The Jus programming language : towards a functional language for secure and verifiable smart contracts on Tezos

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Randow, Larissa Pimentel Viana
• Orientador(a): Andrade, Jefferson Oliveira
• Banca de defesa: Costa, Mateus Conrad Barcelos, Carvalho, Victório Albani de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Instituto Federal do Espírito Santo; Campus Serra
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Profissional em Computação Aplicada
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Linguagem de programação (Computadores); Linguagem de programação de domínio específico (Computadores); Compiladores (Computadores); Contratos inteligentes
• Área do conhecimento CNPq: 10303014 – Linguagens de Programação
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/8209

O desenvolvimento de smart contracts ainda enfrenta desafios significativos, especialmente no que diz respeito à segurança, previsibilidade de execução e capacidade de verificação formal. Erros de implementação podem causar perdas irreversíveis, e muitas linguagens existentes não oferecem mecanismos adequados para garantir propriedades críticas antes da implantação. Diante desse cenário, esta dissertação propõe Jus, uma linguagem de domínio específico, funcional e orientada à verificação, projetada para facilitar a construção de contratos inteligentes mais seguros e verificáveis na blockchain Tezos. Jus combina princípios de programação funcional (como pureza, mutabilidade e tipagem estática) com uma arquitetura inspirada em autômatos, na qual cada contrato é representado como um sistema explícito de transição de estados. Esse modelo torna o comportamento do contrato mais revisível e favorece análises formais. A linguagem também inclui construções específicas do domínio, como tipos monetários, operações de escrow, mecanismos de multiassinatura e gatilhos temporais, que ajudam a expressar adrões recorrentes de forma segura. Para avaliar a proposta, foi desenvolvido um interpretador protótipo, utilizando ANTLR na análise sintática, além de dois estudos de caso representativos. Esses estudos demonstram que Jus ermite expressar contratos reais de maneira declarativa, sem estado mutável e com comportamento estruturado, facilitando a verificação estática de invariantes. A dissertação também apresenta uma estratégia conceitual de ompilação para Michelson (a linguagem nativa do Tezos) com ênfase na preservação semântica e na preparação para ferramentas de verificação existentes no ecossistema. Por fim, é proposto um roteiro de formalização que inclui embedding do sistema de tipos em provadores, mecanização da semântica operacional, model checking do sistema de transições e o desenvolvimento futuro de um compilador verificado. Os resultados mostram que Jus epresenta um passo em direção a smart contracts mais auditáveis, seguros e adequados a contextos de alto valor na blockchain Tezos.