Vers une Blockchain Durable : Réduire la Consommation d'Énergie tout en Assurant la Sécurité et l'Intégrité // Towards a Sustainable Blockchain: Reducing Energy Consumption While Ensuring Security and Integrity

La technologie blockchain, composant clé des systèmes de registres distribués, permet des interactions numériques décentralisées sans autorité centrale, mais pose des préoccupations environnementales en raison de sa consommation énergétique, notamment avec le mécanisme de preuve de travail (PoW) comme Bitcoin. La littérature met en évidence les défis de durabilité associés à cette consommation d'énergie. Plusieurs stratégies ont été proposées pour atténuer ces impacts, telles que l'optimisation des énigmes cryptographiques, le minage en deux étapes, et l'intégration des énergies renouvelables. Les mécanismes de consensus alternatifs comme Proof-of-Stake (PoS) et Proof-of-Authority (PoA) sont également explorés. Ce projet de recherche vise à évaluer les profils de consommation énergétique des systèmes blockchain existants et à proposer de nouveaux algorithmes de consensus plus efficaces. Il s'intéresse également à l'intégration de sources d'énergie renouvelable et à l'optimisation des contrats intelligents pour réduire leur consommation de ressources. Une analyse de sécurité approfondie garantira que les améliorations en efficacité énergétique ne compromettent pas la sécurité et la décentralisation des réseaux. En utilisant des outils de simulation, cette recherche quantifiera les améliorations apportées par les nouveaux algorithmes et stratégies, contribuant ainsi à la durabilité et à l'adoption plus large de la technologie blockchain de manière respectueuse de l'environnement.
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Blockchain technology, a key component of distributed ledger systems, enables decentralized digital interactions without the need for a central authority but raises environmental concerns due to its energy consumption, particularly with proof-of-work (PoW) mechanisms like Bitcoin. The literature highlights the sustainability challenges associated with this energy consumption. Several strategies have been proposed to mitigate these impacts, such as optimizing cryptographic puzzles, implementing two-round mining processes, and integrating renewable energy sources. Alternative consensus mechanisms like Proof-of-Stake (PoS) and Proof-of-Authority (PoA) are also explored. This research project aims to evaluate the energy consumption profiles of existing blockchain systems and propose new, more efficient consensus algorithms. It also focuses on integrating renewable energy sources and optimizing smart contracts to reduce their resource consumption. A thorough security analysis will ensure that energy efficiency improvements do not compromise network security and decentralization. Using simulation tools, this research will quantify the improvements brought by new algorithms and strategies, contributing to the sustainability and broader adoption of blockchain technology in an environmentally conscious manner.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Ingénierie Logiciels et Systèmes (LIST)
Service : LICIA (DILS)
Laboratoire : Lab.systèmes d’information de confiance, intelligents et auto-organisants
Date de début souhaitée : 01-10-2024
Ecole doctorale : Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)
Directeur de thèse : CHABRIDON Sophie
Organisme : Télécom SudParis

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Ingénierie Logiciels et Systèmes (LIST)
Service : LICIA (DILS)

Diplôme de Master en informatique, génie logiciel, science des données, mathématiques appliquées