Soutenance de thèse de doctorat : « Towards a Robust and Lightweight Consensus Protocol for Permissioned Blockchains »
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Le lundi 2 décembre 2024, le campus CESI de Strasbourg a accueilli la soutenance de doctorat de Kenza RIAHI, intitulée :
« Towards a Robust and Lightweight Consensus Protocol for Permissioned Blockchains ».
Cette thèse a été menée dans le cadre d’une collaboration fructueuse avec le laboratoire IRIMAS de l’Université de Haute-Alsace et la région Grand Est. Il s’agit de la deuxième thèse de doctorat soutenue au sein de la région Est de CESI, mais de la première soutenance réalisée dans nos locaux, à CESI campus de Strasbourg.
Résumé de la thèse
Les domaines tels que la santé, la finance, les villes intelligentes, le commerce de l’énergie et les véhicules autonomes exigent des normes de sécurité élevées pour garantir la confidentialité des données et protéger les informations sensibles. L’évolution des technologies blockchain, initialement conçue par Satoshi Nakamoto en 2009 avec le protocole de consensus énergivore Proof-of-Work (PoW), a permis d’adresser ces enjeux en développant des blockchains autorisées (permissioned blockchains). Ces dernières, gérées par un ou plusieurs nœuds, reposent sur des protocoles de consensus alternatifs tels que RAFT, Paxos, et le Practical Byzantine Fault Tolerant (PBFT). Le PBFT est particulièrement apprécié pour sa tolérance aux fautes byzantines, sa faible consommation énergétique et sa synchronisation partielle, mais souffre de problèmes de scalabilité en raison de la surcharge de communication quadratique.
Objectifs et Contributions de la Thèse
La thèse de Kenza RIAHI propose un protocole de consensus robuste et léger, conçu pour résoudre les limites du PBFT, notamment en matière de scalabilité et de consommation de bande passante. Ce protocole vise à minimiser la latence de validation des transactions et à améliorer la scalabilité des blockchains autorisées. La proposition repose sur plusieurs innovations techniques, parmi lesquelles :
- Mécanisme de notation des nœuds : Un système d’évaluation des nœuds permet de mesurer leur honnêteté et leur efficacité.
- Apprentissage par renforcement et modèle de classification multi-tâches : Ces modèles sont utilisés pour affiner et optimiser les performances du protocole, éliminer les nœuds malveillants et sélectionner des leaders et nœuds primaires parmi les plus efficaces.
- Contrats intelligents Ethereum : Pour la gestion de l’authentification des nœuds et l’attribution de rôles.
- Mécanisme de sharding innovant : Permet à plusieurs comités de traiter simultanément des requêtes clients, réduisant ainsi la latence et augmentant la scalabilité.
- Mécanisme d’incitation hybride : Récompense la participation et la coopération des nœuds pour encourager leur engagement.
En outre, un système de stockage décentralisé est intégré à la solution via l’IPFS (InterPlanetary File System), permettant de répondre aux défis liés aux exigences croissantes en termes de stockage des données.
Une première dans la Région Est
Il s’agit de la deuxième thèse soutenue au sein de cette collaboration avec le laboratoire IRIMAS de l’Université de Haute-Alsace, mais de la première soutenue dans nos locaux de la région Est. Cet événement témoigne de l’engagement fort de la région Grand Est dans le soutien à la recherche et au développement des technologies de demain, notamment dans le domaine de la sécurité.
Nous félicitons Kenza RIAHI pour cette soutenance réussie et pour ses contributions au développement des protocoles de consensus pour les blockchains autorisées. Son travail marque une avancée importante dans le domaine et ouvre la voie à des applications innovantes et plus efficaces dans de nombreux secteurs.