Thèse soutenue

Applications Blockchain pour les réseaux Mesh et Ad hoc mobiles
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : David Alexis Córdova Morales
Direction : Thi-Mai-Trang NguyenGuy Pujolle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 30/11/2022
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Anne Fladenmuller
Examinateurs / Examinatrices : Nadjib Achir
Rapporteurs / Rapporteuses : Stefano Secci, Diogo Menezes Ferrazani Mattos

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

La blockchain est une technologie qui permet de maintenir un unique registre d’information de façon décentralisé et distribué tout en garantissant la sécurité des données. Cette technologie, qui est à l’origine de la cryptomonnaie la plus populaire, le Bitcoin, est en train de changer la façon dont nous concevons les registres d’informations dans les systèmes distribués. En effet, l’ensemble des fonctions cryptographiques ainsi que la nature distribuée de la technologie font de la blockchain, un des outils les plus sécurisés de nos jours pour maintenir un registre de l’information. Les premières applications à avoir adopté cette technologie se trouvent dans le domaine des finances, où il est désormais possible de réaliser des transactions directement entre les utilisateurs sans passer par une autorité centrale. Néanmoins, d’autres domaines ont aussi suscité leurs intérêts pour cette technologie, telle que la médecine, pour le partage sécurisé des données médicales ; l’art et la musique, pour le suivi des droits d’auteur et des redevances ; la gouvernance, pour le vote sécurisé, l’IoT, etc. Or, pour bénéficier d’une telle technologie il est nécessaire de compter avec une haute fiabilité et connectivité, telle que fourni par l’Internet. Dans les réseaux mesh et ad hoc mobile, il est souvent nécessaire de déployer sa propre infrastructure et ses propres services là où l’infrastructure des opérateurs ne sont pas disponibles dus à la géographie du site ou à une situation d’exception comme est le cas de désastres naturels, zone de guerre ou le monitorat des zones protégées pour réaliser des missions déterminées. La dynamiste de ces réseaux rend difficile l’utilisation d’une blockchain pour maintenir un registre d’information. En effet, la mobilité des nœuds peut causer des partitions dans le réseau qui peuvent ou pas être désirées ; des nœuds peuvent apparaitre et disparaitre, les partitions peuvent se séparer ou se réunir en fonction de la mobilité des nœuds. Cela pose un problème pour une blockchain traditionnelle, car les partitions dans le réseau entraînent des forks (des chaînes concurrentes) qui sont souvent résolu en choisissant la chaîne la plus longue et en ignorant les autres chaînes concurrentes. Pour les cas d’utilisation des réseaux mesh et ad hoc mobile que nous cherchons à résoudre, les chaînes concurrentes construites par effet des partitions réseaux peuvent être considérés comme des chaînes légitimes portant des informations relatives à une partition réseau déterminé. Il est donc important d’inclure ces chaînes dans le registre d’information. Dans ce manuscrit de thèse, nous proposons le Blockgraph, une technologie semblable à la blockchain capable de faire face aux partitions réseaux pour les réseaux mesh et ad hoc mobiles. Le Blockgraph, prend la forme d’un graph orienté acyclique en fonction de la mobilité de nœuds et hérite de toutes les propriétés de sécurité de la blockchain. De plus, nous proposons C4M, un algorithme de consensus inspiré en RAFT qui a été adapté au Blockgraph et qui également est tolérant aux partitions du réseau. Pour valider nos solutions, nous avons d’abord implémenté le Blockgraph et C4M dans le simulateur à événements discrets, NS-3. Nous avons réalisé une première étude des performances de chaque système, puis nous avons implémenté le Blockgraph dans des vrais routeurs mesh à mode de proof-of-concept pour valider l’efficacité de notre solution. Finalement nous avons réalisé une étude de performances et présenté nos conclusions.