Au-delà des Blockchains : Modules de construction pour les applications à grande échelle zero-confiance multi-utilisateurs – ByBloS

Research on Byzantine fault tolerance has until now focused primarily on state machine replication protocols (using Byzantine consensus, or equivalently BFT atomic broadcast). The resulting proto- cols are robust but unfortunately particularly costly, and do not scale well. Permissionless Blockchains and distributed ledgers have overcome some of the scalability limitations of traditional BFT replication protocols, and allowed the construction of open (a.k.a., permissionless) BFT systems, essentially by relaxing some of the guarantees of BFT consensus. Blockchains remain however partic- ularly costly and complex. Finally, BFT research has historically been little concerned by privacy issues, and recent efforts in this area have been mainly limited to cryptocurrencies and voting or reputation systems.

Our central argument in ByBloS is that many applications, including several on-line services and cryptocurrencies, do not need the strong ordering guarantees provided by classical BFT consensus algorithms and Blockchain systems, while requiring strong privacy protection that is typically absent from traditional BFT algorithms. Our core hypothesis is that such applications can strongly benefit from weaker consistency criteria, allowing for much more efficient yet robust BFT implementations, and opening the path for the efficient implementation of privacy mechanisms. We contend that achieving this vision requires solving three core intertwined challenges.

Au cours des dix dernières années, les systèmes à base de Blockchain ont profondément marqué la société et la recherche. Les algorithmes qui les sous-tendent sont cependant souvent inefficaces et passent mal à l'échelle, pour des raisons inhérentes à l'ordre total que ces algorithmes cherchent à appliquer à leurs opérations, ordre total qui implique à son tour un accord tolérant aux byzantins, l'un des problèmes les plus difficiles en informatique répartie. Pour surmonter ces limites, nous proposons dans ce projet une approche tangencielle, en remarquant que de nombreuses applications - y compris les cryptomonnaies - n'exigent pas un tel accord, et peuvent au contraire être mises en oeuvre de manière beaucoup plus légère, et donc plus évolutive et plus efficace. Nous sommes par ailleurs convaincus que ces nouvelles applications tolérantes aux byzantins peuvent servir de fondations à des services en ligne multi-utilisateurs de grande taille, et qu'en plus de la tolérance aux fautes byzantine, ces systèmes doivent donc également fournir des mécanismes robustes de protection de la vie privée, conçus dès leur origine pour exploiter les synergies implicites avec les mécanismes byzantins.