
• I fondi non sono contenuti nel wallet
• Il wallet utilizza la chiave pubblica del nostro account per mostrarci i nostri ETH o Tokens
• Il wallet è in grado di utilizzare la chiave privata legata al nostro account per firmare le transazioni

Tokens

• Molte dApp emettono dei Token, ovvero delle unità di scambio dedicate a quella specifica dApp
• I Token funzionano secondo le regole specificate nel contratto, e possono solitamente essere scambiati da un account all'altro
• I tipi di token più comune sono i Token Fungibili (ERC20) e Non Fungibili (ERC721)

Le dApps oggi

• Decentralized Finance (DeFi)
• NFT Marketplaces
• Videogames

Le dApps domani

• Supply Chain e Anticontraffazione
• Organizzazioni Autonome

Anticontraffazione

• Pear Electronics produce lo smartphone xPhone
• Gli xPhone vengono assemblati nelle fabbriche di un loro fornitore in Asia
• Numerosi xPhone vengono rubati dopo la fase di imballaggio e rivenduti sul mercato nero

Esempio ispirato dal progetto vincitore della Blockathon 2018

Anticontraffazione

• Gli xPhone contraffatti transitano come quelli originali, a volte anche negli stessi container, su pallet differenti
• Le dogane e gli spedizionieri non hanno modo di distinguerli se non controllando individualmente i pallet uno ad uno

Esempio ispirato dal progetto vincitore della Blockathon 2018

Anticontraffazione

• La quantità di container che transitano è talmente alta che un controllo puntuale è impossibile.
• Come si può risolvere il problema grazie ad una dApp?

Esempio ispirato dal progetto vincitore della Blockathon 2018

Anticontraffazione

• Pear Electronics crea un NFT associato a ciascun telefono prodotto, contenente un digital twin
• Ad ogni passaggio, il trasportatore o la dogana ricevono gli NFT corrispondenti ai telefoni in transito
• In assenza di un NFT, il prodotto può considerarsi contraffatto

Esempio ispirato dal progetto vincitore della Blockathon 2018

Anticontraffazione

• Un digital twin non è falsificabile, in quanto firmato digitalmente dal produttore
• Gli NFT possono essere trasferiti da un passaggio all'altro attraverso una dApp integrata con il sistema di spedizione o gestione doganale

Esempio ispirato dal progetto vincitore della Blockathon 2018

DAO

• MyGoodFood è un sistema autonomo che permette di ordinare cibo e bevande da locali e ristoranti e riceverli a domicilio
• Gli attori che partecipano all'ordine sono il cliente, il ristorante ed il rider. Non sono presenti intermediari.

Esempio ispirato dall'intervista ad Andreas Antonopoulos The Future of Money

DAO

• Il ristorante si iscrive interagendo con una dApp, che gli permette di inserire le sue informazioni anagrafiche ed il suo menu
• Il cliente apre una dApp che gli mostra i ristoranti vicini alla sua posizione, ne seleziona uno ed effettua un ordine

Esempio ispirato dall'intervista ad Andreas Antonopoulos The Future of Money

DAO

• Il cliente assegna l'ordine ad un rider disponibile nei pressi del ristorante, che espone la sua tariffa
• Il cliente paga tramite dApp l'ordine e la consegna, inviando il denaro allo Smart Contract
• Il ristorante produce l'ordine e lo consegna al rider

Esempio ispirato dall'intervista ad Andreas Antonopoulos The Future of Money

DAO

• Il ristorante viene pagato dallo Smart Contract
• Il rider consegna l'ordine al cliente, il quale conferma la ricezione
• Il rider viene pagato dallo Smart Contract

Esempio ispirato dall'intervista ad Andreas Antonopoulos The Future of Money

Considerazioni

In un sistema centralizzato

• È presente un attore centrale che controlla per intero il sistema
• È necessario avere fiducia nell'attore centrale
• L'attore centrale può derimere controversie secondo il suo giudizio

Considerazioni

In un sistema decentralizzato

• Non sono presenti intermediari
• Si opera in un sistema trustless, completamente trasparente
• La risoluzione delle controversie non è possibile senza l'intervento di attori aggiuntivi e un sistema di incentivi

Sicurezza

Pubblicare una dApp espone a dei rischi:

• Una volta pubblicato, il codice è immutabile
• Servono strategie per migrare a nuove versioni della dApp, per risolvere bug o aggiungere feature
• Una vulnerabilità mette potenzialmente a rischio i fondi degli utenti della dApp

Sicurezza

Possedere un Wallet richiede molta attenzione:

• La chiave privata è l'unico modo per accedere ai fondi. Se si perde, i fondi non sono recuperabili, in nessun modo, da nessuno
• Se la chiave privata viene rubata, i fondi sono persi e non c'è modo di recuperarli

Sicurezza

NON BISOGNA MAI, PER NESSUN MOTIVO, SENZA NESSUNA ECCEZIONE, COMUNICARE A TERZI LA PROPRIA CHIAVE PRIVATA.

NON BISOGNA MAI INTERAGIRE CON NESSUN CONTRATTO SE NON SI È CERTI DI QUELLO CHE SI STA FACENDO.

Scalabilità

Le dApp, oggi, hanno problemi di scalabilità:

• Il costo del Gas è proporzionale al costo di ETH (molto alto)
• La piattaforma può processare un numero limitato di transazioni al secondo
• L'utilizzo di un Wallet è piuttosto complesso e presenta notevoli rischi per gli utenti finali

Scalabilità

• Per ridurre il costo del Gas e processare più transazioni, stanno venendo sviluppate piattaforme di secondo livello (L2 Platforms)
• Le piattaforme L2 implementano dei contratti bridge che permettono agli utenti di scambiare ETH con Token da utilizzare su una piattaforma esterna ad ETH

Scalabilità

Le piattaforme L2:

• possono essere o meno basate su Blockchain
• possono essere o meno decentralizzate
• possono implementare sistemi di onboarding di più semplice utilizzo

Il Futuro

• Ethereum è in continua evoluzione
• Nel 2022 sarà rilasciato Ethereum V2, che introdurrà numerose evoluzioni tra cui il passaggio ad un algoritmo di mining basato sul Proof of Stake

Il Futuro

• Stanno anche venendo sviluppate piattaforme alternative simili (come Cardano) o con filosofie differenti (come PolkaDot)

Il Futuro

• La tecnologia è ancora acerba, ma sta maturando in fretta e sta venendo esplorata e in taluni casi utilizzata da numerosi attori in diversi settori dell'industria