Fully on-chain blockchain systems: a feasibility analysis based on LogLog and ZipZap

Résumé

Cette thèse compare deux systèmes de tokénisation distincts pour déterminer les contextes où une approche entièrement sur la chaîne est viable. Les deux systèmes ont été développés par l’auteur, mettant en vedette des fonctionnalités quelque peu homologues malgré de grandes différences dans le contexte industriel. Notez que bien que le travail sur LogLog a déjà été publié, le travail sur ZipZap est toujours en cours. Ainsi, des descriptions de ce dernier ne seront pas aussi rigoureuses qu’avec le premier. LogLog En matière de développement durable, de nombreux systèmes de certification vivent et meurent selon leur capacité à suivre un volume de la source à destination. En effet, les clients (et par conséquent, les auditeurs) sont de plus en plus préoccupés par l’origine des produits. Le Forest Stewardship Council (FSC), l’une des plus grandes autorités forestières de l’Amérique du Nord, a créé de nombreuses normes et cadres pour répondre à ces demandes de marché. Le FSC est responsable du suivi de la provenance de tous les volumes de bois que ses membres utilisent tout en étiquetant les volumes en conséquence. Bien que très respectée, leurs certifications s’appuient sur des tiers de confiance et des dossiers approfondis, deux caractéristiques qui n’addressent pas efficacement des problèmes tels que la corruption et les pratiques d’inventaire «créatives». Les chaînes de blocs sont une solution attrayante, car elles offrent de nombreuses améliorations nouvelles et précieuses pour les certifications à base de provenance, telles que la traçabilité accrue, l’auditabilité et l’accès à l’information. Toutefois, ces systèmes ne sont pas sans leurs limitations. Notamment, ils sont souvent inefficaces en leur capacité de stocker de grandes quantités de données et/ou de métadonnées, c’est pourquoi de nombreuses recherches suggèrent souvent une approche avec multiples bases de données où les fichiers importants sont tenus hors chaîne. Ce type de conception implique des compromis importants pour des frais de transaction plus faibles: traçabilité imparfaite (les modifications apportées aux fichiers hors chaîne ne sont pas nécessairement suivies), disponibilité plus basse (introduisant davantage de systèmes qui doivent tous être élaborés) et un niveau diminué d’intégrité informationnelle (les fichiers hors chaîne sont beaucoup plus facilement modifiés). Contrairement à ces approches, nous proposons LogLog: un système entièrement sur chaîne qui suit des volumes de bois tout au long d’une chaîne d’approvisionnement et applique les normes de certification de la FSC. LogLog est conforme à ERC-1155 et répond aux exigences de base pour une chaîne d’approvisionnement forestière. Notre preuve de concept démontre la puissance et la flexibilité des contrats intelligents lorsqu’ils exprime une sémantique complexe spécifique au domaine relatif aux chaînes d’approvisionnement dans l’industrie forestière (comme classifier un volume à l’aide de la matrice de catégories FSC ou calculer le pourcentage FSC d’un volume, par exemple). Nous avons mis en oeuvre avec succès deux implémentations de référence de notre conception avec Solidity et nous les avons déployées en Etherium. Notre évaluation utilise des paramètres réalistes et suggère que notre prototype est une alternative viable aux systèmes de base de données multiples actuels dans des contextes où l’intégrité des données est une exigence stricte. ZipZap Au cours des dernières années, l’industrie de l’énergie a de plus en plus investi dans les technologies de réseaux energetiques intelligents. Les réseaux électriques intelligents sont des réseaux électriques avec un degré élevé d’automatisation et des capacités améliorées de collecte de données. Une autre tendance de l’industrie est la décentralisation des réseaux électriques susmentionnées. Plus de données signifient plus de risques et bien qu’un degré de décentralisation plus élevé signifie une plus grande disponibilité, il entraîne également une augmentation massive de la surface d’attaque. Ces faits font partie des principales motivations des spécialistes de l’industrie à prendre en compte les systèmes de chaîne de blocs pour aider à automatiser les opérations (à l’aide de contrats intelligents) et à assurer l’intégrité des données (en raison de caractéristiques cryptographiques inhérentes aux chaînes de blocs). Hydroquebec ne fait pas exception à cette tendance. Ayant un intérêt direct pour développer des moyens d’intégrer les DLT dans des réseaux energetiques intelligents, ils ont subventionné nos recherches sur le sujet. ZipZap est la première étape vers un réseaux energetique intelligent à base de chaînes de blocs. À son stade de développement actuel, ZipZap est une solution de chaîne de blocs pour la tokénisation de l’énergie locale, bien que sa gamme d’utilisations se développe pour inclure au moins une forme d’enchère energetique et inclure des cas d’utilisation réliés à l’IoT. En outre, tout comme LogLog, ZipZap est conforme à ERC-1155. Nous avons créé trois prototypes ZipZap: Heavyweight, Featherweight et Lightweight. Le premier est entièrement en chaîne et les deux derniers sont hybrides. Les trois ont été développés en Solidity et déployés en utilisant Ethereum. Notre évaluation utilise des paramètres réalistes et suggère que, bien qu’aucun des prototypes actuels ne soit économiquement viable, des modifications de l’échelle et/ou le choix du système de chaîne de blocs pourraient facilement entraîner une alternative viable avec des modifications minimales.

Date	21 juin 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Kaiwen Zhang (Directeur(-trice)) & Mustapha Ouhimmou (Codirecteur(-trice))