Consensus blockchain : incitation des utilisateurs d'un réseau à la participation et à la loyauté

• Auteur / Autrice : Samuel Masseport
• Direction : Rodolphe Giroudeau, Benoît Darties
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/10/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Hamamache Kheddouci
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rodolphe Giroudeau, Benoît Darties, Hamamache Kheddouci, Johanne Cohen, David Coudert, Fabrice Théoleyre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Johanne Cohen, David Coudert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Modélisation comportementale (électronique)

Blockchains

Mots clés libres

Blockchain

Modélisation

Consensus distribués

Complexité algorithmique

Blockchain

Modeling

Distributed consensus

Computational complexity

Résumé

Dans cette thèse, nous proposons deux nouveaux consensus blockchain incitant les utilisateurs du réseau à la participation et à la loyauté.Le premier consensus est pensé pour une blockchain semi-privée et propose de récompenser les utilisateurs en fonction de leur participation sur la chaîne. Plus un utilisateur participe et fait des échanges sur le réseau plus il est récompensé. Ce consensus utilise une preuve d'utilisation que nous introduisons et permet à des structures telle que des banques et des assurances d'échanger des données certifiées de leurs utilisateurs à condition que cet utilisateur donne son l'autorisation. Ce consensus a donc deux buts : (1) redonner le contrôle aux utilisateurs sur leurs données personnelles et (2) permettre aux entreprises d'échanger des données personnelles certifiées plutôt que chaque entreprise recertifie ces mêmes données.Le second consensus est pensé pour une blockchain publique, il est basé sur l’expérience des utilisateurs du réseau. Plus un utilisateur travaille pour le réseau, plus il gagne d’expérience et donc plus il a de chance d’être sélectionné pour écrire dans la chaîne.Ce consensus utilise une preuve de travail que l'on voulait réaliser à partir d'un jeu de plateau : Ricochet Robots. Malheureusement, après avoir remontré que le problème correspondant au jeu appartient à la classe de complexité PSPACE-complet (à partir d’une réduction de Token Sliding), prouvé que le problème d'optimisation correspondant est Poly-APX-difficile (à partir d’une réduction de Maximum Independent Set) et prouver qu'il devient indécidable sur un plateau infini (en montrant que l'on peut simuler une machine de Turing quelconque), nous n'avons pas réussi à extraire le ''vecteur de difficulté du jeu''. Étant donné deux instances de Ricochet Robots, on ne peut pas savoir laquelle sera la plus longue à résoudre, il est donc impossible d'utiliser Ricochet Robots pour notre consensus. Un papier sur les résultats obtenus sur Ricochet Robots est en cours de soumission.Nous avons choisi d'utiliser la même preuve de travail que Bitcoin (problème de hash) qui est ajusté pour chaque utilisateur en fonction du travail qu'il a fourni précédemment. Actuellement, une version ''simplifiée'' (sans contraintes de sécurité) du consensus a été développée en Python et les tests sont en cours sur un réseau local dans le but de tester différentes fonctions d'ajustement de la preuve de travail des utilisateurs en fonction de leur travail fourni précédemment (i.e. leur expérience).