Decentralized applications: development of a blockchain-based academic documents verification platform

Abstract

Decentralized applications comprise a significant next step towards the new web. Web 3.0 is a leap forward to open, trustless and permissionless networks. This dissertation covers how cryptography can lay the foundation for the decentralized web to become a reality. We follow the contribution of groundbreaking technologies like the blockchain to a new domain of software engineering. Smart contracts development emerges through second-generation blockchain platforms like Ethereum. Today, there is a broad ecosystem of tools participating in dapp development. Complementary decentralized technologies like the IPFS can assist in the implementation of feature-complete solutions. Furthermore, this thesis showcases the development of a decentralized academic certificates registry prototype by the name CryptoCerts. CryptoCerts allows the transparent and verifiable distribution of academic documents in an immutable and trustless manner. The system consists of a modern web client written in React and smart contracts written in Solidity deployed on the Ethereum blockchain. CryptoCerts demonstrates how IPFS can be utilized for decentralized documents storage and how users can navigate a dapp with an inclusive user experience. Last, we review the challenges of coding cost-efficient smart contracts and suggest topics for future work.

Οι αποκεντρωμένες εφαρμογές αποτελούν ένα σημαντικό νέο βήμα προς μια νέα μορφή του διαδικτύου. Το Web 3.0 αποτελεί ένα βήμα προς δίκτυα ανοιχτά, μη βασιζόμενα στην εμπιστοσύνη προς τρίτους και χωρίς την ανάγκη αδειοδότησης. Αυτή η εργασία καλύπτει το πως η κρυπτογραφία μπορεί να θέσει τα θεμέλια για να γίνει το αποκεντρωμένο διαδίκτυο πραγματικότητα. Ακολουθούμε τη συνεισφορά πρωτοποριακών τεχνολογιών όπως το blockchain στη δημιουργία ενός νέου τομέα της τεχνολογίας λογισμικού. Η ανάπτυξη έξυπνων συμβολαίων αναδύεται μέσα από τις πλατφόρμες blockchain δεύτερης γενιάς όπως το Ethereum. Σήμερα, ένα ευρύ οικοσύστημα από εργαλεία ανάπτυξης συνεισφέρουν στην ανάπτυξη αποκεντρωμένων εφαρμογών. Άλλες εξίσου αποκεντρωμένες τεχνολογίες όπως το IPFS μπορούν να συνδράμουν συμπληρωματικά στην υλοποίηση ολοκληρωμένων λύσεων. Επιπρόσθετα, αυτή η διπλωματική εργασία παρουσιάζει την ανάπτυξη ενός πρότυπου αποκεντρωμένου μητρώου καταχώρησης ακαδημαϊκών πιστοποιητικών με το όνομα CryptoCerts. Το CryptoCerts επιτρέπει τη διαφανή και επαληθεύσιμη διανομή ακαδημαϊκών εγγράφων με τρόπο αδιάβλητο και χωρίς την ανάγκη εμπιστοσύνης σε τρίτα μέρη. Το σύστημα αποτελείται από έναν σύγχρονο πρόγραμμα πελάτη με τεχνολογίες ιστού γραμμένο σε React καθώς και από έξυπνα συμβόλαια γραμμένα σε Solidity και εγκατεστημένα στη blockchain πλατφόρμα του Ethereum. Το CryptoCerts αναδεικνύει πως μπορεί να χρησιμοποιηθεί το IPFS σαν μία αποκεντρωμένη λύση αποθήκευσης εγγράφων καθώς και πως οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια αποκεντρωμένη εφαρμογή με μια εμπειρία χρήστη χωρίς αποκλεισμούς. Τέλος, αναλύουμε τις προκλήσεις του προγραμματισμού οικονομικά αποδοτικών έξυπνων συμβολαίων και προτείνουμε θέματα για μελλοντικές επεκτάσεις.