La technologie blockchain permet un écosystème décentralisé d’applications ayant des propriétés intéressantes : la transparence des transactions, l’auditabilité des applications par tout utilisateur, ou encore la résistance à la censure. Cependant, le domaine rencontre encore de nombreux défis, il subit notamment un manque d’interopérabilité à différents niveaux : entre différents projets sur une même blockchain, entre les différentes blockchains, ainsi qu’entre les blockchains et les systèmes existants. Ceci vient du fait que chaque blockchain utilise leurs propres ensembles de standards et modèles économiques. Il existe également des limitations en termes de passage à l’échelle, qui peuvent se caractériser de différentes façons. Tout d’abord, le nombre brut de transactions que le réseau peut traiter sur un temps donné est limité, ce qui rend la technologie prohibitive pour des applications nécessitants un grand nombre d'interactions. Également, le regroupement des transactions en blocs induit une latence qui empêche l’utilisation des blockchains pour des applications en temps réel. Enfin, la complexité des calculs réalisables lors d’une transaction est dépendante des choix d’implémentation de la blockchain, et en particulier du type de protocole de consensus et des instructions-machine supportées. Le stockage de données est par exemple très coûteux.

Le travail de recherche réalisé durant la thèse a pour objectif la proposition d’un cadre permettant d’améliorer l’interopérabilité des applications blockchain décentralisées. Il s’agit donc de développer des modèles, méthodes et outils formels qui facilitent la conception d’applications décentralisées. En particulier, il faut prendre en compte les aspects :

1. De représentation sémantique des objets utilisés dans le contexte d’applications décentralisées : transactions sur une blockchain, images, vidéos, ou encore objets physiques,
2. De stockage de ces objets,
3. De protocoles d’échange de ces objets entre utilisateurs,
4. De la validation de leur intégrité,
5. De leur intégration dans l’application, en assurant l’interopérabilité et le passage à l’échelle de l’application.

Le cadre proposé sera validé dans le contexte du développement de jeux vidéo blockchain. Cet environnement est complexe, puisque les assets d’un jeu vidéo sont divers et volumineux. Il s'agit de fichiers son, image, texte et vidéo, ainsi que des modèles des objets 3D qui composent le jeu. De plus, pour un jeu en temps réel, les contraintes de latence doivent être respectées.