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Décentralisation du contrôle de conformité de processus opérationnels : approches par blockchain et séquence de pair-actions

Betti Quentin. (2021). Décentralisation du contrôle de conformité de processus opérationnels : approches par blockchain et séquence de pair-actions. Thèse de doctorat, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

La gestion de processus d’affaires (ou BPM, pour Business Process Management) fait l’objet d’un intérêt majeur et croissant dans l’industrie et la recherche académique. La principale explication a ce phénomène réside dans le fait que le BPM améliore grandement les performances et la flexibilité globales de l’exécution de processus opérationnels. Cette amélioration repose en partie sur la possibilité d’automatiser les contrôles de conformité des processus, qui assurent que ces derniers suivent une exécution valide par rapport aux modèles mis en place. En outre, depuis une quinzaine d’années, on a pu observer l’avènement des processus opérationnels centres sur les artefacts. Dans cette approche, plus intuitive et flexible, l’enchainement des opérations possibles est exprimé par l’ensemble des contraintes, appelé cycle de vie, que les pairs intervenant dans le processus doivent respecter lorsqu’ils interagissent avec les objets physiques ou virtuels manipules en son sein, appelés artefacts. Contrôler la conformité d’un tel processus revient alors à vérifier que les cycles de vie des artefacts sont respectés, et ce à toutes les étapes du processus. Dans ce domaine, les travaux de recherche et les solutions industrielles actuelles se basent néanmoins principalement sur des architectures centralisées, qui représentent plusieurs inconvénients en termes de sécurité et flexibilité. L’objet de cette thèse est donc de proposer des approches embrassant une décentralisation complète du procédé de vérification de conformité. La première d’entre elles consiste à stocker la totalité des manipulations sous la forme de transactions incluses dans une blockchain Ethereum. En effet, la blockchain permet l’établissement de registres décentralisés, immuables et authentifiés. Plus précisément, les actions sont stockées par l’intermédiaire de smart contracts, programmes partagés et exécutés par tous les nœuds du réseau blockchain. Nous appliquons cette architecture à un scénario concret de livraisons de colis dans un contexte de logistique hyperconnectée. Plusieurs propriétés de cycle de vie pertinentes dans ce milieu sont exprimées, implémentées et vérifiées à l’aide de BeepBeep, une bibliothèque de Complex Event Processing (CEP).Bien que fonctionnelle, l’approche par blockchain expose des inconvénients majeurs, notamment en termes du nombre d’actions qu’il est possible de traiter dans un temps donné, jugé insuffisant dans certains contextes. Nous proposons alors une approche originale où les actions sont stockées directement dans l’artefact manipulé sous la forme d’une séquence de pair-actions. Les séquences de pair-actions permettent de construire des historiques immuables composés d’actions confidentielles et authentifiées. Cette solution repose uniquement sur l’utilisation de mécanismes de chiffrement et de hachage classiques, là où les technologies de type blockchain nécessitent également un consensus pour l’agrégation de blocs de transactions. Les résultats expérimentaux montrent que l’ajout d’actions dans une séquence de pair-actions est plus rapide qu’en utilisant une blockchain Ethereum, tout en provoquant un surplus en mémoire inférieur. De plus, les séquences de pair-actions n’impliquent aucune restriction sur les types de cycles de vie et d’artefacts manipulés ; elles permettent donc une abstraction complète de l’implémentation du contrôle de conformité. Ces éléments, combinés à d’autres, font des séquences de pair-actions une alternative décentralisée, sécurisée, efficace et flexibleà la blockchain et aux solutions existantes intervenant dans le BPM.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Thèse de doctorat)
Date:2021
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Doctorat en sciences et technologie de l’information
Nombre de pages:291
ISBN:Non spécifié
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie informatique et génie logiciel
Sciences naturelles et génie > Sciences mathématiques > Informatique
Sciences naturelles et génie > Sciences mathématiques > Mathématiques appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département d'informatique et de mathématique > Programmes d'études de cycles supérieurs en informatique (doctorat)
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Hallé, Sylvain
Khoury, Raphaël
Mots-clés:blockchain, cycles de vie, Ethereum, monitoring, systèmes décentralisés, vérification, décentralisation, cryptographie, artefacts
Déposé le:23 févr. 2022 14:45
Dernière modification:11 mars 2022 00:08
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