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Publicação
Smart-contract Blockchain with Secure Hardware
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.04 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
In recent years, blockchains have grown in popularity and the main reason for this
growth is the set of properties that they provide, such as user privacy and a public record
of transactions. This popularity is verifiable by the number of cryptocurrencies currently
available and by the current market value of Bitcoin currency. Since its introduction,
blockchain has evolved and another concept closely linked with it is smart-contract, which
allows for more complex operations over the blockchain than simple transactions.
Nevertheless, blockchain technologies have significant problems that prevent it to be
adopted as a mainstream solution, or at least as an alternative to centralized solutions
such as banking systems. The main one is its inefficiency, which is due to the need of a
consensus algorithm that provides total order of transactions. Traditional systems easily
solve this by having a single central entity that orders transactions, which can’t be done
in decentralized systems. Thus, blockchain’s efficiency and scalability suffer from the
need of time-costly consensus algorithms, which means that they can’t currently compete
with centralized systems that provide a much greater amount of transactional processing
power.
However, with the emergence of novel processor architectures, secure hardware and
trusted computing technologies (e.g. Intel SGX and ARM TrustZone), it became possible
to investigate new ways of improving the inefficiency issues of blockchain systems, by
designing better and improved blockchains.
With all this in mind, this dissertation aims to build an efficient blockchain system
that leverages trusted technologies, namely the Intel SGX. Also, a previous thesis will
serve as a starting point, since it already implements a secure wallet system, that allows
authenticated transactions between users, through the Intel SGX. As such, this wallet
system will be extended to provide traceability of its transactions through a blockchain.
This blockchain will use Intel SGX to provide an efficient causal consistency mechanism
for ordering transactions. After this, the following step will be to support the execution
of smart-contracts, besides regular transactions.
Nos últimos anos, as blockchains tornaram-se bastante populares e o motivo é o conjunto de propriedades que fornecem, como a privacidade dos utilizadores e um registo público de transações. Essa popularidade é verificável pelo número de criptomoedas existentes e pelo atual valor de mercado da moeda Bitcoin. Desde a sua introdução, o conceito de blockchain evoluiu bastante e surgiu o conceito de smart-contract, que permite realizar operações mais complexas sobre uma blockchain, além de simples transações. Contudo, existem problemas que impedem blockchains de serem adotadas como so luções convencionais ou como uma alternativa a soluções centralizadas, como o caso de sistemas bancários. O seu principal problema é ineficiência, resultante da necessidade de um algoritmo de consensus que forneça ordem total das transações. Os sistemas tradi cionais resolvem esse problema facilmente, sendo que têm uma única entidade central que ordena transações, o que não pode ser feito em sistemas descentralizados. Assim, a eficiência e a escalabilidade das blockchains sofrem com a utilização de algoritmos de consensus dispendiosos, o que significa que não conseguem competir atualmente com sistemas centralizados que fornecem uma maior quantidade de poder de processamento transacional. No entanto, com o aparecimento de novas arquiteturas de processadores, hardware seguro e tecnologias de computação confiável (por exemplo, Intel SGX e ARM TrustZone), tornou-se possível investigar novas formas de melhorar os problemas de ineficiência dos sistemas de blockchain e a construção de sistemas melhores e mais eficientes. Assim sendo, esta dissertação visa construir uma blockchain eficiente com recurso ao Intel SGX. O ponto de partida será um sistema de wallet, que permite transações autenticadas entre usuários através do Intel SGX, desnvolvido numa dissertação anterior. Como tal, esse sistema será estendido para fornecer rastreabilidade das transações através de uma blockchain. Esta blockchain utilizará o Intel SGX para fornecer um mecanismo de consistência causal eficiente para a ordenação das transações. Depois disto, o passo seguinte será suportar a execução de smart-contract, além de simples transações.
Nos últimos anos, as blockchains tornaram-se bastante populares e o motivo é o conjunto de propriedades que fornecem, como a privacidade dos utilizadores e um registo público de transações. Essa popularidade é verificável pelo número de criptomoedas existentes e pelo atual valor de mercado da moeda Bitcoin. Desde a sua introdução, o conceito de blockchain evoluiu bastante e surgiu o conceito de smart-contract, que permite realizar operações mais complexas sobre uma blockchain, além de simples transações. Contudo, existem problemas que impedem blockchains de serem adotadas como so luções convencionais ou como uma alternativa a soluções centralizadas, como o caso de sistemas bancários. O seu principal problema é ineficiência, resultante da necessidade de um algoritmo de consensus que forneça ordem total das transações. Os sistemas tradi cionais resolvem esse problema facilmente, sendo que têm uma única entidade central que ordena transações, o que não pode ser feito em sistemas descentralizados. Assim, a eficiência e a escalabilidade das blockchains sofrem com a utilização de algoritmos de consensus dispendiosos, o que significa que não conseguem competir atualmente com sistemas centralizados que fornecem uma maior quantidade de poder de processamento transacional. No entanto, com o aparecimento de novas arquiteturas de processadores, hardware seguro e tecnologias de computação confiável (por exemplo, Intel SGX e ARM TrustZone), tornou-se possível investigar novas formas de melhorar os problemas de ineficiência dos sistemas de blockchain e a construção de sistemas melhores e mais eficientes. Assim sendo, esta dissertação visa construir uma blockchain eficiente com recurso ao Intel SGX. O ponto de partida será um sistema de wallet, que permite transações autenticadas entre usuários através do Intel SGX, desnvolvido numa dissertação anterior. Como tal, esse sistema será estendido para fornecer rastreabilidade das transações através de uma blockchain. Esta blockchain utilizará o Intel SGX para fornecer um mecanismo de consistência causal eficiente para a ordenação das transações. Depois disto, o passo seguinte será suportar a execução de smart-contract, além de simples transações.
Descrição
Palavras-chave
Blockchain Consensus Smart-contract Trusted Computing Intel SGX