<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<TEI xmlns="http://www.tei-c.org/ns/1.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:hal="http://hal.archives-ouvertes.fr/" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.3/" xmlns:gmlce="http://www.opengis.net/gml/3.3/ce" version="1.1" xsi:schemaLocation="http://www.tei-c.org/ns/1.0 http://api.archives-ouvertes.fr/documents/aofr-sword.xsd">
  <teiHeader>
    <fileDesc>
      <titleStmt>
        <title>HAL TEI export of tel-04920408</title>
      </titleStmt>
      <publicationStmt>
        <distributor>CCSD</distributor>
        <availability status="restricted">
          <licence target="https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/">CC0 1.0 - Universal</licence>
        </availability>
        <date when="2026-05-26T04:07:40+02:00"/>
      </publicationStmt>
      <sourceDesc>
        <p part="N">HAL API Platform</p>
      </sourceDesc>
    </fileDesc>
  </teiHeader>
  <text>
    <body>
      <listBibl>
        <biblFull>
          <titleStmt>
            <title xml:lang="en">Distributed computing for blockchains and beyond</title>
            <title xml:lang="fr">Le calcul distribué pour la blockchain et plus encore</title>
            <author role="aut">
              <persName>
                <forename type="first">Andrei</forename>
                <surname>Tonkikh</surname>
              </persName>
              <idno type="idhal" notation="numeric">1499402</idno>
              <idno type="halauthorid" notation="string">2080899-1499402</idno>
              <idno type="ORCID">https://orcid.org/0000-0002-8764-8760</idno>
              <idno type="IDREF">https://www.idref.fr/282927360</idno>
              <affiliation ref="#struct-484335"/>
            </author>
            <editor role="depositor">
              <persName>
                <forename>ABES</forename>
                <surname>STAR</surname>
              </persName>
              <email type="md5">f5aa7f563b02bb6adbba7496989af39a</email>
              <email type="domain">abes.fr</email>
            </editor>
          </titleStmt>
          <editionStmt>
            <edition n="v1" type="current">
              <date type="whenSubmitted">2025-01-30 10:04:10</date>
              <date type="whenModified">2026-04-09 04:23:45</date>
              <date type="whenReleased">2025-01-30 10:04:12</date>
              <date type="whenProduced">2024-12-16</date>
              <date type="whenEndEmbargoed">2025-01-30</date>
              <ref type="file" target="https://theses.hal.science/tel-04920408v1/document">
                <date notBefore="2025-01-30"/>
              </ref>
              <ref type="file" subtype="author" n="1" target="https://theses.hal.science/tel-04920408v1/file/138107_TONKIKH_2024_archivage.pdf" id="file-4920408-4271346">
                <date notBefore="2025-01-30"/>
              </ref>
            </edition>
            <respStmt>
              <resp>contributor</resp>
              <name key="131274">
                <persName>
                  <forename>ABES</forename>
                  <surname>STAR</surname>
                </persName>
                <email type="md5">f5aa7f563b02bb6adbba7496989af39a</email>
                <email type="domain">abes.fr</email>
              </name>
            </respStmt>
          </editionStmt>
          <publicationStmt>
            <distributor>CCSD</distributor>
            <idno type="halId">tel-04920408</idno>
            <idno type="halUri">https://theses.hal.science/tel-04920408</idno>
            <idno type="halBibtex">tonkikh:tel-04920408</idno>
            <idno type="halRefHtml">Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]. Institut Polytechnique de Paris, 2024. English. &lt;a target="_blank" href="https://www.theses.fr/2024IPPAT041"&gt;&amp;#x27E8;NNT : 2024IPPAT041&amp;#x27E9;&lt;/a&gt;</idno>
            <idno type="halRef">Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]. Institut Polytechnique de Paris, 2024. English. &amp;#x27E8;NNT : 2024IPPAT041&amp;#x27E9;</idno>
            <availability status="restricted">
              <licence target="https://about.hal.science/hal-authorisation-v1/">HAL Authorization<ref corresp="#file-4920408-4271346"/></licence>
            </availability>
          </publicationStmt>
          <seriesStmt>
            <idno type="stamp" n="STAR">STAR - Dépôt national des thèses électroniques</idno>
            <idno type="stamp" n="TELECOM-PARISTECH" corresp="PARISTECH">Télécom Paris</idno>
            <idno type="stamp" n="LTCI" corresp="TELECOM-PARISTECH">Laboratoire Traitement et Communication de l'Information</idno>
            <idno type="stamp" n="INFRES" corresp="TELECOM-PARISTECH">Département Informatique et Réseaux</idno>
            <idno type="stamp" n="ACES" corresp="TELECOM-PARISTECH">Equipe Autonomic and Critical Embedded Systems</idno>
            <idno type="stamp" n="IP_PARIS">Institut Polytechnique de Paris</idno>
            <idno type="stamp" n="INSTITUTS-TELECOM">composantes instituts telecom </idno>
            <idno type="stamp" n="INSTITUT-MINES-TELECOM">Institut Mines Telecom</idno>
            <idno type="stamp" n="IP-PARIS-DEPARTEMENT-MATHEMATIQUES">Département de Mathèmatiques</idno>
            <idno type="stamp" n="IP-PARIS-MATHEMATIQUES">IP Paris Département de Mathématiques</idno>
            <idno type="stamp" n="IP-PARIS-INFORMATION-COMMUNICATION-ELECTRONIQUE">IP Paris Département d'Information, de Communication et d'Électronique</idno>
            <idno type="stamp" n="IP-PARIS-INFORMATIQUE-DONNEES-ET-IA">IP Paris Département d'Informatique, de Données et d'IA</idno>
          </seriesStmt>
          <notesStmt/>
          <sourceDesc>
            <biblStruct>
              <analytic>
                <title xml:lang="en">Distributed computing for blockchains and beyond</title>
                <title xml:lang="fr">Le calcul distribué pour la blockchain et plus encore</title>
                <author role="aut">
                  <persName>
                    <forename type="first">Andrei</forename>
                    <surname>Tonkikh</surname>
                  </persName>
                  <idno type="idhal" notation="numeric">1499402</idno>
                  <idno type="halauthorid" notation="string">2080899-1499402</idno>
                  <idno type="ORCID">https://orcid.org/0000-0002-8764-8760</idno>
                  <idno type="IDREF">https://www.idref.fr/282927360</idno>
                  <affiliation ref="#struct-484335"/>
                </author>
              </analytic>
              <monogr>
                <idno type="nnt">2024IPPAT041</idno>
                <imprint>
                  <date type="dateDefended">2024-12-16</date>
                </imprint>
                <authority type="institution">Institut Polytechnique de Paris</authority>
                <authority type="school">École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris</authority>
                <authority type="supervisor">Petr Kuznetsov</authority>
                <authority type="jury">Sébastien Tixeuil [Président]</authority>
                <authority type="jury">Maria Potop-Butucaru [Rapporteur]</authority>
                <authority type="jury">Vincent Gramoli [Rapporteur]</authority>
                <authority type="jury">Sara Tucci-Piergiovanni</authority>
                <authority type="jury">Maurice Herlihy</authority>
              </monogr>
            </biblStruct>
          </sourceDesc>
          <profileDesc>
            <langUsage>
              <language ident="en">English</language>
            </langUsage>
            <textClass>
              <keywords scheme="author">
                <term xml:lang="en">Asynchronous Systems</term>
                <term xml:lang="en">State Machine Replication</term>
                <term xml:lang="en">Consensus</term>
                <term xml:lang="en">Blockchain</term>
                <term xml:lang="en">Byzantine fault tolerance</term>
                <term xml:lang="en">Distributed systems</term>
                <term xml:lang="fr">Systèmes asynchrones</term>
                <term xml:lang="fr">Réplication de la machine d'état</term>
                <term xml:lang="fr">Consensus</term>
                <term xml:lang="fr">Blockchain</term>
                <term xml:lang="fr">Tolérance aux pannes byzantines</term>
                <term xml:lang="fr">Systèmes distribués</term>
              </keywords>
              <classCode scheme="halDomain" n="info.info-dc">Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]</classCode>
              <classCode scheme="halDomain" n="info.info-ds">Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS]</classCode>
              <classCode scheme="halTypology" n="THESE">Theses</classCode>
              <classCode scheme="halOldTypology" n="THESE">Theses</classCode>
              <classCode scheme="halTreeTypology" n="THESE">Theses</classCode>
            </textClass>
            <abstract xml:lang="en">
              <p>In this dissertation, we address three major challenges in the design of blockchain systems in particular and large-scale fault-tolerant distributed systems in general. This work aims at improving the performance of such systems directly, as well as providing useful tools for future development of distributed algorithms.First, we explore the limits of what can be done with minimal synchronization by designing CryptoConcurrency—an asset transfer system that, instead of totally ordering all users' requests, processes concurrent requests in parallel as much as possible. Unlike other similar systems, in CryptoConcurrency, we allow the users to have shared accounts and do not make the unrealistic assumption that an honest user's account is never accessed from two devices concurrently. CryptoConcurrency explores novel theoretical grounds by addressing transaction conflicts in a dynamic, non-pairwise manner, allowing the owners of each account to independently choose their preferred mechanism for conflict resolution. Then, we improve the performance of consensus—the synchronization problem at the heart of most practical distributed systems. We build the first consensus protocol that manages to combine two desirable properties: extremely fast termination in favorable conditions and graceful recovery when such conditions are not met. The design involves a novel type of cryptographic proofs, with an efficient practical implementation.Finally, we set out to tackle the problem of designing efficient distributed protocols with weighted participation. To this end, we define several new optimization problems, related to reducing or, in other words, quantizing the weights of the participants in a way that preserves important structural properties. We show how to apply them to make weighted-model variants of a large class of distributed protocols with very little overhead compared to their counterparts in the simpler non-weighted model. For these optimization problems, we prove upper bounds, provide a practical open-source approximate solver that satisfies these upper bounds, and perform an empirical study on the weight distributions from real-world blockchain systems.</p>
            </abstract>
            <abstract xml:lang="fr">
              <p>Dans cette thèse, nous abordons trois défis majeurs dans la conception des systèmes de blockchain en particulier et des systèmes distribués tolérants aux pannes à grande échelle en général. Ce travail vise à améliorer directement la performance de tels systèmes, ainsi qu'à fournir des outils utiles pour le développement futur d'algorithmes distribués.Premièrement, nous explorons les limites de ce qui peut être réalisé avec une synchronisation minimale en concevant CryptoConcurrency—un système de transfert d'actifs qui, au lieu d'ordonner totalement toutes les requêtes des utilisateurs, traite les requêtes concurrentes en parallèle autant que possible. Contrairement à d'autres systèmes similaires, dans CryptoConcurrency, nous permettons aux utilisateurs d'avoir des comptes partagés et ne faisons pas l'hypothèse irréaliste qu'un compte d'utilisateur honnête n'est jamais accédé simultanément depuis deux dispositifs. CryptoConcurrency explore de nouveaux terrains théoriques en abordant les conflits de transactions de manière dynamique et non par paires, permettant aux propriétaires de chaque compte de choisir indépendamment leur mécanisme préféré de résolution de conflits.Ensuite, nous améliorons la performance du consensus—le problème de synchronisation au cœur de la plupart des systèmes distribués pratiques. Nous construisons le premier protocole de consensus qui parvient à combiner deux propriétés souhaitables : une terminaison extrêmement rapide dans des condi- tions favorables et une récupération élégante lorsque ces conditions ne sont pas remplies. La conception implique un nouveau type de preuves cryptographiques, avec une implémentation pratique et efficace.Enfin, nous nous attaquons au problème de la conception de protocoles distribués efficaces avec une participation pondérée. À cette fin, nous définissons plusieurs nouveaux problèmes d'optimisation, liés à la réduction ou, en d'autres termes, à la quantification des poids des participants d'une manière qui préserve d'importantes propriétés structurelles. Nous montrons comment les appliquer pour créer des variantes pondérées d'un large éventail de protocoles distribués avec très peu de surcharge par rapport à leurs homologues dans le modèle non pondéré plus simple. Pour ces problèmes d'optimisation, nous prouvons des bornes supérieures, fournissons un solveur pratique open-source approximatif qui satisfait ces bornes, et effectuons une étude empirique sur les distributions de poids provenant de systèmes de blockchain réels.</p>
            </abstract>
          </profileDesc>
        </biblFull>
      </listBibl>
    </body>
    <back>
      <listOrg type="structures">
        <org type="laboratory" xml:id="struct-484335" status="VALID">
          <idno type="IdRef">162384270</idno>
          <idno type="ISNI">0000 0000 9194 9502</idno>
          <idno type="RNSR">200319327Z</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/057er4c39</idno>
          <orgName>Laboratoire Traitement et Communication de l'Information</orgName>
          <orgName type="acronym">LTCI</orgName>
          <date type="start">2017-01-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>Télécom Paris 19 Place Marguerite Perey 91120 PALAISEAU</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.telecom-paris.fr/fr/recherche/laboratoires/laboratoire-traitement-et-communication-de-linformation-ltci</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-302102" type="direct"/>
            <relation active="#struct-1048346" type="direct"/>
            <relation active="#struct-563936" type="indirect"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="regroupinstitution" xml:id="struct-302102" status="VALID">
          <idno type="IdRef">192427156</idno>
          <idno type="ISNI">000000012202567X</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/025vp2923</idno>
          <idno type="Wikidata">Q27962533</idno>
          <orgName>Institut Mines-Télécom [Paris]</orgName>
          <orgName type="acronym">IMT</orgName>
          <date type="start">2012-03-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>19 Place Marguerite Perey, 91120 Palaiseau</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.imt.fr/</ref>
          </desc>
        </org>
        <org type="institution" xml:id="struct-1048346" status="VALID">
          <idno type="IdRef">026375273</idno>
          <idno type="ISNI">0000 0001 2108 2779</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/01naq7912</idno>
          <orgName>Télécom Paris</orgName>
          <date type="start">2019-06-12</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>19 Place Marguerite Perey 91120 Palaiseau</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.telecom-paris.fr</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-302102" type="direct"/>
            <relation active="#struct-563936" type="direct"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="regroupinstitution" xml:id="struct-563936" status="VALID">
          <idno type="IdRef">238327159</idno>
          <idno type="ISNI">0000000502717600</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/042tfbd02</idno>
          <idno type="Wikidata">Q48759778</idno>
          <orgName>Institut Polytechnique de Paris</orgName>
          <orgName type="acronym">IP Paris</orgName>
          <date type="start">2019-06-02</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>Route de Saclay, 91120 Palaiseau Cedex, France</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.ip-paris.fr</ref>
          </desc>
        </org>
      </listOrg>
    </back>
  </text>
</TEI>