Analyse via la théorie des jeux sur les comportements des utilisateurs blockchain

Abstract

The disruptive technology born in 2008 with Bitcoin and known as blockchain represents a significant quality leap from the distributed database technology. Distributed systems theory provides then models and techniques to analyze some protocols characterizing the technology, however in order to analyze a blockchain system additional considerations on its users need to be done. This thesis aims at analyzing the different behaviors of the users operating in blockchains or more in general in DLTs (i.e., Distributed Ledger Technologies).The latter are considered as rational agents, fully aware of all actions available to them and capable of choosing the one they feel is the best for themselves. Game theory is then used to model situations where users are called to choose and perform certain actions within the DLT environment. This thesis analyzes different users as well as different blockchains with the scope of providing a general overview on the topic and formal results on their behaviors ; users may indeed be honest vis-à-vis of other users or they may behave maliciously (as Byzantine nodes) attacking the blockchain system.La technologie disruptive née en 2008 avec Bitcoin et connue sous le nom de blockchain représente un saut qualitatif important par rapport à la technologie des bases de données distribuées. La théorie des systèmes distribués fournit alors des modèles et des techniques pour analyser certains protocoles caractérisant la technologie, cependant afin d’analyser un système blockchain des considérations supplémentaires sur ses utilisateurs doivent être faites. Cette thèse vise à analyser les différents comportements des utilisateurs opérant dans les blockchains ou plus largement dans les DLTs (i.e., Distributed Ledger Technologies). Ces derniers sont considérés comme des agents rationnels, pleinement conscients de toutes les actions à leur disposition et capables de choisir celle qui leur semble la meilleure pour eux-mêmes. La théorie des jeux est alors utilisée pour modéliser des situations o`u les utilisateurs sont appelés à choisir et à effectuer certaines actions dans l’environnement DLT. Cette thèse analyse différents utilisateurs ainsi que différentes blockchains dans le but de fournir une vue d’ensemble sur le sujet et des résultats formels sur leurs comportements ; les utilisateurs peuvent en effet être honnêtes vis-`a-vis des autres utilisateurs ou se comporter de manière malveillante (comme des noeuds byzantins) en attaquant le système blockchain