L’Ecole doctorale : Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris

et le Laboratoire de recherche SAMOVAR – Services répartis, Architectures, Modélisation, Validation, Administration des Réseaux

présentent

l’AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur Alexandre MOREAUX

Autorisé à présenter ses travaux en vue de l’obtention du Doctorat de l’Institut Polytechnique de Paris, préparé à Télécom SudParis en :

Mathématiques et Informatique

« Traçage du contenu visuel, droits de propriété intellectuelle & blockchain: de l’abstraction des processus à l’interopérabilité fonctionnelle »

le JEUDI 14 DÉCEMBRE 2023 à 14h00

à

0D20
19 Place Marguerite Perey 91120, Palaiseau

Membres du jury :

M. Mihai MITREA, Maître de conférences, Télécom SudParis, FRANCE – Directeur de these
M. Touradj EBRAHIMI, Professor, EPFL, SUISSE – Rapporteur
M. Farid MOKRANE, Professor, Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis, FRANCE – Rapporteur
M. Azeddine BEGHDADI, Professor, Université Sorbonne Paris Nord, FRANCE – Examinateur
Mme Sabrina CALDWELL, Maîtresse de conférences, Australian National University, AUSTRALIE – Examinateur
Mme Sara TUCCI-PIERGIOVANNI , Docteure, CEA-LIST, FRANCE – Examinateur

« Traçage du contenu visuel, droits de propriété intellectuelle & blockchain: de l’abstraction des processus à l’interopérabilité fonctionnelle »

présenté par Monsieur Alexandre MOREAUX

Résumé :

En amenant un niveau de confiance et d’immutabilité jusqu’alors inégalé, l’émergence synchrone du paradigme du web3 et des blockchains applicatives a ouvert de nouvelles perspectives dans le domaine du contenu visuel et de la gestion des droits de propriété intellectuelle sous-jacents. Cependant, outre les problèmes endémiques à l’aspect décentralisé des blockchains, cette association a également mis en lumière de nouveaux défis. La thèse aborde cinq de tels défis à travers le prisme des deux concepts fondamentaux des blockchains applicatives, à savoir les tokens et les Smart Contracts, et de leur interopérabilité (i.e., à leur capacité à partager des données avec d’autres briques applicatives). Les deux premiers sujets abordés concernent les tokens, i.e., la représentation d’actifs sur la blockchain, qui ont fait l’objet de vives critiques de la part des experts et du public en raison de (1) leurs modes de distribution et de leurs (2) lacunes quant aux droits de propriété intellectuelle. Si une partie de l’aversion envers les tokens résulte d’une incompréhension fondamentale à l’égard de ce qu’ils sont, d’importantes limitantes techniques ont également fait surface au fil des ans. De plus, les tokens ont également été confrontés à des problèmes réglementaires et juridiques qui ont contribué à leur réputation ambiguë. Les deux sujets de recherche suivants concernent les Smart Contracts, i.e., les logiciels immuables qui peuvent être déployés sur les blockchains et qui servent notamment aux applications décentralisées (dApps). Au-delà de leur sensibilité aux erreurs humaines, les Smart Contracts sont confrontés à des limitations fondamentales comme (3) le seuil élevé de connaissances techniques requises à leur development et (4) leurs capacités de calcul limitées. De surcroît, il est important de comprendre que ces limitations ne sont pas seulement dues à la relative nouveauté du concept mais au fait que la notion de Smart Contract ne vise pas à remplacer celle du logiciel web2 et qu’elles doivent être pensées comme complémentaires. La thèse répond tout d’abord à ces quatre premières problématiques via l’abstraction de processus connus afin de concevoir, spécifier, et implémenter des briques méthodologiques répondant à des attentes définies par notre analyse bibliographique du sujet. Les quatre premières contributions sont : • Un mode de distribution de contenu visuel produit par des objets connectés via un courtier automatique doté de capacités de dépôt fiduciaire basé sur un système de confiance numérique. • Une structure logicielle indépendante des marchés standards mettant les Smart Contracts au niveau conceptuel des tokens afin de garantir l’applications de DPI lors de l’échange de ces derniers. • Un processus permettant la génération systématique et agnostique à l’environnement blockchain de Smart Contracts à partir d’ontologies. • Une méthodologie associant de manière mutuellement bénéfique des éléments web2 et web3 qui permet le calcul d’empreintes numériques (fingerprints), dont le coût est normalement prohibitif dans un environnement blockchain. Enfin, le dernier sujet traité est celui de (5) la polyvalence des briques applicatives que nous aborderons par l’interopérabilité des quatre premières contributions dans une architecture permettant la prise en charge de contenu visuel dans l’environnement blockchain de sa création authentifiée jusqu’à sa distribution tracée et conforme aux droits de propriété intellectuelle. Cette association démontre la capacité de nos briques méthodologiques à être intégrées dans des solutions plus complexes et à répondre à des problèmes tangibles. Nous conclurons cette thèse avec une analyse macroscopique de notre travail, mettant en perspective nos contributions vis-à-vis de du futur des blockchains que nous prévoyons à court et à long terme.
Abstract :

The emergence of the web3 paradigm and the proliferation of application-oriented blockchains opened new perspectives to the field of visual content and the management of underlying Intellectual Property Rights (IPR) by providing a level of trust and immutability previously unmatched. Yet, this novel association remains vulnerable to discovered flaws and highlights shortcomings endemic to the blockchain space. This thesis addresses five such issues relating to the two fundamental concepts of applicative blockchains, namely tokens and Smart Contracts, and of their interoperability (i.e., as the ability to seamlessly share data). The first two issues deal with tokens, i.e., the blockchain representation of assets, which have been under heavy fire from experts and the public due to their (1) centralized distribution and (2) general disregard for Intellectual Property Rights. While some issues tokens have faced result from a fundamental misunderstanding of what they are, severe technical limitations in their use and distribution have surfaced over the years. These limitations were also accompanied by regulatory pain points resulting in some of the biggest scandals of the past decade, generating an overall negative perception of web3 technologies. The following two issues relate to Smart Contracts, i.e., immutable blockchain software that notably power decentralized applications (dApps). Although they have fed into problems through human oversights and errors, their main issues lie in their (3) technical knowledge requirements and (4) limited on-chain computation capabilities. Indeed, the relative novelty of the concept makes these programming languages less developer-friendly than their web2 counterparts, and users must accept that the Smart Contract paradigm is not a substitute for legacy software and answers to its own rules. We begin by addressing these first four pain points by abstracting processes and designing, specifying, and implementing methodological frameworks that answer requirements stemmed from the gaps identified in our state-of-the-art study. The first four contributions are: • A zero-trust, systematic distribution means for sensitive Internet of Media Things (IoMT)-produced content powered by an automatic broker with escrow functionalities. • A zero-trust, rule-enforcing, marketplace-agnostic framework revolving around a paradigm shift putting Smart Contracts at the abstraction level of tokens. • A workflow enabling the systematic, blockchain-agnostic generation of Smart Contracts via formalized ontologies. • A methodology enabling the mutually beneficial association of web2 and web3 by allowing usually prohibitively expensive visual fingerprinting to occur in blockchain environments. Finally, we address the overarching issue of (5) applicative workflow versatility by demonstrating the interoperation of all four previous methodological contributions into an architecture supporting the entire lifecycle of visual assets in blockchains, from their authenticated creation to their tracked and IPR-compliant distribution. This combination not only demonstrates the ability of our technologies to be integrated into larger frameworks but their capacity to answer real-world challenges. Our parting words constitute a macro analysis of our methodologies and put our efforts into perspective with the blockchain space, opining on its short and long-term directions.