VeriSolid: Correct-by-Design Smart Contracts for Ethereum
Vanderbilt University & University of Houston & Aristotle University of Thessaloniki
FC, 2018
基于区块链的分布式账本的采用正在快速增长，因为它们能够在没有可信实体的情况下提供可靠性，完整性和可审计性。这些新兴平台的关键功能之一是能够创建自我执行的智能合约。然而，事实证明，智能合约的开发在实践中容易出错，因此，部署在公共平台上的合同常常充满安全漏洞。这些平台的设计加剧了这个问题，这些平台禁止更新合同代码并回滚恶意交易。鉴于此，在部署智能合约并使用大量加密货币信任它之前确保智能合约是安全的至关重要。为此，我们引入了VeriSolid框架，用于使用具有严格操作语义的基于转换系统的模型指定的合同的形式验证。我们基于模型的方法允许开发人员在高抽象级别上推理和验证合同行为。 VeriSolid允许从经过验证的模型生成Solidity代码，从而实现智能合约的正确设计开发。
An Empirical Study of Speculative Concurrency in Ethereum Smart Contracts
我们使用历史数据来估计并行执行以太坊智能合约的投机技术的潜在好处。 我们使用简单的推测执行引擎，随着时间的推移重放以太坊区块链中的采样块的事务跟踪。 在此引擎中，矿工尝试并行执行块中的所有事务，并回滚导致数据冲突的事务。 然后顺序执行中止的事务。 验证员执行与矿工相同的计划。 我们发现，我们的投机技术产生的估计加速在2016年约为8倍，在2017年底下降至约2倍，其中加速是使用天然气成本或指令计数来衡量的。 我们还观察到一小部分合同导致由推测性并发执行导致的许多数据冲突.
Communication cost of consensus for nodes with limited memory
CMU & Google & ETH Zurich & UCB
受区块链和传感器网络中的应用的启发，我们考虑n个节点的模型试图在其多数位上达成共识。每个节点i在零时刻被分配一个位，并且是具有m位存储器（即，2m状态）和泊松时钟的有限自动机。当i的时钟响起时，我可以选择进行通信，然后匹配到统一选择的节点j。节点j和i可以基于另一节点的状态更新它们的状态。以前的工作重点是尽量缩短达成共识的时间和错误的可能性，而我们的目标是最大限度地减少通信次数。我们证明当m> 3 log log log（n）时，可以以线性通信成本达到一致，但是如果m <log log log（n）则这是不可能的。我们还研究了模型的同步变体，其中用于实现线性通信成本的m的上限和下限分别是2log log log（n）和log log log（n）。关键步骤是区分节点何时可以意识到知道多数位并停止通信。我们表明，如果他们的记忆太低，这是不可能的.
Tendrils of Crime: Visualizing the Diffusion of Stolen Bitcoins
University of Cambridge
2018年的前六个月，加密货币盗窃案达到7.61亿美元，该技术也是最新和最好的洗钱工具。 犯罪率的上升使研究人员和执法部门都在寻找追踪犯罪所得的方法。 虽然跟踪算法最近有所改进，但它们仍然会产生大量数据，其中很少有数据点与调查人员相关或感兴趣，更不用说普通比特币所有者对起源感兴趣了。 在这项工作中，我们描述了在区块链上可视化相关数据的努力。 为了实现这一目标，我们提出了一个图形模型来表示被盗硬币，然后使用各种可视化技术实现这一点。
Superlight – A Permissionless, Light-client Only Blockchain with Self-Contained Proofs and BLS Signatures
University of Applied Sciences Rapperswil, Rapperswil, Switzerland
-Blockchain协议基于分布式公共数据库，其中保证存储的数据是不可变的。所有节点都必须维护自己相同的本地数据库副本的要求可确保安全性，而共识机制有助于确定将哪些数据添加到数据库并防止强大的攻击者使系统脱轨。但是，由于构成区块链基础的数据库是不断增长的块列表，因此可伸缩性是该技术的固有问题。一些公共区块链需要几百GB到几TB的存储空间。在这项工作中，我们提出了具有自包含证明的Superlight概念，旨在提高区块链协议的可扩展性，同时保持安全性和分散性。节点可以通过仅使用链的块头来导出事务的有效性，而不是所有节点都具有整个区块链的本地副本来验证事务。为了使块头保持紧凑，BLS签名用于组合签名。我们提供SCP的正式定义，并显示客户端创建其他节点接受的证据所需的步骤。这种轻客户端区块链协议的优点是存储要求较低，但缺点是由于BLS签名导致计算复杂性增加，由于缺乏全局状态而导致用例有限，以及发送方之间需要交互协议，接收者和矿工来创建交易。
Energy Crowdsourcing and Peer-to-Peer Energy Trading in Blockchain-Enabled Smart Grids
The University of Texas at San Antonio & Southern Methodist University & Siemens Corporate Technology & Washington State University
电网正在迅速转型，虽然最近的电网创新提高了先进控制方法的利用率，但下一代电网需要能够集成分布式能源（DER）的技术 - 以及无缝购买和销售电力的消费者。本文开发了一个优化模型和基于区块链的架构来管理众包能源系统（CES）的运作，以及点对点（P2P）能源交易交易。考虑到各种类型的能源交易交易和众包，提出了分销网络中CES的运营模型。然后，提出了两阶段运算算法：阶段I侧重于发电和可控DER的日前调度，而阶段II则针对配电网络的提前或实时运行而开发。所开发的方法支持各个专业消费者和/或公用事业之间的P2P能量交易。所提出的操作模型也可用于操作孤岛微电网。然后通过有效的区块链实现（即IBM Hyperledger Fabric）对CES框架和操作算法进行原型化。该实现允许系统运营商管理网络用户以无缝地交换能量。提供了案例研究和原型图。