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Contexte

L'émergence actuelle des objets connectés, également connus sous le nom d'Internet des Objets (IdO), est en train de transformer de nombreux domaines applicatifs et industriels [1]. De l'agriculture à la médecine en passant par les transports, les applications de l'IdO révolutionnent la façon dont nous interagissons avec le monde. On peut notamment évoquer la télémédecine pour le suivi des patients en temps réel, le véhicule automatisé et connecté pour la sécurité des routes et le déploiement de nombreux capteurs permettant de surveiller le niveau d’humidité des sols et l’état sanitaire des cultures.

Ce nouveau paradigme ouvre la porte à de nombreuses applications mais pose également différentes problématiques en lien avec la transmission, l’analyse et le stockage de données massif. Il existe notamment une question centrale et commune à l’ensemble des domaines applicatifs : la sécurisation des informations générées et transmises par les objets connectés [2]. En effet, sans cette sécurité le bon fonctionnement des applications ne pourra être garanti, quel que soit l’objectif final et les conséquences potentielles pourraient être importantes dans des domaines tels que la médecine où les transports.

Parmi les solutions potentielles qui pourraient être considérées pour garantir cette sécurité, la Blockchain est une approche mise en avant dans de nombreux travaux aujourd’hui [3]. Il s’agit d’une technologie dite de registres numériques distribués susceptible d'offrir de nombreux avantages dans ce contexte [4]. La nature distribuée de la Blockchain garantit que chaque transaction ou entrée de données est enregistrée de manière transparente et permanente sur plusieurs nœuds, ce qui rend extrêmement difficile la modification ou la manipulation des données par des acteurs non autorisés. Cette caractéristique inhérente d'inviolabilité renforce l'intégrité et la fiabilité des informations générées et échangées par les objets connectés. Cette technologie pourrait également permettre une gestion sécurisée et décentralisée de l'identité des objets connectés, garantissant que chaque objet possède une identité numérique unique stockée sur la blockchain. Enfin, la transparence et la traçabilité de la blockchain permettent aux parties prenantes d'avoir une visibilité sur l'ensemble du cycle de vie des objets connectés, ce qui favorise la confiance entre les participants.

Défis

Toutefois, cette technologie Blockchain présente aujourd’hui des limites qui pourraient empêcher son déploiement à large échelle dans le contexte de l’IdO [5]. On peut notamment évoquer les potentielles limites de cette technologie lorsqu’il s’agit de gérer un nombre important de clients (objets connectés dans le contexte présent) nécessitant d’accéder simultanément au contenu de la Blockchain, notamment en écriture (ajout de données). De même, le stockage de volumes importants de données est pour l’heure complexe dans cet environnement et de nouvelles solutions doivent être proposées pour garantir un environnement adapté à l’IdO. On peut également évoquer les possibles problématiques de sécurité qui pourraient se poser pour l’interconnexion de différentes Blockchain ou la connexion avec le monde extérieur (Oracles), deux éléments essentiels dans le contexte des objets connectés.

Objectifs

C’est pourquoi, l’objectif de cette thèse sera de concevoir et de mettre à œuvre une architecture Blockchain performante pour la sécurité des objets connectés. Pour parvenir à cet objectif, différentes directions pourront être considérées telles que : 1) l’optimisation de l’architecture Blockchain et la mise en œuvre d’algorithmes de consensus performants pour améliorer le processus d’ajout de données à la Blockchain 2) la conception denouvelles solutions susceptibles de permettre une fusion et une analyse de données au sein de la Blockchain 3) la définition de nouveaux mécanismes de sécurité, directement intégré à la Blockchain, notamment pour l’authentification, qui permettront de garantir un accès sécurisé pour les objets connectés. On peut noter que l’utilisation d’outils de l’Intelligent Artificielle pourra apparaître comme une solution potentielle pour répondre aux défis listés ci-dessus (optimisation de l’architecture, fusion de données performante, IA authentification).

Référénces

1] Asghari, Parvaneh, Amir Masoud Rahmani, and Hamid Haj Seyyed Javadi. "Internet of Things applications : A systematic review." Computer Networks : -.

2] Stoyanova, Maria, et al. "A survey on the internet of things (IoT) forensics : challenges, approaches, and open issues." IEEE Communications Surveys & Tutorials 22.2 : -.

3] Wang, Qin, et al. "Blockchain for the IoT and industrial IoT : A review." Internet of Things 10 : .

4] Monrat, Ahmed Afif, Olov Schelén, and Karl Andersson. "A survey of blockchain from the perspectives of applications, challenges, and opportunities." IEEE Access 7 : -.

5] Majeed, Umer, et al. "Blockchain for IoT-based smart cities : Recent advances, requirements, and future challenges." Journal of Network and Computer Applications : .

Starting date

• 10-02

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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