Implementation of Blockchain Application for managing University grades

Abstract

Το Blockchain είναι ένα κατανεμημένο και αποκεντρωμένο αμετάβλητο δημόσιο μητρώο, στο οποίο έχουν πρόσβαση οι συμμετέχοντας του δικτύου. Λειτουργεί δηλαδή, ως μια κατανεμημένη βάση δεδομένων που μοιράζεται μεταξύ των κόμβων ενός δικτύου. Πιο συγκεκριμένα, αποθηκεύει πληροφορίες σε ψηφιακή μορφή, η οποία δεν μπορεί να επεξεργαστεί. Έτσι, εγγυάται την ακεραιότητα και την ασφάλεια οποιασδήποτε εγγραφής δεδομένων και ως εκ τούτου, είναι σε θέση να λειτουργεί χωρίς την ανάγκη ενός αξιόπιστου τρίτου. Είναι μια πολύ γνωστή τεχνολογία η οποία άνθισε τα τελευταία χρόνια, λόγω της ικανότητας της να διατηρεί τις συναλλαγές με ασφάλεια. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει την ανάπτυξη ενός ιδιωτικού δικτύου Blockchain, με τα αντίστοιχα έξυπνα συμβόλαια (smart contracts) και τη διεπαφή χρήστη για τη διαχείρηση βαθμών του Πανεπιστημίου. Το πρόβλημα που αντιμετωπίζει η διπλωματική θα αναλυθεί και θα συζητηθεί μια προτεινόμενη λύση. Επιπλεον, θα περιγραφούν βασικές έννοιες και αρχές που αφορούν το Blockchain και κατ’επέκταση τα έξυπνα συμβόλαια, τους αλγόριθμους συναίνεσης (consensus algorithms) αλλά και οι δυσκολίες που συναντήθηκαν κατά την υλοποίηση αυτού του συστήματος. Τέλος, συνάγεται το συμπέρασμα ότι ένα σύστημα με τέτοιες ικανότητες μπορεί να αναπτυχθεί, να υπάρξει και να συνεργάζεται με όποιοδήποτε άλλο παλαιού τύπου σύστημα (legacy system), και να προσφέρει όλα τα προνόμια της τεχνολογίας Blockchain. Επιπλέον, αναφέρονται ιδέες για περαιτέρω επεκτάσεις του εξεταζόμενου συστήματος, μαζί με τα οφέλη που μπορούν να προσφέρουν.

A Blockchain is a distributed and decentralized immutable public ledger, that exists across a network. The Blockchain acts as a distributed database that is shared among the nodes of a network. More specifically, it stores information in digital format that can not be edited. Thus, it guarantees the integrity and security of any record of data and therefore, is capable of working without the need of a trusted third party. It is a well-known technology which bloomed over the past years, due to its capability to maintain transactions securely. This diploma thesis aims to the development of a private Blockchain network with the respective smart contracts and front-end to manage University grades. The problem that this thesis solves, will be addressed and a complete solution will be discussed, among with concepts and basic principles like Blockchain, smart contracts, consensus algorithms but also with the difficulties that were encountered during the implementation of this system. Finally, it is concluded that a system of such capability can be developed, deployed, exist and co-operate with any other legacy system and offer all the perks of Blockchain technology. In addition, ideas for further expansions of the examined system are discussed, along with the benefits that they may offer.