Εφαρμογές τεχνολογιών blockchain και μη ανταλλάξιμων διακριτών

Στεργιανού, Ελένη

Applications of blockchain and non-exchangeable token technologies

Διπλωματική εργασία

Author

Στεργιανού, Ελένη

Date

2024-03-21

Advisor

Leligou, Helen C. (Nelly)

Κύριο άρθρο (5.775Mb)

Keywords

Blockchain ; Soulbound token ; NFT ; Κρυπτογραφία ; Κρυπτονομίσματα ; Έξυπνα συμβόλαια

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία αποτελεί μια συνολική μελέτη πάνω στην τεχνολογία blockchain, εξερευνώντας την αρχιτεκτονική, τους τύπους αλυσίδων, τα χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα, τις εφαρμογές και τις διάφορες τεχνολογίες και εργαλεία που σχετίζονται με αυτή (Κεφάλαιο 1). Στην συνέχεια, εξετάζεται το πρότυπο κρυπτονομίσματος NFT, οι αλγόριθμοι κοινής συναίνεσης, καθώς και ένα βασικό στοιχείο κάθε blockchain δικτύου, οι κομβόι (Κεφάλαια 2-4). Στο τέλος του θεωρητικού σκέλους, γίνεται αναφορά στα δημοφιλέστερα blockchain δίκτυα, στην κρυπτογραφία και τέλος στα βασικά είδη κρυπτονομίσματος (Κεφάλαια 5-7). Ο σκοπός της εργασίας είναι να παρέχει μια ολοκληρωμένη κατανόηση του πεδίου. Στο πρακτικό μέρος, η εργασία επικεντρώνεται στην εφαρμογή των Soulbound Tokens (SBTs) στον τομέα της αυθεντικοποίησης οντοτήτων, όπου αναπτύχθηκε ένα σύστημα που επιτρέπει σε εκπαιδευτικά ιδρύματα να δημιουργούν ψηφιακές ταυτότητες για φοιτητές και το προσωπικό τους (Κεφάλαια 8-14). Το σύστημα χρησιμοποιεί δυο έξυπνα συμβόλαια. Το πρώτο ονόματι «CryptoPass», επιτρέπει την δημιουργία ψηφιακών ταυτοτήτων στην μορφή διακριτών SBT. Στα συγκεκριμένα SBTs, έχει αφαιρεθεί η ιδιότητα κατοχής πολλαπλών διακριτών του ιδίου είδους. Το δεύτερο έξυπνο συμβόλαιο, «AccessToken», παράγει NFTs μικρής διάρκειας, σε συνδυασμό με το επίπεδο πρόσβασης που προσδιορίζεται από τα μεταδεδομένα του SBT, ενισχύοντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία του συστήματος. Τα παραγόμενα NFTs χρησιμοποιούνται κυρίως για την είσοδο σε φυσικές υπηρεσίες ή εγκαταστάσεις καθώς μπορούν να μετατρέπουν σε κωδικούς QR. Η εργασία αναδεικνύει επίσης τη σημασία χρήσης ενός Web Server ως διαμεσολαβητή, προσφέροντας μια φιλική προς τον χρήστη προσέγγιση στην αλληλεπίδραση με την τεχνολογία blockchain. Τέλος, αξίζει να αναφερθεί η βιβλιοθήκη «Web3Button» που παρέχει έναν εύκολο τρόπο ενσωμάτωσης του ανεπτυγμένου συστήματος σε υπάρχουσες ηλεκτρονικές υπηρεσίες, δίχως την ανάγκη ο προγραμματιστής να διαθέτει δεξιότητες πάνω στην τεχνολογία blockchain.

Abstract

This bachelor thesis constitutes a comprehensive study on blockchain technology, exploring its architecture, types of chains, characteristics, advantages, applications, and various technologies and tools associated with it (Chapter 1). Subsequently, the cryptocurrency standard NFT, consensus algorithms, as well as a fundamental element of every blockchain network, the nodes, are examined (Chapters 2-4). At the end of the theoretical section, there is a reference to the most popular blockchain networks, cryptography, and finally to the basic types of cryptocurrencies (Chapters 5-7). The purpose of this work is to provide a comprehensive understanding of the field. In the practical part, the work focuses on the application of Soulbound Tokens (SBTs) in the field of entity authentication, where a system was developed that allows educational institutions to create digital identities for students and their staff (Chapters 8-14). The system uses two smart contracts. The first one, named "CryptoPass," allows the creation of digital identities in the form of distinct SBTs. For these specific SBTs, the property of owning multiple distinct tokens of the same kind has been removed. The second smart contract, "AccessToken," produces short-duration NFTs in conjunction with the access level determined by the SBT's metadata, enhancing the system's security and reliability. The produced NFTs are mainly used for entry into physical services or facilities as they can be converted into QR codes. The work also highlights the importance of using a Web Server as an intermediary, offering a user-friendly approach to interacting with blockchain technology. Finally, it is worth mentioning the "Web3Button" library, which provides an easy way to integrate the developed system into existing online services, without the need for the programmer to have skills in blockchain technology.