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Blockchain, IoT et AI – A Perfect Fit – The Startup

Blockchain, IoT et AI - A Perfect Fit - The Startup


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Auteurs: Riccarda Joas, Jonas Gross, Philipp Sandner (version allemande ici)

La blockchain, l'IoT et l'IA sont des technologies innovantes qui ouvriront la voie à la transformation numérique et perturberont diverses industries. Ces trois technologies convergeront et créeront de nouveaux modèles commerciaux: les agents autonomes (c.-à-d. Capteurs, voitures, machines et autres appareils IoT) agiront comme des centres de profit propres 1) dotés d'un jumeau numérique exploitant l'IoT, 2) qui envoient et recevoir de l'argent en tirant parti de la technologie blockchain et 3) qui prennent des décisions de manière autonome en tant qu'agents économiques indépendants tirant parti de l'IA et de l'analyse de données. Nous soutenons que cette convergence des technologies conduira au développement de tels modèles économiques autonomes et à la transformation numérique des entreprises.[1]

Aujourd'hui, la technologie blockchain, l'internet des objets (IoT) et l'intelligence artificielle (IA) sont des innovations remarquables, qui amélioreront les processus commerciaux, donneront naissance à de nouveaux modèles commerciaux et bouleverseront des secteurs entiers:

  1. Blockchain, par exemple, peut accroître la confiance, la transparence, la sécurité et la confidentialité des processus métier en fournissant un grand livre distribué décentralisé. Précisément, la technologie blockchain ou, en général, la technologie des registres distribués peut stocker toutes sortes d'actifs similaires à un registre.
  2. IoT stimule l'automatisation des industries et la convivialité des processus d'affaires, ce qui est essentiel pour l'industrie allemande et européenne.
  3. AI améliore les processus en détectant les modèles et en optimisant les résultats de ces processus.

Actuellement, l'interconnexion entre ces innovations est principalement négligée. Cependant, ces innovations peuvent et doivent être appliquées conjointement et convergeront à l'avenir. Un lien possible entre ces technologies pourrait être que l'IoT collecte et fournit des données, la blockchain offre l'infrastructure et définit les règles d'engagement tandis que l'IA optimise les processus et les règles. De par leur conception, la blockchain, l'IoT et l'IA sont des compléments et peuvent exploiter leur plein potentiel si elles sont combinées.

Cet article traite de la valeur ajoutée que la blockchain, l'IoT et l'IA peuvent apporter aux entreprises. Nous soutenons que la convergence de ces technologies peut être particulièrement bénéfique pour la gestion des données, la gestion des identités et l'automatisation des processus métier.

Figure 1: Convergence des technologies

Les appareils IoT, tels que les capteurs, les machines, les voitures ou les réseaux intelligents, collectent une grande quantité de données. Ces données sont souvent stockées dans une base de données centralisée. Généralement, ces données manquent de standardisation car différents systèmes hérités pour la collecte et le stockage des données sont utilisés. La technologie Blockchain pourrait soutenir la standardisation des données en mettant en place une plate-forme numérique harmonisée pour les données IoT accessibles à plusieurs parties. Sur les systèmes de blockchain, les données sont stockées dans un format de données en raison de l'utilisation de fonctions de hachage. Par conséquent, les données seraient hautement normalisées. De plus, la taille des données stockées serait fortement réduite puisque les fonctions de hachage transforment les données obtenues en une chaîne d'une longueur spécifique. Par conséquent, la gestion des données pourrait être optimisée par une standardisation accrue des données.

Dans les systèmes de blockchain, la cryptographie sous-jacente permet un degré élevé de confidentialité. Sur la plupart des chaînes de blocs, par exemple, la chaîne de blocs utilisée pour Bitcoin ou Ethereum, les transactions sont effectuées de manière pseudonyme. Cependant, il est également possible d'activer des transactions totalement anonymes comme c'est le cas par exemple avec Monero ou Zcash. L'architecture des systèmes de blockchain, c'est-à-dire l'infrastructure à clé privée / publique, permet également le cryptage complet des données stockées et transmises de sorte que, si vous le souhaitez, seul l'appareil lui-même peut lire et écrire ses propres données.

La confidentialité des données est particulièrement bénéfique dans le contexte de l'IoT. Dans l'IoT, les machines et les appareils stockent une grande quantité de données sensibles. Il est essentiel de garantir la confidentialité et la sécurité des données stockées. Il est courant d'envoyer des données IoT directement de la machine à la base de données respective à des fins de collecte. Cependant, ces données n'ont pas un degré élevé de confidentialité car elles ne sont pas cryptées. La technologie Blockchain ajoute de la valeur car elle peut facilement garantir la confidentialité des données collectées. Cependant, il existe un compromis entre un niveau élevé de confidentialité et de contrôle des activités illicites. Dans le cas où les transactions sont anonymes, il n'est pas possible de déduire le nom et l'adresse de l'expéditeur de la transaction. Cet anonymat comporte des activités illicites telles que le blanchiment d'argent ou le financement du terrorisme. Dans ce cas, l'IA peut être utile et peut accroître la sécurité en détectant les activités illicites. Yin et al. (2019) proposent d'utiliser l'IA, en exploitant l'analyse de données, pour réduire le risque d'activités illicites sur la blockchain, qui résulte de l'anonymat des transactions. Notez que les technologies d'IA bénéficient de la grande quantité de données IoT fournies car les algorithmes d'IA apprennent des données.

Une limitation clé de l'IoT est la gestion de l'énorme quantité de données collectées. Pour améliorer l'évolutivité, l'utilisation de la technologie blockchain et de l'IA peut être très bénéfique. Les opposants à la technologie de la chaîne de blocs soutiennent que les systèmes de chaîne de blocs ne sont pas évolutifs en soi, car les mécanismes de consensus tels que la preuve du travail sont très énergivores. Cependant, il existe des mécanismes de consensus alternatifs tels que la preuve de participation ou la preuve d'autorité, qui sont plus économes en énergie et évolutifs. Bien entendu, les mécanismes de consensus seront et doivent encore être améliorés. Pour atteindre un niveau d'évolutivité plus élevé sur une blockchain, l'IA peut être utile. Liu et al. (2019) suggèrent l'utilisation d'un cadre d'optimisation des performances pour les systèmes IoT compatibles avec la blockchain. Ce système pourrait être basé sur l'apprentissage automatique. Les auteurs proposent un «algorithme basé sur DRL pour sélectionner / ajuster dynamiquement les producteurs de blocs, l'algorithme de consensus, la taille des blocs et l'intervalle des blocs pour améliorer les performances».

En outre, la technologie blockchain peut être appliquée à des fins d'authentification et est capable d'augmenter la confiance dans les participants du réseau en gérant l'identité des appareils IoT. En général, la gestion des identités se réfère généralement aux individus et aux entreprises, mais peut également faire référence aux appareils et machines IoT. Les identités basées sur la blockchain garantiront que les parties à la transaction recevront une identité numérique, basée sur leur véritable identité physique réelle: pour les cartes d'identité des individus et pour les entreprises, leur inscription au registre du commerce. Sur la base de ces identités, les transactions entre les particuliers et les entreprises - par exemple l'autopartage - mais aussi entre les particuliers et les machines - par exemple transport de passagers d'une voiture autonome - ou entre deux machines - par ex. la voiture autonome paie pour le stationnement - peut être effectuée et traitée de manière efficace avec de faibles coûts de transaction et une vitesse de transaction élevée.

IoT Analytics estime que plus de 20 milliards d'appareils seront connectés à Internet d'ici 2025. Ces appareils seront en partie connectés à un réseau de paiement nécessitant une nouvelle infrastructure de paiement. Les particuliers, les entreprises et les machines doivent être enregistrés avec leur identité numérique afin de participer à ce nouveau réseau de paiement. La technologie Blockchain est parfaitement adaptée pour fournir un système d'installation et de gestion des identités numériques de manière sécurisée et efficace. Par conséquent, la gestion des identités sur la blockchain sera d'une importance majeure à l'avenir. Comme pour les systèmes centralisés classiques, le système d'identité de la blockchain doit également respecter les lois sur la protection des données. En fait, la technologie de la blockchain avec ses systèmes d'accès et processus de chiffrement inhérents est encore meilleure que les systèmes non basés sur la blockchain capables, premièrement, de protéger les données par conception, deuxièmement, d'organiser la propriété des données et, troisièmement, de faciliter la monétisation des données. La blockchain permet également la sécurité de l'identité car les enregistrements sont immuables et difficiles à falsifier.

L'automatisation des processus métier est un autre domaine qui bénéficie fortement de l'application conjointe de la blockchain, de l'IoT et de l'IA. Les contrats intelligents ont un potentiel énorme pour générer des gains d'efficacité dans divers secteurs, mais ne sont actuellement pas largement adoptés dans l'industrie. Cela est dû au fait que les contrats intelligents classiques nécessitent des actifs cryptographiques. Cependant, les entreprises sont généralement réticentes à utiliser des actifs cryptographiques en raison de limitations réglementaires et économiques. Le principal inconvénient des actifs cryptographiques est leurs fluctuations de prix. Si un contrat intelligent est libellé en actifs cryptographiques, la partie destinataire est exposée à un risque de change élevé en raison de la volatilité du prix. Même si les pièces présentent une stabilité élevée des prix (pièces stables), elles pourraient ne pas être adoptées par la majorité des entreprises industrielles en raison de plusieurs inconvénients: premièrement, les pièces stables ne sont actuellement pas réglementées. Par conséquent, les entreprises peu enclines à prendre des risques ne cherchent pas à utiliser ces actifs. Deuxièmement, les systèmes informatiques et comptables des entreprises ne sont pas libellés en actifs cryptographiques mais en monnaies fiduciaires comme l'euro ou le dollar américain. La conversion de pièces stables en monnaies fiduciaires à des fins comptables est un fardeau opérationnel car elle coûte à la fois du personnel et des ressources financières.

Il n'y a qu'une seule façon dont les contrats intelligents peuvent déployer leur plein potentiel. Une monnaie fiduciaire basée sur la blockchain est nécessaire pour «transférer» le contrat intelligent. Seulement un euro numérique basé sur la blockchain permettrait des contrats intelligents libellés en euros, de sorte que les appareils IoT puissent offrir directement des services tels que le paiement à l'utilisation, le crédit-bail et l'affacturage. En raison d'un euro numérique basé sur la blockchain, ces nouveaux modèles commerciaux pourraient devenir réalité: des appareils entièrement automatisés prenant leurs propres décisions tout en tirant parti de l'IA et en survivant économiquement en utilisant la blockchain pour les transactions financières tout en mettant en œuvre une logique de centre de profit au niveau de l'appareil.

Avec une telle monnaie basée sur la blockchain numérique, les micropaiements pour les appareils IoT pourraient être effectués facilement et à moindre coût. Toutes les transactions libellées dans la devise basée sur la blockchain seraient directement incluses dans les systèmes comptables et informatiques internes et n'auraient pas à être converties. Un autre avantage serait qu'un tel euro basé sur la blockchain serait conforme à la réglementation actuelle. Les premières startups comme CashOnLedger et Monerium ont développé de telles devises en 2019. Elles utilisent des licences de monnaie électronique pour la tokenisation des monnaies fiduciaires. Contrairement aux actifs cryptographiques et aux pièces stables en particulier, les entreprises qui demandent de telles solutions de paiement n'ont pas à craindre l'incertitude réglementaire, car tous les acteurs agissent conformément à la réglementation existante.

Comme décrit précédemment, un euro basé sur la blockchain est actuellement émis par les banques et les instituts de monnaie électronique. La banque centrale pourrait également lancer une telle monnaie numérique. Dans la littérature, on parle de «monnaie numérique de la banque centrale» (CBDC). Selon une étude récente de la Banque des règlements internationaux (Boar, Holden, Wadsworth, 2020), plus de 70 banques centrales dans le monde analysent les implications de la CBDC. Cependant, aucune banque centrale n'a encore introduit une telle monnaie. Néanmoins, les banques centrales commencent à s'engager avec les monnaies numériques, par exemple la BCE a annoncé le projet «EUROchain», qui sera un prototype CBDC développé sur le framework Corda DLT.

Une CBDC basée sur la blockchain émise par la BCE permettrait l'utilisation de l'argent de la banque centrale pour les contrats intelligents. Pourquoi est-ce nécessaire? Quels sont les avantages d'un euro numérique émis par une banque centrale par rapport à un euro numérique émis par des instituts de monnaie électronique? La monnaie électronique compte comme monnaie de banque commerciale tandis que l'argent fourni par la banque centrale est de l'argent de banque centrale. Même si les deux types de monnaie représentent une version numérique de l'euro, en cas de faillite, l'argent de banque commerciale peut faire défaut, tandis que l'argent de banque centrale est une créance sur la banque centrale et ne peut pas faire défaut. Cette différence devient très pertinente en cas de troubles financiers, lorsque les banques et les institutions de monnaie électronique risquent de faire faillite.

Outre l'amélioration de la gestion des données, la prise en charge de l'authentification des participants au réseau et la facilitation de l'automatisation des processus métier, la technologie blockchain peut débloquer de nouveaux modèles commerciaux pour la monétisation des appareils IoT. La technologie Blockchain permet la dématérialisation des actifs («tokenisation»).

Un exemple: pensez à une lampe (par exemple un réverbère), qui a sa propre identité (basée sur la blockchain) et fonctionne avec un euro basé sur la blockchain. L'utilisation de la technologie blockchain fait de la lampe une entité autonome, fonctionnant «seule». Via des contrats intelligents, des paiements directs à la lampe sont possibles. Si un paiement respectif est reçu, la lampe s'allumera. Ces paiements peuvent être effectués par des particuliers, des entreprises ou même l'administration publique. En conséquence, les systèmes de paiement à l'utilisation deviennent réalisables.

Ces lampes peuvent en outre être symbolisées afin que les investisseurs puissent y investir sous forme d'actifs numériques. Les investisseurs seraient incités à construire et à entretenir les lampes à grande échelle, car les investisseurs reçoivent une part des bénéfices de la lampe. En incitant les investisseurs à investir dans la construction et l'entretien des lampes, une nouvelle vague d'investissements pourrait être générée. La tokenisation est non seulement bénéfique dans le cas des lampes, mais également pour toutes sortes d'appareils IoT, tels que les capteurs, les voitures, les machines ou les caméras. La seule exigence pour la tokenisation est une connexion à Internet et à un réseau de blockchain.

Figure 2: Exemples de convergence de Blockchain, IoT et AI

La blockchain, l'IoT et l'IA sont des innovations offrant d'énormes avantages pour la sécurité, la transparence, l'immuabilité, la confidentialité et l'automatisation des processus métier. Cependant, l'impact de ces innovations est encore plus élevé lorsque la blockchain, l'IoT et l'IA sont combinées. Nous soutenons que ces innovations convergeront à l'avenir, entraînant la numérisation de l'industrie. Cette convergence améliorera la qualité de la gestion des données en atteignant un degré plus élevé de standardisation, de confidentialité et de sécurité des données. De plus, de nouveaux modèles commerciaux sont activés de sorte que des agents autonomes (par exemple, capteurs, voitures, machines, camions, caméras et autres appareils IoT) peuvent être configurés en tant que centres de profit qui envoient et reçoivent de l'argent de manière autonome. Nous recommandons aux dirigeants de s'engager avec ces technologies afin de réaliser des gains d'efficacité. La technologie Blockchain, combinée à l'IoT et à l'IA, ouvrira la voie à une nouvelle ère de numérisation.

Boar, C., Holden, H., Wadsworth, A. (2020): Arrivée imminente - une suite à l'enquête sur la monnaie numérique de la banque centrale, BRI Paper №107.

Liu, M., Yu, R., Teng, Y., Leung, V., Song, M. (2019). Optimisation des performances pour les systèmes Internet des objets industriels (IIoT) compatibles avec la blockchain: une approche d'apprentissage par renforcement profond. Transactions de l'IEEE sur l'informatique industrielle.

Yin, H.H.S., Langenheldt, K., Harlev, M., Mukkamala, R. R., Vatrapu, R. (2019). Réglementer les crypto-monnaies: une approche d'apprentissage automatique supervisé pour dés-anonymiser la blockchain Bitcoin. Journal of Management Information Systems, 36(1), 37–73. https://doi.org/10.1080/07421222.2018.1550550.

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Riccarda Joas est ancien élève de l'école de Francfort. Elle est diplômée du programme de Master of Finance avec sa thèse finale sur les intersections entre Blockchain et Industrial IoT / AI. Dans sa carrière professionnelle en tant que consultante, elle se concentre sur les principaux investisseurs et le private equity avec un fort intérêt pour les sujets de l'IA, de la blockchain et de l'industrie 4.0. Vous pouvez la contacter par courrier (riccarda.joas@gmail.com) ou LinkedIn (www.linkedin.com/in/riccardajoas).

Jonas Gross est chef de projet et assistant de recherche au Frankfurt School Blockchain Center (FSBC). Ses domaines d'intérêt sont principalement les crypto-monnaies. Par ailleurs, dans le cadre de son doctorat, il analyse l'impact de la technologie blockchain sur la politique monétaire des banques centrales mondiales. Il étudie principalement des innovations comme les monnaies numériques des banques centrales (CBDC) et d'autres projets de crypto-monnaie comme «Balance». Vous pouvez le contacter via mail (jonas.gross@fs-blockchain.de), LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/jonasgross94/), Xing (https://www.xing.com/profile/ Jonas_Gross4) ou suivez-le sur (Twitter Jonas__Gross).

Prof. Dr. Philipp Sandner est à la tête du Frankfurt School Blockchain Center (FSBC) à la Frankfurt School of Finance & Management. En 2018, il a été classé parmi les «30 meilleurs économistes» par le Frankfurter Allgemeine Zeitung (FAZ), un important journal allemand. De plus, il fait partie du «Top 40 under 40» - un classement du magazine économique allemand Capital. L'expertise du professeur Sandner, en particulier, comprend la technologie de la chaîne de blocs, les actifs cryptographiques, la technologie du grand livre distribué (DLT), l'Euro-on-Ledger, les offres initiales de pièces (ICO), les jetons de sécurité (STO), la transformation numérique et l'entrepreneuriat. Vous pouvez le contacter par mail (email@philipp-sandner.de) via LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/philippsandner/) ou le suivre sur Twitter (@philippsandner).

[1] Ce projet de recherche et développement a été financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF) sous le numéro de financement 02P17D020 et mis en œuvre par l'agence de gestion de projet de Karlsruhe (PTKA). Les auteurs sont responsables du contenu de cette publication.

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