Qu’est-ce que la Blockchain ?

Tout savoir sur la Blockchain !
 

D’où vient la blockchain ?

La blockchain est bien plus ancienne qu’on ne le croit… Popularisée par le biais du white paper du Bitcoin, écrit par Satoshi Nakamoto, la blockchain est le fruit de nombreuses années de recherche en économie, informatique et cryptographie.

La blockchain promeut l’idée de la décentralisation, qui, sans surprise, s’oppose à la centralisation. Aujourd’hui, nous vivons dans un monde où la majorité des choses qui nous entourent sont centralisées. Elles sont régies par des entreprises, états, banques, GAFA… Nous leurs faisons confiance, ou non, mais nous ne pouvons pas nous passer d’elles. Ces choses auxquelles nous faisons confiance sont ce que l’on appelle des tiers de confiance. La blockchain, elle, fonctionne sans autorité centrale. Tout comprendre sur la décentralisation.

Le Bitcoin, qui utilise la technologie blockchain, permet de se passer de tiers de confiance pour la transmission de valeur entre deux entités. C’est la première application concrète de la technologie blockchain. Il est maintenant possible, grâce au Bitcoin et à la blockchain, de transférer de la valeur sur internet entre deux entités sans intermédiaire.

Cela était impossible avant.

Par exemple, si vous envoyez un fichier à un ami sur internet, ce dernier est dupliqué. Vous possédez une copie du fichier et votre ami aussi, le fichier n’est pas unique. Le fichier ne part pas d’un point A pour arriver à un point B. Il reste au point A et une copie apparaît au point B. Cela ne peut donc pas fonctionner pour de la monnaie. Quand vous donnez 1 euro à votre boulanger pour acheter une baguette, une copie de la pièce ne reste pas dans votre poche. La pièce n’est pas dupliquée, elle est unique, elle quitte votre porte-monnaie pour aller dans la caisse du boulanger.

Il était donc impossible d’utiliser les systèmes de transferts de valeur existants sur internet dans le cadre de la mise en place d’un système monétaire sur le web. La monnaie aurait perdu de la valeur, car à chaque échange elle aurait été dupliquée. Toute la difficulté était donc de réussir à créer une monnaie sur internet qui puisse fonctionner comme dans la vie de tous les jours.

Grâce au Bitcoin, cela est maintenant possible. Un système monétaire fonctionnel, fiable et sans tiers de confiance a vu le jour.

 

Nous verrons beaucoup d’autres applications de la blockchain dans cet article, et vous en trouverez également dans de nombreux autres articles de notre site.
Avant d’aller plus loin, il ne faut pas oublier que la blockchain n’est, à l’origine, qu’une composante du Bitcoin. Gardez cela à l’esprit 🙂

 

Définition de la blockchain

La blockchain, où chaîne de blocs en français, peut être comparée à un grand livre numérique fonctionnant grâce à un réseau d’ordinateurs. Des données sont alors ajoutées à ce grand livre (la blockchain) en temps réel et sont visibles par tous les participants (dans le cas d’une blockchain publique).
Pour comprendre la différence entre une blockchain publique et privée, vous pouvez consulter l’article suivant : Quelles sont les différences entre une blockchain privée et publique ?

Lorsqu’une transaction est effectuée sur la blockchain, elle est ajoutée à un bloc. Ce bloc contient toutes les transactions qui se sont déroulées au cours des dernières minutes (les dix dernières pour le réseau Bitcoin) et qui ont été partagées avec l’ensemble du réseau d’ordinateurs.

Les participants au réseau sont connus sous le nom de mineurs (dans le cas où la blockchain utilise le protocole Proof-of-Work). En effet, différents protocoles existent afin de sécuriser la blockchain. Pour en apprendre davantage à ce sujet, consultez notre article sur les différences entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu. Ces participants sont chargés de maintenir le réseau, de valider les transactions et de s’assurer que le réseau est bien sécurisé.
Il ne faut pas confondre les participants avec les utilisateurs de la blockchain.

Dans le cas du Bitcoin, les participants (mineurs) sont en concurrence pour résoudre des « énigmes cryptographiques » afin de pouvoir valider les transactions. Le premier mineur à résoudre l’énigme reçoit une récompense pour son travail, qui rappelons le, permet la sécurisation et le maintient du réseau. L’énigme est extrêmement difficile à résoudre et cette difficulté augmente dans le temps. Ainsi, les mineurs doivent utiliser des ordinateurs puissants pour résoudre ces calculs.

Lorsque Bitcoin a été lancé pour la première fois, il était possible de miner en utilisant un simple ordinateur portable. Ce n’est plus le cas aujourd’hui, loin de là. La difficulté de l’énigme est bien plus élevée qu’il y a quelques années.

Les validations des transactions correspondent à une analyse des mouvements cryptographiques et à un horodatage des différentes transactions au sein des blocs. Cela va ensuite permettre de relier les blocs nouvellement validés à d’anciens blocs validés. Il se forme une chaîne de blocs contenant chaque transaction effectuée sur la blockchain.

Cette chaîne est mise à jour et est accessible à tous les membres du réseau. La décentralisation qui en découle permet une totale transparence et immutabilité. Ainsi, tout un chacun a la possibilité de visualiser les données disponibles sur le réseau blockchain.

 

Comprendre le fonctionnement d’une transaction en bitcoins sur la blockchain

 

 

Essayons de simplifier les choses :

  • La blockchain permet d’échanger des titres (argent, jetons, etc.) en s’affranchissant d’un tiers de confiance (banques, États, etc.)
  • Le réseau blockchain peut-être comparé à une feuille Excel dans laquelle toutes les transactions sont inscrites par ordre chronologique. Elle contient les heures, montants, destinataires… de toutes les transactions effectuées
  • La blockchain est infalsifiable, il n’est pas possible de modifier une transaction une fois que celle-ci est enregistrée dans la blockchain. Pour falsifier ce livre, il faudrait que plus de la moitié des participants au réseau soient « corrompus ». C’est ce que l’on appelle une attaque à 51%
  • Ce réseau est simple d’accès, n’importe qui peut y accéder et y consulter l’ensemble des transactions

 

Avec la blockchain, nous passons d’une architecture centralisée à une architecture décentralisée :

 

architecture centralisee

 

architecture decentralisee
 

Il existe également une troisième forme de blockchain qu’on appelle Consortium. Un article paraîtra bientôt sur Cryptoast pour vous expliquer son utilité et son fonctionnement.

Voici un schéma récapitulatif expliquant le fonctionnement d’une blockchain publique lors d’une transaction. Ce schéma est extrait du site Blockchain France maintenant connu sous le nom de Blockchain Partner.

 

fonctionnement-blockchain
 

Comment fonctionne la technologie blockchain ?

Cette partie est plus complexe que la précédente. Elle explique plus en détails le fonctionnement de la blockchain.

Chaque personne qui participe au réseau blockchain possède une copie de la base de données (regroupant les transactions) et se doit de la tenir à jour.

Ainsi, les personnes qui participent au réseau Bitcoin, doivent avoir une copie de la blockchain Bitcoin sur un ordinateur et mettre régulièrement à jour cette dernière. A noter que la blockchain Bitcoin pèse environ 120 Go à l’heure actuelle. Ces individus qui participent au maintien de la blockchain sont ce que l’on appelle des nœuds. Au 30 mars 2018, la blockchain du Bitcoin compte 12.118 nœuds.

Dans une blockchain publique, tous les nœuds ont les mêmes droits, cela permet une meilleure sécurité et une meilleure transparence du réseau. Pour corrompre le réseau il faudrait que plus de la moitié des participants au réseau (des nœuds) soient “corrompus”. On appellerait cela une attaque à 51%.

De la même manière, tant qu’un nœud est présent sur la blockchain, la blockchain est toujours maintenue.

Des modifications de la blockchain sont possibles. Il faut qu’un consensus soit établi, c’est-à-dire que plus de la moitié des nœuds soient d’accords. Lorsque le consensus est établi, de nouvelles données sont ajoutées à la blockchain. Il arrive que ces consensus génèrent des fork, comme cela a été le cas entre ETH et ETC lors de l’affaire The DAO.

Les données sur la blockchain sont sécurisées grâce à la création de hash. Les hash correspondent à une suite de nombres hexadécimaux à base 16. Pour rappel, un nombre hexadécimal à base 16 est une suite comprenant les chiffres et les lettres suivants : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

Les données de la blockchain sont incluses dans des hash hexadécimaux. Cela permet d’inclure un grand nombre de données cryptées dans un format qui reste toujours identique, avec une longueur spécifique en fonction des blockchains. Le nombre de caractères et la forme des hashs sont toujours identiques sauf si une modification est effectuée. Cela participe à la sécurité de la blockchain.

Ainsi, le Bitcoin utilise l’algorithme SHA-256, alors que l’Ethereum utilise Ethash.

 

Ces hash vont permettre de signer les transactions. Différentes méthodes permettent de hasher les transactions. En d’autres termes, de les valider, les inscrire et les sécuriser dans la blockchain. Les deux méthodes les plus connues sont le PoW (Proof-of-Work, ou preuve de travail en français) qu’utilise le Bitcoin et le hash (Proof-of-Stake, ou preuve d’enjeu en français) qu’utilise le Dash.

 

Continuons notre immersion dans le monde de la blockchain. Jean souhaite transférer 2 Bitcoins 💰 à Nico et inscrit la transaction sur la blockchain. Comment savoir si Jean est bien l’émetteur de cette transaction ? Pour cela, on utilise une signature numérique basée sur la combinaison d’une clé publique et d’une clé privée. Lorsque Jean envoie une transaction à Nico, il l’envoie sur son adresse publique. Cette adresse publique (ou clé publique) est liée à l’adresse privée (clé privée). Pour prouver que Nico est le nouveau propriétaire de 2 Bitcoins, il devra s’identifier avec sa clé privée.

 

⚠ Votre clé/adresse privée doit toujours rester confidentielle, il ne faut jamais la partager !

 

Dans cet article, nous avons volontairement assimiler une clé à une adresse, pour simplifier la compréhension. En réalité, il faut savoir que les adresses (publiques ou privées) sont générées grâce à des clés (publiques ou privées) utilisant des fonctions mathématiques.

Nous avons vu plus haut que pour certaines blockchain, qui utilisent le consensus PoW comme le Bitcoin, les mineurs minent/fabriquent des blocs. Plusieurs blocs sont minés en même temps. Des mineurs travaillant sur deux blocs en concurrence cessent leur travail à partir du moment où le bloc est créé. La règle suivante a été instauré : la branche valide est toujours la branche la plus longue.

Dans le schéma ci-dessous, la branche valide est la bleue, les blocs en noir sont ceux qui ont été abandonnés. Tous les mineurs qui étaient sur les blocs noirs repassent sur les blocs bleus.

 

bloc-blockchain
 

Il faut savoir que toute les blockchain publiques fonctionnent avec un token qui est l’équivalent d’un jeton programmable. Pour comprendre la différence entre les blockchain publiques et privées, vous pouvez consulter notre article à ce propos.

 

Quels sont les avantages de la blockchain ?

Une transparence de l’utilisation et de l’allocation des fonds

Il est possible de suivre à la trace l’utilisation des fonds faite par une entreprise ou une association. Dans le cas des dons, il serait ainsi possible de voir quelles utilisations sont faites des dons.

 

Moins de corruption

De la même manière que pour le suivi des fonds, il est impossible de falsifier la blockchain. Impossible donc de mentir sur le montant transféré, etc.

 

Vers une fin des tiers de confiance

Avec l’arrivée du Bitcoin, il est maintenant possible d’échanger de la valeur entre deux entités sans passer par des banques ou tout autre intermédiaire. Cela permet de minimiser les frais, les risques de corruption, l’obligation de faire confiance à une tierce partie…

 

L’automatisation de contrats

Certaines crypto-monnaies permettent l’utilisation de smart-contracts. La première crypto-monnaie utilisant les smart-contrats est Ethereum. Cela permet de déclencher certaines actions lorsqu’une condition est remplie. Pour en apprendre davantage sur ces contrats auto-exécutants, vous pouvez lire notre article : Qu’est-ce qu’un smart-contract ?

 

Quelles sont les limites de la blockchain ?

Un monde complexe

Il faut apprendre un nouveau “langage”, de nouvelles manières de travailler, développer des solutions… Cela demande du temps et nécessite un apprentissage spécifique.

 

Un réseau risquant d’être saturé

Comme vu en fin d’année 2017, l’utilisation massive d’une blockchain peut déboucher sur une saturation du réseau. En effet, dans le cas du Bitcoin, fin 2017, les transactions étaient trop nombreuses pour être traitées dans des délais raisonnables. Ainsi, le trop grand nombre de transactions par seconde rendait impossible l’enregistrement de toutes les transactions dans un seul bloc toutes les 10 minutes. Depuis, des solutions ont été mises en place pour permettre une plus grande montée en charge du réseau Bitcoin avec par exemple le développement de SegWit.

Par ailleurs, lorsqu’un réseau est saturé, on voit généralement les coûts de transaction augmenter de façon très importante. Plus les utilisateurs payent cher, plus leurs transactions sont validées rapidement.

Il est compliqué de faire “monter en charge” des réseaux décentralisés sans remettre en cause le consensus (processus de validation des transactions nécessaire afin qu’un seul mineur ne puisse traiter toutes les transactions) et la décentralisation.

 

Une gouvernance avec des défauts

Si une entité arrive à détenir la majorité des nœuds du réseau, elle peut contrôler totalement une crypto-monnaie. Elle pourrait par exemple choisir de provoquer un fork intentionnellement.

 

Apprendre davantage sur les technologies blockchain

Découvrez nos nombreux articles qui vont vous permettre d’acquérir une meilleure connaissance des technologies blockchain :

  1. La blockchain en pratique
  2. Écrire sur la blockchain
  3. Qu’est-ce qu’un bloc dans la technologie blockchain ?
  4. Qu’est-ce qu’un Oracle ?
  5. Qu’est-ce qu’un token ?
  6. Avantages et inconvénients des technologies blockchain
  7. Différences blockchain publique et blockchain privée

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