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Décembre 2019
Développement d’une preuve de concept
utilisant les blockchains
Soutenance de mémoire de master informatique de
Mongetro GOINT
1
Sommaire
2
❑ Introduction
❑ Contexte et cadre d’étude
❑ État de l’art
❑ Implémentation de la preuve de concept
❑ Expérimentation et résultats
❑ Contraintes liées au projet
❑ Conclusion et perspective
Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Contexte du projet
3
▪ La blockchain, une technologie qui fait beaucoup parler d’elle!
▪ L’entreprise Trialog veut assurer une veille technologique sur les
blockchains, explorer, vulgariser la technologie et aussi se préparer
pour son avenir.
▪ Trialog décide de développer une preuve de concept:
Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Application de la blockchain sur
les smart grids pour la recharge de
véhicule électrique
Réponse à la problématique de:
sécurisation, traçabilité transparence des transactions de recharge de VE
Contexte du projet
4Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Système de smart grids
État de l’art – La blockchain
5Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Blockchain, c’est quoi?
Un protocole, une technologie de stockage et de
transmission d'informations:
✓ De manière sécurisée
✓ De manière transparente
✓ Fonctionnant sans organe central de contrôle
Blockchain
Histoire de la blockchain
6Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Blockchain
Fonctionnement d’une blockchain
7Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Illustration d’une transaction sur une blockchain
Fonctionnement d’une blockchain
8Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Rangement des blocks dans une blockchain
Les types de blockchain
9Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
1- Blockchains publiques
Tout le monde peut y accéder
et devenir membre du réseau.
2- Blockchains privées
(consortium): Fermées
L’accès et utilisation du réseau
sont limités.
Cas de notre preuve de concept
Les blockchain les plus répandues
10Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
• Publique
• Exclusivement orientée cryptomonnaie
• Unité monnétaire: Bitcoin (BTC)
• Fonctionne avec le PoW
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11Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
• Publique
• Permet de créer une BC privée
• Permet d’implémenter des smart
contracts
• Orientée cryptomonnaie & DApps
• Unité monnétaire: Ether (ETH)
• Fonctionne avec le PoW
Smart contract
12Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Programme autonome qui, une fois démarré, exécute
automatiquement des conditions définies au préalable et
inscrites dans la blockchain
Quelques autres blockchains
13Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
▪ Hyperledger
Plateforme open source de développement de blockchain, initié en
décembre 2015 par la fondation Linux.
▪ Ripple
Système de paiement qui fournit une expérience sans friction permettant
d’envoyer de l’argent dans le monde entier
▪ Litecoin
Devise Internet peer-to-peer, qui permet des paiements instantanés, avec des
coûts proches de zéro.
▪ Monero
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▪ EOS.IO
Une plateforme blockchain conçue pour les cas d'utilisation publics et privés dans le
monde réel
Les algorithms de concensus
14Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
▪ Proof of Work (PoW)
▪ Proof of Autority (PoA)
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▪ Proof of Elapsed-Time(PoET)
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État de l’art – Projets Smart Grids existants
15Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
TransActive Grid (Brooklyn Microgrid)
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l’échelle d’un quartier de de New York, développé dans la joint-
venture de deux entreprise: Lo3 Energy et ConsenSys.
▪ Physiquement se divise en Producteurs/Consommateurs et
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16Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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▪ Une initiative de l’entreprise australienne « Power Ledger » fondée
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▪ Permet d'acheter et de revendre de l'électricité localement via une
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▪ Utilise un système de jetons pour pour effectuer ses transactions
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17Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Share&Charge
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18Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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▪ Une start-up du cabinet d’études perpignanais Tecsol de France qui
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19Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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- Raspberry pi 3
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20Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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23Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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25Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Expérimentation avec notre cryptomonnaie (EVToken)
1
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4
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26Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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27Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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28Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Expérimentation avec le smart contract UserChargeSession
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29Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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30Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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31Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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32Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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34Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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Contraintes liées au projets
35
❖ Contraintes liées à l’interconnexion des nœuds blockchain
❖ Difficultés avec le langage solidity
❖ Difficultés de version avec truffle
❖ Difficultés en terme de ressources matérielles
Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
Conclusion et perspective
36
- Il s’agit d’un projet large, le reste est à venir ...
Perspective:
- Utiliser des appareils avec beaucoup plus de ressources de mémoire
et aussi d’augmenter le nombre de nœuds blockchain afin de mieux
évaluer la performance du système;
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Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
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37Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT

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Développement d'une PoC utilisant les blockchains

  • 1. Décembre 2019 Développement d’une preuve de concept utilisant les blockchains Soutenance de mémoire de master informatique de Mongetro GOINT 1
  • 2. Sommaire 2 ❑ Introduction ❑ Contexte et cadre d’étude ❑ État de l’art ❑ Implémentation de la preuve de concept ❑ Expérimentation et résultats ❑ Contraintes liées au projet ❑ Conclusion et perspective Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
  • 3. Contexte du projet 3 ▪ La blockchain, une technologie qui fait beaucoup parler d’elle! ▪ L’entreprise Trialog veut assurer une veille technologique sur les blockchains, explorer, vulgariser la technologie et aussi se préparer pour son avenir. ▪ Trialog décide de développer une preuve de concept: Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Application de la blockchain sur les smart grids pour la recharge de véhicule électrique Réponse à la problématique de: sécurisation, traçabilité transparence des transactions de recharge de VE
  • 4. Contexte du projet 4Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Système de smart grids
  • 5. État de l’art – La blockchain 5Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Blockchain, c’est quoi? Un protocole, une technologie de stockage et de transmission d'informations: ✓ De manière sécurisée ✓ De manière transparente ✓ Fonctionnant sans organe central de contrôle Blockchain
  • 6. Histoire de la blockchain 6Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Blockchain
  • 7. Fonctionnement d’une blockchain 7Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Illustration d’une transaction sur une blockchain
  • 8. Fonctionnement d’une blockchain 8Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Rangement des blocks dans une blockchain
  • 9. Les types de blockchain 9Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT 1- Blockchains publiques Tout le monde peut y accéder et devenir membre du réseau. 2- Blockchains privées (consortium): Fermées L’accès et utilisation du réseau sont limités. Cas de notre preuve de concept
  • 10. Les blockchain les plus répandues 10Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT • Publique • Exclusivement orientée cryptomonnaie • Unité monnétaire: Bitcoin (BTC) • Fonctionne avec le PoW
  • 11. Les blockchain les plus répandues 11Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT • Publique • Permet de créer une BC privée • Permet d’implémenter des smart contracts • Orientée cryptomonnaie & DApps • Unité monnétaire: Ether (ETH) • Fonctionne avec le PoW
  • 12. Smart contract 12Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Programme autonome qui, une fois démarré, exécute automatiquement des conditions définies au préalable et inscrites dans la blockchain
  • 13. Quelques autres blockchains 13Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT ▪ Hyperledger Plateforme open source de développement de blockchain, initié en décembre 2015 par la fondation Linux. ▪ Ripple Système de paiement qui fournit une expérience sans friction permettant d’envoyer de l’argent dans le monde entier ▪ Litecoin Devise Internet peer-to-peer, qui permet des paiements instantanés, avec des coûts proches de zéro. ▪ Monero Cryptomonnaie permettant de faire des transactions confidentielles. ▪ EOS.IO Une plateforme blockchain conçue pour les cas d'utilisation publics et privés dans le monde réel
  • 14. Les algorithms de concensus 14Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT ▪ Proof of Work (PoW) ▪ Proof of Autority (PoA) ▪ Proof of Stake(PoS) ▪ Proof of Elapsed-Time(PoET) ▪ Practical Byzantine Fault Tolerance(PBFT)
  • 15. État de l’art – Projets Smart Grids existants 15Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT TransActive Grid (Brooklyn Microgrid) ▪ Un projet de système électrique décentralisé communautaire à l’échelle d’un quartier de de New York, développé dans la joint- venture de deux entreprise: Lo3 Energy et ConsenSys. ▪ Physiquement se divise en Producteurs/Consommateurs et Batiments/Consommateurs ▪ Les utilisateur de paient leur consommation d’énergie en un jeton via la blockchain
  • 16. État de l’art – Projets Smart Grids existants 16Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Power ledger ▪ Une initiative de l’entreprise australienne « Power Ledger » fondée en 2016 et spécialisée dans la gestion de la distribution d'énergie ▪ Permet d'acheter et de revendre de l'électricité localement via une infrastructure utilisant la blockchain Ethereum ▪ Utilise un système de jetons pour pour effectuer ses transactions
  • 17. État de l’art – Projets Smart Grids existants 17Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Share&Charge ▪ Une plateforme décentralisée qui relie les propriétaires de véhicules électriques à des stations de recharge privées et publiques en Allemagne. ▪ Elle utilise la blockchain Ethereum et fonctionne avec une crypto- jeton
  • 18. État de l’art – Projets Smart Grids existants 18Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Sunchain ▪ Une start-up du cabinet d’études perpignanais Tecsol de France qui propose une architecture blockchain permettant le déploiement de nombreuses applications pour l’autoconsommation collective de l’énergie solaire
  • 19. Implémentation de la preuve de concept 19Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Développement d’une blockchain privée en utilisant le réseau Ethereum - Raspberry pi 3 - Ordinateur
  • 20. 20Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Implémentation de la preuve de concept Ressources logicielles
  • 21. 21Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Implémentation de la preuve de concept Processus de mise en place de la blockchain
  • 22. 22Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Implémentation de la preuve de concept Processus de mise en place de la DApp
  • 23. Expérimentations et résultats 23Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
  • 24. Expérimentations et résultats 24Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Présentation d'une console geth attachée à un noeud blockchain démarré 1 2 3 45 6 du premier 7 8
  • 25. Expérimentations et résultats avec Truffle 25Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Expérimentation avec notre cryptomonnaie (EVToken) 1 2 3 5 4
  • 26. Expérimentations et résultats avec Truffle 26Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Expérimentation avec notre cryptomonnaie (EVToken)
  • 27. Expérimentations et résultats avec Truffle 27Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Expérimentation avec notre cryptomonnaie (EVToken)
  • 28. Expérimentations et résultats avec Truffle 28Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Expérimentation avec le smart contract UserChargeSession
  • 29. Expérimentations et résultats avec Truffle 29Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Expérimentation avec le smart contract UserChargeSession
  • 30. Expérimentations et résultats 30Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Client web
  • 31. Expérimentations et résultats 31Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Client web
  • 32. Expérimentations et résultats 32Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Client web
  • 33. Expérimentations et résultats 33Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Client web
  • 34. Expérimentations et résultats 34Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT Client web
  • 35. Contraintes liées au projets 35 ❖ Contraintes liées à l’interconnexion des nœuds blockchain ❖ Difficultés avec le langage solidity ❖ Difficultés de version avec truffle ❖ Difficultés en terme de ressources matérielles Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
  • 36. Conclusion et perspective 36 - Il s’agit d’un projet large, le reste est à venir ... Perspective: - Utiliser des appareils avec beaucoup plus de ressources de mémoire et aussi d’augmenter le nombre de nœuds blockchain afin de mieux évaluer la performance du système; - Implémenter le module pour le paiement d'énergie sur le réseau; - Finaliser l’application web pour interagir avec le système. Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT
  • 37. Merci pour votre attention! 37Soutenance de mémoire de Mongetro GOINT