Blockchain Based Systems Engineering

Karteikarten und Zusammenfassungen für Blockchain Based Systems Engineering an der TU München

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Definition of Oracles

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Definition Design Patterns

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Hyperledger

  • What is the hyper ledger?
  • What is the goal?
  • What is the mission?

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Proporties that must hold for decentralized applications

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It is possible to steal bitcoins?

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Why are design patterns of particular importance for smart contract development?

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Simplified consensus of Bitcoin


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Distributed Consensus

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Function of Web3.js

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Development Tools
Cloud Environment

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Development Tools
Local Environment

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Definition Solidity Idiom

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Blockchain Based Systems Engineering

Definition of Oracles

Oracles are

  • third party services that
  • verify data from web services and
  • write the data to the blockchain
  • via a special smart contract

Blockchain Based Systems Engineering

Definition Design Patterns

Design patterns are template solutions for recurring design problems in software engineering.

Blockchain Based Systems Engineering

Hyperledger
  • What is the hyper ledger?
  • What is the goal?
  • What is the mission?
  • = umbrella project hosted by the Linux foundation

  • goal: create open source software that enables institutions to set up a shared and trustless ledger database for collaboration

  • mission: Building global, cross-industry community of communities advancing business Blockchain technologies”

Blockchain Based Systems Engineering

Proporties that must hold for decentralized applications
  • The core data records must be stored in the blockchain
  • the functions that change the core data records must be executed in the blockchain

Blockchain Based Systems Engineering

It is possible to steal bitcoins?

No: Since UTXOs are secured with the hash of the public key of a user1, the attacker cannot generate a valid
transaction spending these UTXOs.

Blockchain Based Systems Engineering

Why are design patterns of particular importance for smart contract development?

Because:

  • determinism by design makes the use of external data and random numbers challenging
  • code of a deployed contract is immutable –> no updates of contracts possible
  • often financial value at risk –> stolen money is gone forever
  • availability of source- and bytecode makes it easier to find potential vulnerabilities

==> Using well-known patterns can prove beneficial –> less prone to errors

Blockchain Based Systems Engineering

Simplified consensus of Bitcoin


Transaction Broadcast: Every node who receives transactions or creates them,
broadcasts them to the network, making everyone aware of new transactions.
Block Building: Every node collects the valid transactions, orders them and creates a
new block containing the transactions.
Random Node Selection: A node is randomly chosen out of the network. It is able to
propose its block to the network.
Block Validation: Other nodes receive the block from the randomly chosen node and
validate whether it is correct. A correct block only contains valid transactions.
Block Acceptance: Other nodes show their acceptance for this block if the nodes
build new blocks on top of the recently proposed block

Blockchain Based Systems Engineering

Distributed Consensus

Distributed Consensus

A network consists out of N nodes. All of these nodes have an input value and propose it to all other
nodes. Some of the nodes are faulty (not responding) or malicious, trying to propose a wrong input.
Two properties must hold:
▪ The process has to terminate with all honest nodes in agreement on one input value.
▪ The value must have been generated by an honest node.

Blockchain Based Systems Engineering

Function of Web3.js
  • official Ethereum JavaScript API that provides a wrapper for the JSON RPC Interface
  • provides methods to deploy SC and interact with them
  • Provides methods to sign and send Tx
  • either server- or client-side

Blockchain Based Systems Engineering

Development Tools
Cloud Environment
  1. IDE/Code Editor + Build Management
  2. Network Deployment (Remix EmulationPublic Test Network (Ropsten, Rinkeby, Kovan); Main Network

Blockchain Based Systems Engineering

Development Tools
Local Environment
  1. IDE/Code Editor
  2. Build Management (Truffle)
  3. Network Deployment (local test netowrk (ganache); public test network (ropsten, rinkeby, kovan); main network)

Blockchain Based Systems Engineering

Definition Solidity Idiom

A solidity idiom is a practice-proven code pattern for a recurring coding problem. Idioms are a lower abstraction level than design patterns.

(e.g. access restricition idiom, secure ether transfer idiom, safe arithmetic idiom)

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