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# Réseau métier Blockchain Enseignement Supérieur et Recherche

Ce document décrit la création, les objectifs et le mode de fonctionnement du réseau métier "Blockchain ESR" (Blockchain Enseignement Supérieur et Recherche).

Ce réseau est porté par :

**Cédric GOBY** - [cedric.goby@inrae.fr](mailto:mailto:cedric.goby@inrae.fr)  
Administrateur systèmes, Responsable Données Opérationnel (RDO)  
**INRAE** (Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement)  
[AGAP Institut - UMR 1334](https://umr-agap.cirad.fr/) - Équipe [Génomique évolutive et gestion des populations](https://umr-agap.cirad.fr/nos-recherches/equipes-scientifiques/genomique-evolutive-et-gestion-des-populations/contexte) (GE²pop).

**Emmanuel LANDRIVON** - [emmanuel.landrivon@ircelyon.univ-lyon1.fr](mailto:mailto:emmanuel.landrivon@ircelyon.univ-lyon1.fr)  
Responsable instrumentation  
**CNRS** (Centre national de la recherche scientifique)  
[IRCELyon - UMR 5256](https://www.ircelyon.univ-lyon1.fr/)

## Contexte

La chaîne de blocs (blockchain) est une technologie qui permet de garder la trace d'un ensemble de transactions (écritures dans la blockchain), de manière décentralisée, sécurisée et transparente, sous forme d'une chaîne de blocs.

Une blockchain peut donc être assimilée à un grand registre (public ou privé) infalsifiable.

La blockchain est aujourd'hui utilisée dans de nombreux domaines car elle apporte des solutions à de nombreuses problématiques, par exemple dans le domaine de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche :

  * Propriété intellectuelle : Attribution certaine de la propriété, antériorité, gestion des droits et des licences sur les données ou les productions scientifiques.
  * Métadonnées : Inscription des métadonnées des jeux de données dans la blockchain
  * Traçabilité : Historique inviolable du cycle de vie des données, des échantillons, des produits agricoles ou de la maintenance des équipements scientifiques.
  * Objets connectés : Stockage et consultation des données issues de capteurs (Température, mouvement, GPS…), gestion des alertes.
  * Diplômes et certificats : La technologie blockchain assure l’authenticité et l'inviolabilité des diplômes.
  * Vote électronique : Des résultats incontestables, infalsifiables et consultables par tous.

La plupart de ces points ont un lien avec les problématiques de science ouverte, couverts notamment à INRAE par la [Direction pour la science ouverte (DipSO)](https://www6.inrae.fr/dipso/) et du [CATI PROSODIe](https://prosodie.cati.inrae.fr/) Partage, Reproductibilité et Ouverture Scientifique des Objets Digitaux de INRAE.

En effet, **la blockchain permet de certifier, de manière inaliénable, irréfutable et en toute transparence, la propriété et l'authenticité des données, ainsi que, par exemple, la licence d'utilisation et la date de production des données.**

**Les acteurs de la recherche sont alors plus ouverts à la diffusion de leurs données (fichiers, résultats, protocoles, publications…) puisqu'ils savent que, notamment, la propriété, le contenu et les conditions d'utilisation des données ne pourront pas être altérés.**

### Fonctionnement d'une blockchain

#### Le principe de la distribution

La particularité de la blockchain est qu'elle fonctionne sans organe central de contrôle.
Au lieu d'être regroupées à un seul endroit ou de passer par un seul intermédiaire, les transactions (écritures dans la blockchain) sont distribuées entre tous les serveurs des membres d'un réseau.

#### Rôle des utilisateurs

Une blockchain peut être publique et libre d'accès, ou bien privée et seulement ouverte à des membres autorisés.
Dans tous les cas, les utilisateurs sont au cœur du processus puisqu'ils contribuent à la sécurité des transactions en mettant à disposition des ressources informatiques pour assurer la validité des blocs. Les ordinateurs sont qualifiés de « nœuds du réseau » et possèdent chacun une reproduction de la blockchain à laquelle ils participent.

#### Des blocks à la blockchain

  * Lorsqu'une transaction est effectuée, elle est regroupée avec d'autres au sein d'un bloc et ne peut plus être modifiée.
  * Les mineurs valident le bloc grâce à des techniques cryptographiques.
  * Une fois le bloc validé, il est ajouté à la chaîne de blocs accessible à tous les utilisateurs. Rien ne peut être modifié ni effacé : il faudrait ajouter une nouvelle transaction en cas d'erreur.
  * La transaction est horodatée et finalisée.

![Des blocks à la blockchain](https://forgemia.inra.fr/cedric.goby/blockchain-esr/-/raw/master/source/images/blocks-blockchain.png){width=100%}

Le mot transaction doit être entendu au sens large du terme. Cela peut être l'enregistrement d'une donnée, l'adresse d'une ressource, les métadonnées d'un jeu de données, le hachage d'un fichier ou l'exécution d'une application sur la blockchain (smart contract)…

### Avantages de la blockchain

#### Sécurité

La blockchain est un système inviolable, ce qui constitue son principal atout. Pour parvenir à pirater une blockchain, il faudrait hacker une multitude de base de données différentes (dont le nombre se compte en dizaines de milliers) et non une seule, puisque le dispositif n'est pas centralisé mais distribué.
A noter également qu'une blockchain est doublement sécurisée car une transaction nécessite deux clés. Une clé privée pour crypter une transaction, et une clé publique qui sert d'adresse pour en définir le récepteur. Chaque transaction est alors rendue infalsifiable et ne peut être modifiée.

#### Transparence

Tous les membres d'un réseau participent à la validation des échanges intégrés à une blockchain, et contribuent à la vérification de la fiabilité des émetteurs et récepteurs des transactions.
Cela signifie aussi qu'en cas de fraude, l'ensemble des utilisateurs serait immédiatement au courant.
Pour autant, les membres d'une blockchain n'ont pas accès à des informations qui ne les concernent pas. Les données privées restent protégées.

#### Autonomie

L'infrastructure d'une blockchain fonctionne en autonomie : le principe même de cette technologie supprime le tiers de confiance humain tel que le banquier qui valide un échange et prend une commission.
Au sein d'une blockchain, ce sont des programmes informatiques et des lignes de code qui effectuent des transactions, sans intervention. C'est notamment le cas des « smart contracts », des programmes autonomes capables d'exécuter des contrats selon des règles définies.

## Réseau métier Blockchain ESR

> "La technologie blockchain promet des transactions programmables sans intervention d'un tiers de confiance. Le potentiel disrupteur d'une telle innovation appelle une stratégie publique alliant régulation et soutien à l'innovation... sans attendre."
>
> Rapport "[Les enjeux des blockchains](https://www.strategie.gouv.fr/sites/strategie.gouv.fr/files/atoms/files/fs-rapport-blockchain-21-juin-2018.pdf)" - France Stratégie -  2018


Dans ce contexte, la création d'un réseau métier "Blockchain ESR" permettra de fédérer les nombreux acteurs concernés par l'utilisation de la blockchain.

Le lancement officiel du réseau est programmé pour le second semestre 2024.

### Objectifs

Les objectifs du réseau "Blockchain ESR" sont :

  * Développer et déployer des applications basées sur la blockchain avec une sélection de cas d'usages.
  * Acquérir de nouvelles compétences.
  * Explorer les applications possibles dans les domaines de la certification, de la traçabilité, de l’accès ouvert, du stockage des données et de la gouvernance.
  * Diffuser l'ensemble des résultats dans le domaine public.
  * Créer une blockchain ESR nationale opérée par des institutions publiques "Enseignement Supérieur et recherche".

### Cas d'usage

Pour les premiers travaux du réseau "Blockchain ESR" nous avons retenu deux cas d'usage.

**1 Certification :**

La blockchain offre une solution robuste pour assurer l'authenticité et pour protéger la propriété intellectuelle des jeux de données ou des logiciels. En enregistrant la propriété de ces séquences sur une blockchain, les chercheurs et les institutions peuvent prouver de manière indélébile leur antériorité sur une découverte ou une création. De plus, grâce à des contrats intelligents, il est possible de définir des conditions d'accès, d'utilisation ou de partage de ces données, garantissant ainsi les droits d'utilisation tout en facilitant la collaboration et le partage sécurisé entre les parties.

**2 Enregistrements d’événements :**

La blockchain peut jouer un rôle crucial dans la surveillance environnementale et industrielle. Imaginons un réseau de capteurs déployés pour surveiller la température d'un entrepôt ou d'une chaîne de production. Si la température dépasse un certain seuil, une alerte est automatiquement enregistrée sur la blockchain. Grâce à la nature immuable de cette technologie, il est impossible de modifier ou de supprimer cette alerte une fois qu'elle a été enregistrée. Cela garantit une traçabilité et une transparence totales des incidents, permettant aux parties prenantes de vérifier et de répondre rapidement à de telles situations.

### Livrables

  * Codes sources
  * Documentation technique
  * Bonnes pratiques
  * Tutoriels
  * Présentations

### Licences

Les documents, tutoriels, présentations, protocoles et médias produits par le réseau sont placés sous la "Licence Ouverte version 2.0" [etalab-2.0](https://spdx.org/licenses/etalab-2.0.html)

Les codes sources produits par le réseau sont placés sous la licence "GNU General Public License v3.0 or later" [GPL-3.0-or-later](https://spdx.org/licenses/GPL-3.0-or-later.html)

### Valorisation

La blockchain ESR souveraine et open source développée par le secteur public peut être mise à profit par les entreprises privées pour développer de nouveaux produits et services, générant ainsi des opportunités économiques.

#### Modèle économique

La blockchain ESR souveraine et open source serait déployée, opérée et maintenu exclusivement par des acteurs publiques. Les institutions publiques pourraient y accéder gratuitement sans payer les transactions sur la blockchain.

### Choix d'une blockchain

Plutôt que de créer immédiatement une blockchain "from scratch", et afin de pouvoir rapidement avancer sur les cas d'usage, nous avons décidé d'utiliser la blockchain "bloxberg" (sans b majuscule).

#### bloxberg

[bloxberg](https://bloxberg.org/) (sans b majuscule) est la blockchain de la science pour la science avec le plus grand réseau de PoA (Proof of Authority) au monde, géré uniquement par des organismes de recherche.

La mission de bloxberg est de faire progresser la science avec sa propre infrastructure de blockchain et de permettre à la société dans son ensemble de sécuriser les données.

Dédiée à cette mission, l'association bloxberg facilite et accélère l'usage de la blockchain décentralisée bloxberg et les applications scientifiques fonctionnant sur cette blockchain. 

Les activités principales de l'association bloxberg impliquent :

  * Un réseau d'organismes de recherche internationaux dans le domaine de la technologie blockchain
  * L'exploitation et le développement ultérieur de la blockchain bloxberg
  * La facilitation des échanges au sein de la communauté scientifique blockchain
  * L'établissement et l'approfondissement des contacts internationaux échange d'expériences entre la science, les affaires, la technologie, l'administration et la justice

bloxberg est une blockchain basée sur ETHEREUM. Cette dernière permet l'exécution de "smart contracts". Les "smart contracts", ou contrats intelligents, sont des programmes informatiques déployés sur une blockchain, qui exécutent un ensemble d’instructions pré-définies.

L'utilisation de la Proof-Of-Authority (PoA) pour valider les blocs ne nécessite aucune puissance de calcul. Ceci limite drastiquement la consommation énergétique de l'infrastructure et permet d'entrer dans le cadre de la politique responsabilité sociétale et environnementale (RSE) de INRAE.

En utilisant l'API bloxberg il est possible d’interagir avec la blockchain bloxberg en utilisant n'importe quel langage de programmation. On peut ainsi facilement intégrer bloxberg à des logiciels ou des scripts existants.

En janvier 2023[AGAP Institut](https://bloxberg.org/new-consortium-member-for-bloxberg-agapinstitute/) est la première institution française à adhérer à l'association [bloxberg](https://bloxberg.org/), suivi en août 2023 par [IRCELyon](https://www.ircelyon.univ-lyon1.fr/). 
L'adhésion à bloxberg permettra à AGAP Institut et IRCELyon d'utiliser librement cette blockchain.

## Fonctionnement du réseau

### Rejoindre le réseau

Le réseau "Blockchain ESR" est ouvert à tous les personnels ou entités de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche au niveau international, quels que soient leurs domaines d'activité, qui souhaiteraient y participer activement ou en tant que simples observateurs.

"Blockchain ESR" est un réseau métier rattaché au département Biologie et Amélioration des Plantes [(BAP)](https://intranet.inrae.fr/bap/Vie-et-Animation-Scientifique/Reseaux) de L’institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement [(INRAE)](https://www.inrae.fr/)

### Membres du réseau

Sandrine Sabatié  
Ingénieure en ingénierie logicielle - INRAE, Interface [MITI-CNRS](https://miti.cnrs.fr/)

Paule Teres  
Responsable du Centre de Ressources Biologiques [GAMéT](https://umr-agap.cirad.fr/l-unite/centres-de-ressources-biologiques/crb-gamet-montpellier/contexte-et-enjeux) (Graines Adaptées aux conditions méditerranéennes et Tropicales) - Cirad, INRAE

Thomas Lallart  
Responsable [Sécurité des Systèmes d'Information](https://cybersecurite.intranet.inrae.fr/) - INRAE

Franck De Wit  
Technicien Internet of Things, impression 3D [AGAP Institut](https://umr-agap.cirad.fr/) - INRAE, Cirad, Institut AGRO, Université de Montpellier

Martin K. Amouzou  
Ingénieur de données, réseau [ARDoISE](https://recherche.data.gouv.fr/fr/page/ardoise-atelier-rennais-de-la-donnee-information-et-soutien-aux-equipes-de-recherche) - Université Rennes 2, Université de Rennes

Micaël Aliouat  
Juriste Droit du numérique et LegalTech au Pôle Droit de la Recherche de la [Direction des affaires juridiques](https://intranet.inrae.fr/daj/) - INRAE

Daniel Jacob  
Ingénieur de Recherche, développeur logiciel [Maggot (Matadata aggregation on data storage)](https://inrae.github.io/pgd-mmdt/)  - INRAE

Jonathan MINEAU-CESARI  
Data Steward - Administrateur Système d'Information, INRAE Direction pour la Science Ouverte [(DipSO)](https://science-ouverte.inrae.fr/fr/la-science-ouverte/la-direction-pour-la-science-ouverte)

### Outils de travail collaboratif

Des outils de travail collaboratif seront progressivement mis à disposition des membres du réseau, avec dès à présent :

  * Une liste de diffusion RENATER : [https://groupes.renater.fr/sympa/info/blockchain-esr](https://groupes.renater.fr/sympa/info/blockchain-esr)  accessible via la Fédération d'Identité.
  * Un dépôt pour les codes sources et la documentation : [https://forgemia.inra.fr/cedric.goby/blockchain-esr](https://forgemia.inra.fr/cedric.goby/blockchain-esr)

### Réunion annuelle bilan et perspectives

Une réunion des membres du réseau sera organisée chaque année pour échanger, dresser un bilan et définir les prochains objectifs.


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