chapitre
Blockchain 101
Comment fonctionne la blockchain ?
A quoi sert la blockchain ?
Chapitre 1 - Blockchain 101
Table des matières
Qu’est-ce que la blockchain ?
Comment les blocs sont-ils connectés ?
Blockchain et décentralisation
Problème des généraux byzantins
Pourquoi la blockchain doit-elle mettre en œuvre la décentralisation ?
Qu'est-ce qu'un réseau peer-to-peer ?
Qu'est-ce qu'un nœud blockchain ?
Chaîne publique et chaîne privée
Comment se déroule la transaction ?
Comment échanger du Bitcoin
Comment retirer du Bitcoin de Binance
Comment envoyer du Bitcoin de Trust Wallet vers Electrum
Qui a inventé la technologie blockchain ?
Avantages et inconvénients de la technologie Blockchain
avantage
défaut
Qu’est-ce que la blockchain ?
La blockchain est un type particulier de base de données. Vous avez peut-être entendu parler du terme technologie de grand livre distribué, ou DLT, et dans de nombreux cas, une blockchain est un grand livre distribué.
La blockchain présente certaines caractéristiques, telles qu'un ensemble de règles sur la manière d'ajouter des données à la chaîne, et une fois que les données entrent dans le système de stockage, il est presque impossible de les modifier ou de les supprimer par des moyens virtuels.
Au fil du temps, les données sont ajoutées à des structures appelées blocs. Chaque bloc s'appuie sur le bloc précédent et chaque bloc contient une information qui le relie au bloc précédent. Il suffit de regarder le dernier bloc pour voir s'il s'agit du dernier bloc créé. Par conséquent, si nous continuons à chercher le long de la « chaîne », nous pouvons trouver le premier bloc, communément appelé bloc de genèse.
Par exemple, disons que vous disposez d’une feuille de calcul à deux colonnes. Dans la première cellule de la première ligne, vous pouvez saisir les données que vous souhaitez enregistrer.
Les données de la première cellule sont ensuite converties en un identifiant à deux lettres et continuent d'être saisies dans la cellule suivante. Dans cet exemple, l'identifiant à deux lettres KP doit être saisi dans la cellule de la deuxième ligne (defKP). Cela signifie que si vous modifiez les premières données saisies (abcAA), la combinaison de lettres dans la cellule suivante changera.
Chaque entrée de la base de données est liée à l'entrée précédente.
Regardons maintenant la ligne 4, le dernier identifiant est TH. Vous vous souvenez de ce que j'ai mentionné plus tôt ? Nous ne pouvons pas inverser le processus et nous ne pouvons ni déplacer ni supprimer des entrées. En raison de la nature de la blockchain, chaque utilisateur peut voir visuellement que l'opération est terminée et ignorera simplement les modifications que vous tentez.
Supposons que vous modifiiez les données dans la première cellule, l'identifiant que vous obtenez changera, ce qui signifie que les données du deuxième bloc changeront, entraînant le changement de l'identifiant de la ligne 2, de sorte que Et ainsi de suite. Essentiellement, TH est le produit de toutes les informations qui ont précédé sa création.
Comment les blocs sont-ils connectés ?
Ce dont nous avons discuté ci-dessus, les identifiants à deux lettres, simule simplement l'utilisation des fonctions de hachage par la blockchain. Les hachages sont le ciment qui garantit que les blocs sont liés les uns aux autres. Le hachage prend des données de n'importe quelle taille et utilise une fonction mathématique pour produire une chaîne de sorties (valeurs de hachage) qui ont toujours la même longueur.
L’utilisation d’algorithmes de hachage dans la blockchain est logique car les chances qu’un utilisateur trouve deux éléments de données produisant le même résultat sont extrêmement minces. Comme le montre l'identifiant ci-dessus, une fois les données d'entrée légèrement modifiées, la sortie exportée sera complètement différente.
SHA256 est une fonction largement utilisée dans le domaine Bitcoin. Utilisons cette fonction pour expliquer. Comme vous pouvez le constater, il suffit de changer la casse des lettres pour modifier complètement le résultat.
Des données d'entrée | Sortie SHA256 |
|---|---|
Académie Binance | 886c5fd21b403a139d24f2ea1554ff5c0df42d5f873a56d04dc480808c155af3 |
Académie Binance | 4733a0602ade574551bf6d977d94e091d571dc2fcfd8e39767d38301d2c459a7 |
Académie Binance | a780cd8a625deb767e999c6bec34bc86e883acc3cf8b7971138f5b25682ab181 |
Actuellement, il n’y a eu aucune collision SHA256 (c’est-à-dire deux entrées différentes menant à la même sortie), ce qui est particulièrement important dans le contexte de la blockchain. Cela signifie que chaque bloc contenant un hachage peut être retracé jusqu'au bloc précédent et que toute tentative de modification d'un bloc plus ancien sera exposée à la vue de tous.
Chaque bloc contient l'empreinte du bloc précédent.
Blockchain et décentralisation
Nous avons couvert en détail la structure de base de la blockchain. Si vous entendez d’autres personnes parler de la technologie blockchain, vous constaterez peut-être que le sujet dont ils discutent n’est pas la base de données elle-même, mais l’écosystème construit autour de la blockchain.
La blockchain a une structure de données distincte et n'est donc utile que dans des applications de niche. Si nous fournissons à des étrangers ces outils pour faciliter la coordination et la coopération, il sera intéressant de voir comment les choses évoluent. Dans le même temps, si elle est combinée avec d’autres technologies et une certaine connaissance de la théorie des jeux, la blockchain peut devenir un registre distribué qui n’est contrôlé par personne.
Cela signifie qu'aucun utilisateur ne peut modifier une entrée en violation des règles du système (nous reviendrons sur les règles plus tard). En ce sens, vous pouvez considérer le grand livre comme partagé par tous : les participants doivent à tout moment se mettre d’accord sur les changements apportés à la blockchain.
Problème des généraux byzantins
En fait, le véritable obstacle au développement du système ci-dessus est le problème des généraux byzantins. Le problème a été abordé pour la première fois dans les années 1980 et décrit un dilemme dans lequel des acteurs isolés doivent communiquer entre eux afin de coordonner leurs actions. Dans cette situation particulière, après qu’un groupe de généraux ait conduit ses troupes à encercler une certaine ville, ils devaient décider s’ils devaient attaquer. Mais le général ne pouvait communiquer ses décisions que par courrier.
Chaque général doit donner l'ordre d'attaquer ou de battre en retraite. Qu'il s'agisse d'une attaque ou d'une retraite, à condition que les généraux parviennent à un accord. S’ils décident d’attaquer, toute l’armée doit attaquer pour remporter la victoire. Alors, comment pouvons-nous garantir que tout va bien ?
Il est vrai qu’ils avaient des messagers comme moyen de communication. Mais que se passerait-il si le courrier était intercepté et que l'ennemi changeait le message « Attaque à l'aube » en « Attaque ce soir » ? Et si l’un des généraux se rebellait et trompait délibérément les autres généraux, provoquant leur défaite ?
Une attaque conjointe de tous les généraux est nécessaire au succès (à gauche). Sinon, ils seront vaincus (à droite).
Il faut donc établir une stratégie qui permette à chacun de parvenir à un consensus, même si les participants font défection ou si des messages sont interceptés. Si l'armée attaque une ville sans soutien, la situation sera très tragique et le manque de maintenance de la base de données entraînera également de mauvaises conséquences. Même si ce n'est pas une question de vie ou de mort, la vérité est la même. Si la blockchain est laissée sans surveillance et peut ne pas fournir aux utilisateurs les informations « correctes », alors les utilisateurs doivent pouvoir communiquer entre eux.
Afin de faire face aux pannes potentielles rencontrées par un (ou plusieurs) utilisateurs, le mécanisme de la blockchain doit être correctement conçu pour faire face à ces obstacles. Par la suite, des systèmes byzantins tolérants aux pannes ont vu le jour. Comme nous le verrons ensuite, les algorithmes de consensus peuvent être utilisés pour appliquer des règles aussi solides que des murs de fer.
Pourquoi la blockchain doit-elle mettre en œuvre la décentralisation ?
Bien entendu, vous pouvez également exécuter la blockchain vous-même. Mais en fin de compte, vous constaterez que la quantité de données et la surcharge d’informations sont si terribles qu’elles ne peuvent pas rivaliser avec d’autres blockchains soigneusement exploitées. Car ce n’est que dans un environnement décentralisé où tous les utilisateurs sont égaux que le véritable potentiel de la blockchain peut être pleinement développé. De cette façon, la blockchain est protégée contre la suppression ou la prise de contrôle malveillante. Puisqu’il n’existe qu’une seule source de données, toutes les informations sont disponibles pour chaque utilisateur.
Qu'est-ce qu'un réseau peer-to-peer ?
Un réseau peer-to-peer (P2P) se compose de notre couche utilisateur (ou de ce groupe de généraux dans l'exemple décrit précédemment). Il n'y a pas de poste d'administrateur dans ce réseau, donc si les utilisateurs ont besoin d'échanger des informations, ils peuvent envoyer des informations directement à l'autre partie sans appeler le serveur central.
Veuillez voir l'image ci-dessous. A dans le schéma de gauche doit passer par le serveur pour acheminer ses messages vers F. Mais comme vous pouvez le voir sur la photo de droite, ils peuvent être connectés directement sans intermédiaire.
Réseau centralisé (à gauche) et réseau décentralisé (à droite).
Dans des circonstances normales, le serveur stockera toutes les informations requises par l'utilisateur. Par exemple, lorsque vous visitez Binance Academy, vous demandez en réalité à son serveur de fournir tous les articles du site. Si le site est hors ligne, vous ne pourrez plus le consulter. Cependant, si vous avez déjà tout téléchargé et chargé sur votre ordinateur, il n'est pas nécessaire d'envoyer une candidature à Binance Academy.
En fait, c’est exactement ainsi que chaque homologue fonctionne sur la blockchain : l’intégralité de la base de données est déjà stockée sur son ordinateur. Peu importe qui quitte le réseau, cela n'affectera pas la capacité des autres utilisateurs à accéder à la blockchain et à partager des informations entre eux. Lorsqu'un nouveau bloc est ajouté à la blockchain, les données qu'il contient seront propagées à tous les utilisateurs du réseau, afin que chaque utilisateur puisse mettre à jour sa propre copie du grand livre en temps opportun.
Assurez-vous de lire « Une explication détaillée des réseaux peer-to-peer » pour une discussion approfondie des experts de ce type de réseau.
Qu'est-ce qu'un nœud blockchain ?
En termes simples, les nœuds sont les machines que nous utilisons pour nous connecter au réseau. Ces machines sont chargées de stocker des copies de la blockchain et de partager des informations avec d'autres machines. Les utilisateurs n'ont pas besoin de gérer ces processus manuellement. Habituellement, il leur suffit de télécharger et d’exécuter le logiciel lié à la blockchain, et le système peut automatiquement prendre en charge les opérations restantes.
La description ci-dessus des nœuds est très concise et la définition inclut également d'autres utilisateurs qui interagissent avec le réseau de quelque manière que ce soit. Par exemple, dans le monde des crypto-monnaies, une simple application de portefeuille sur votre téléphone est ce qu’on appelle un nœud léger.
Chaîne publique et chaîne privée
Vous savez peut-être que l’industrie de la blockchain s’est développée jusqu’à ce jour grâce aux bases solides posées par Bitcoin. Depuis que Bitcoin s’est imposé comme un actif financier légitime, les innovateurs ont commencé à réfléchir au potentiel d’appliquer la technologie sous-jacente à d’autres domaines. D’où l’exploration de la blockchain dans d’innombrables cas d’utilisation au-delà de la finance.
Bitcoin, également connu sous le nom de blockchain publique. Cela signifie que chaque utilisateur peut visualiser les transactions sur la chaîne et avoir simplement accès à Internet et aux logiciels nécessaires pour rejoindre la blockchain. Il n’y a aucune autre exigence pour participer à la blockchain, nous pouvons donc l’appeler un environnement sans autorisation.
La contrepartie est la blockchain privée, qui est un autre type de blockchain. Ces systèmes créent un ensemble de règles qui limitent les autorisations d'accès et d'interaction sur la blockchain. C’est pourquoi nous appelons cela un environnement autorisé. Même si les blockchains privées peuvent sembler un peu inutiles à première vue, certaines applications importantes ont été développées à l’aide de celles-ci, principalement dans des environnements d’entreprise.
Pour en savoir plus sur ce sujet, veuillez vous référer à « Quelle est la différence entre une chaîne publique, une chaîne privée et une chaîne de consortium ? 》
Comment se déroule la transaction ?
Si Alice souhaite payer Bob via un système de virement bancaire, elle en informera d'abord la banque. Par souci de simplicité, nous supposons que les deux parties utilisent la même banque. La banque vérifie si Alice dispose de fonds suffisants pour effectuer la transaction (par exemple, 50 $ sont débités du compte d'Alice et 50 $ sont crédités sur le compte de Bob) avant de mettre à jour sa base de données.
La blockchain fonctionne de la même manière. Après tout, les deux sont essentiellement des bases de données. Mais la principale différence est que la blockchain ne nécessite pas qu’un tiers vérifie et mette à jour le solde. Tous les nœuds effectueront automatiquement ces opérations.
Si Alice veut payer 5 Bitcoins à Bob, elle diffuse simplement ce message sur le réseau. La transaction n'est pas ajoutée immédiatement à la blockchain, mais les informations sont reçues par les différents nœuds car d'autres opérations doivent être effectuées avant que la transaction puisse être confirmée. Veuillez lire Comment les blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?
Une fois qu'une transaction est ajoutée à la blockchain, tous les nœuds reçoivent des informations indiquant que la transaction est terminée. Ces nœuds mettent à jour leur copie de la blockchain pour refléter les nouvelles transactions. Désormais, Alice ne peut plus envoyer ces cinq unités à Carol (évitant ainsi un envoi en double) car le réseau sait qu'elle a déjà payé ces unités lors d'une transaction précédente.
Le concept de nom d’utilisateur et de mot de passe n’existe pas dans la blockchain, et la cryptographie à clé publique peut être utilisée pour prouver la propriété des fonds. La première étape pour recevoir des fonds est que Bob doit générer une clé privée. Une clé privée est un long nombre généré aléatoirement, si complexe que personne ne peut le déchiffrer, même si cela prend des centaines d’années. Mais si vous communiquez votre clé privée à d'autres, alors d'autres peuvent prouver qu'ils sont propriétaires de ses fonds (et ont donc le droit de les dépenser). La confidentialité est donc cruciale.
Mais Bob peut également entreprendre l'action suivante, qui consiste à dériver une clé publique à partir de la clé privée. Il peut donner sa clé publique à n'importe qui car la possibilité de procéder à une ingénierie inverse de la clé publique pour obtenir la clé privée est mince. Dans la plupart des cas, il effectuera une autre opération de clé publique (telle que l'exécution d'un algorithme de hachage) pour obtenir une adresse publique.
Il donnera à Alice l'adresse publique afin qu'elle sache où envoyer les fonds. Elle construit une transaction pour verser des fonds à cette adresse publique. Elle doit ensuite générer une signature numérique à l'aide de sa clé privée pour prouver au réseau qu'elle utilise ses propres fonds. Tous les utilisateurs peuvent prendre le message signé d'Alice et le comparer à sa clé publique pour déterminer qu'elle a le pouvoir d'envoyer ces fonds à Bob.
Comment échanger du Bitcoin
Expliquons comment échanger du Bitcoin à travers les deux scénarios suivants. Le premier cas consiste à retirer du Bitcoin de Binance et le deuxième cas consiste à envoyer des fonds de votre TrustWallet vers le portefeuille Electrum.
Comment retirer du Bitcoin de Binance
1. Connectez-vous à votre compte Binance. Si vous ne possédez pas encore d'actifs Bitcoin, consultez notre guide Bitcoin pour savoir comment en acheter un.
2. Passez votre curseur sur « Wallet » et sélectionnez « Spot Wallet ».
3. Cliquez sur « Retirer » dans la barre latérale gauche.
4. Sélectionnez le Bitcoin que vous souhaitez retirer (cette fois, sélectionnez Bitcoin).
5. Copiez l'adresse d'envoi des Bitcoins retirés et collez-la à l'adresse Bitcoin du destinataire.
6. Déterminez le nombre de Bitcoins que vous devez retirer.
7. Cliquez sur "Envoyer".
8. Vous recevrez un e-mail de confirmation sous peu. Assurez-vous que l'adresse est correcte. Si c'est correct, confirmez simplement la transaction par e-mail.
9. Attendez que la transaction entre dans la blockchain. Vous pouvez vérifier l'état de la transaction en allant dans l'onglet « Historique des dépôts et retraits » ou en utilisant l'explorateur de blocs.
Comment envoyer du Bitcoin de Trust Wallet vers Electrum
Dans cet exemple, nous enverrons des Bitcoins du Trust Wallet à Electrum.
1. Ouvrez l'application Trust Wallet.
2. Cliquez sur votre compte Bitcoin.
3. Cliquez sur "Envoyer".
4. Ouvrez le portefeuille Electrum.
5. Cliquez sur l'onglet Recevoir dans Electrum et copiez l'adresse.
Vous pouvez également revenir au Trust Wallet et cliquer sur l'icône [–] pour scanner le code QR et accéder à votre adresse Electrum.
6. Collez votre adresse Bitcoin dans « Adresse du destinataire » dans Trust Wallet.
7. Déterminez la quantité.
8. Si le processus est correct, veuillez confirmer la transaction.
9. Vous avez terminé ! Attendez patiemment que la transaction soit confirmée dans la blockchain. Vous pouvez copier l'adresse dans l'explorateur de blocs et suivre son statut à tout moment.
Qui a inventé la technologie blockchain ?
Depuis le lancement du Bitcoin, la première et la plus populaire blockchain, en 2009, la technologie blockchain a été formalisée. Cependant, son créateur anonyme, Satoshi Nakamoto, s'est inspiré de technologies et de propositions antérieures.
La blockchain utilise largement des fonctions de hachage et des concepts cryptographiques antérieurs de plusieurs décennies à Bitcoin. Il est intéressant de noter que la structure de la blockchain remonte au début des années 1990, mais à l’époque, la technologie n’était utilisée que pour ajouter un horodatage aux documents qui ne pouvaient pas être falsifiés.
Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez l'historique de la blockchain.
Avantages et inconvénients de la technologie Blockchain
La blockchain a été soigneusement conçue pour résoudre de nombreux problèmes qui affligent les acteurs de divers secteurs, de la finance à l'agriculture, la blockchain peut jouer efficacement son rôle. Les réseaux distribués présentent de nombreux avantages par rapport au modèle client-serveur traditionnel, mais ils ne sont pas parfaits.
avantage
Comme mentionné dans le livre blanc Bitcoin, l’un des avantages directs de la blockchain est que les utilisateurs peuvent transférer de l’argent directement, sans passer par les intermédiaires. Les blockchains ultérieures ont approfondi cette fonctionnalité, permettant aux utilisateurs d'envoyer différents types d'informations. L'élimination du système de contrepartie signifie que les utilisateurs sont moins susceptibles d'être exposés au risque et que les frais sont d'autant plus bas qu'aucun intermédiaire ne facture de frais.
Comme mentionné précédemment, le réseau public blockchain est un environnement sans autorisation puisqu’il n’y a personne en charge, il n’y a aucune barrière à l’entrée. Les utilisateurs potentiels peuvent interagir avec d’autres personnes sur le réseau tant qu’ils disposent d’une connexion Internet.
Beaucoup pensent que la blockchain est surtout connue pour sa nature hautement évasive à la censure. Si un acteur malveillant tente d’attaquer un service centralisé, il peut simplement cibler le serveur et en finir avec lui. Mais dans un réseau peer-to-peer, chaque nœud peut agir comme son propre serveur.
Des systèmes comme Bitcoin comptent plus de 10 000 nœuds visibles répartis dans le monde, ce qui rend presque impossible pour un attaquant de compromettre le réseau, même s'ils disposent de ressources suffisantes. Il convient de noter qu'il existe de nombreux nœuds cachés dans le système, qui sont cachés dans le vaste réseau.
Certains des avantages sont décrits ci-dessous. La blockchain peut servir à de nombreux cas d’utilisation spéciaux, voir À quoi sert la blockchain ?
défaut
La blockchain n’est pas une solution universelle à tous les problèmes. Comme mentionné dans la section précédente, même si les points forts sont renforcés, il existe également d’autres domaines de faiblesse. Le plus gros obstacle de la blockchain est son incapacité à être utilisée à grande échelle en raison d’une faible évolutivité.
C'est également un problème courant dans les réseaux distribués. Puisque tous les participants doivent rester synchronisés, la vitesse à laquelle les nouvelles informations sont ajoutées doit être contrôlée, sinon les nœuds ne pourront pas suivre le rythme. Par conséquent, pour assurer la décentralisation du système, les développeurs ont tendance à limiter consciemment la vitesse de mise à jour de la blockchain.
Pour les utilisateurs du réseau, si trop de personnes tentent des transactions, la période d'attente s'étendra indéfiniment. Les blocs ont une capacité limitée à contenir des données et les données ne peuvent souvent pas être ajoutées immédiatement à un bloc. Si le nombre de transactions dépasse la capacité du bloc, les transactions excédentaires devront être mises en file d'attente pour attendre d'entrer dans le bloc suivant.
Un autre inconvénient potentiel des systèmes blockchain décentralisés est qu’ils ne peuvent pas être mis à niveau à volonté. Si vous développez un logiciel, vous pouvez naturellement ajouter de nouvelles fonctions à volonté. Vous n'avez pas besoin de rechercher la coopération ou le consentement d'autrui pour garantir la réussite de la mise en œuvre de vos modifications.
Cependant, avec des millions d’utilisateurs potentiels dans le même environnement, il est compréhensible à quel point il est difficile d’apporter des changements. Vous pouvez peut-être modifier certains paramètres du logiciel du nœud, mais cela finira par vous éloigner du réseau d'origine. Si le logiciel est amélioré et devient incompatible avec d'autres nœuds, les autres nœuds remarqueront rapidement la différence et refuseront d'interagir avec votre nœud.
Supposons que vous souhaitiez modifier la taille des blocs (par exemple de 1 Mo à 2 Mo). Vous pouvez essayer d'envoyer le bloc aux nœuds auxquels vous êtes connecté, mais ces nœuds suivent une règle : ils n'accepteront pas les blocs de plus de 1 Mo. S’ils reçoivent un bloc plus gros, ils ne l’incluront pas dans leur copie de la blockchain.
La seule façon de mettre en œuvre des changements est de les faire accepter par la grande majorité des utilisateurs de l’écosystème. Pour la plupart des blockchains, la coordination des changements nécessite des discussions approfondies entre les utilisateurs sur les forums, ce qui peut prendre des mois, voire des années. Voir Hard Forks et Soft Forks pour plus de détails.
Chapitre 2 – Comment fonctionne la blockchain ?
Table des matières
Comment les blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?
Exploitation minière (preuve de travail)
Avantages de la preuve de travail
Inconvénients de la preuve de travail
Nantissement de capitaux propres (preuve de capitaux propres)
Avantages de la preuve de participation
Inconvénients de la preuve de participation
Autres algorithmes de consensus
Une transaction blockchain peut-elle être annulée ?
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain ?
Pourquoi la blockchain doit-elle se développer ?
Qu’est-ce qu’un fork blockchain ?
fourchette souple
fourchette dure
Comment les blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?
Nous avons abordé de nombreux concepts jusqu'à présent. Nous comprenons que les nœuds sont connectés les uns aux autres et qu’ils peuvent stocker des copies de la blockchain. De plus, les nœuds partageront des informations sur les transactions et de nouvelles informations sur les blocs. Nous avons discuté de la définition d’un nœud, mais vous avez peut-être encore des questions : comment les nouveaux blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?
Personne n'attribue de tâches aux utilisateurs. Étant donné que tous les nœuds ont le même pouvoir, un mécanisme doit être établi pour décider équitablement qui a la possibilité d’ajouter de nouveaux blocs à la blockchain. Nous devons construire un système dans lequel les utilisateurs paient des coûts élevés pour tricher et sont récompensés pour avoir agi honnêtement. Tout utilisateur sensé souhaiterait que les choses se passent pour le mieux.
Le réseau étant un environnement sans autorisation, la création d’un blocage nécessite le consentement unanime de tous les utilisateurs. Les protocoles exigent souvent que tous les utilisateurs partagent le risque, c'est-à-dire qu'ils doivent mettre leur propre argent en danger pour que le réseau fonctionne correctement. Cette action leur permet de participer au processus de création de bloc, et si un bloc valide est finalement généré avec succès, ils recevront tous une récompense.
Cependant, dès que quelqu’un tente de tricher, il est immédiatement découvert par les autres utilisateurs du réseau. Les tricheurs perdront tous les droits investis. Nous appelons ce mécanisme un algorithme de consensus car il permet aux participants du réseau de se mettre d'accord sur les blocs à ajouter ensuite.
Exploitation minière (preuve de travail)
Le minage est de loin l’algorithme de consensus le plus couramment utilisé. L'algorithme Proof of Work (PoW) est souvent utilisé dans le processus de minage. Les utilisateurs doivent travailler dur pour résoudre les problèmes difficiles de formulation de protocoles au détriment de la puissance de calcul.
De telles énigmes obligent les utilisateurs à hacher les transactions et autres informations contenues dans les blocs. Mais la valeur de hachage doit être inférieure à une certaine valeur pour être efficace. Puisqu’il n’existe aucun moyen de prédire un résultat donné, les mineurs doivent continuer à hacher les données légèrement modifiées jusqu’à ce qu’ils trouvent une solution valide.
De toute évidence, le coût du hachage répété des données est assez élevé. Dans une blockchain qui utilise un mécanisme de preuve de travail, les « capitaux propres » investis par les utilisateurs comprennent l’argent dépensé pour acheter des machines minières et l’électricité consommée par les machines minières. Cette décision vise à gagner des récompenses en bloc.
Nous avons mentionné plus tôt que les fonctions de hachage sont théoriquement irréversibles, mais le processus permettant de vérifier leur exactitude est assez simple. Si un mineur envoie un nouveau bloc à d'autres utilisateurs du réseau, tous les autres nœuds utiliseront ce nouveau bloc comme entrée de la fonction de hachage. Ces nœuds n'ont besoin d'effectuer qu'une seule vérification pour confirmer si le bloc est valide selon les règles de la blockchain actuelle. S'il s'agit de fausses informations, non seulement les mineurs n'obtiendront aucune récompense, mais ils gaspilleront également beaucoup d'électricité.
Bitcoin est la première blockchain à adopter un mécanisme de preuve de travail. Depuis la création du mécanisme de preuve de travail, de nombreuses blockchains ont été utilisées.
Avantages de la preuve de travail
Éprouvé – La preuve de travail est de loin l’algorithme de consensus le plus mature et a créé des centaines de milliards de dollars de valeur.
Aucune autorisation requise – tous les utilisateurs peuvent participer à des compétitions minières ou simplement exécuter un nœud de validation.
Décentralisation – Les mineurs se font concurrence pour produire des blocs, ce qui signifie que le pouvoir de hachage ne peut être contrôlé par aucune partie.
Inconvénients de la preuve de travail
Déchets – L’exploitation minière consomme beaucoup d’électricité.
Les barrières à l'entrée augmentent progressivement - le nombre de mineurs rejoignant le réseau augmente de jour en jour, de sorte que le protocole augmente la difficulté du problème du minage. Pour rester compétitifs, les utilisateurs doivent acheter des appareils plus performants. De quoi dissuader de nombreux mineurs.
Nantissement de capitaux propres (preuve de capitaux propres)
Dans un système qui gère un mécanisme de preuve de travail, vous payez la machine minière et payez la facture d'électricité, ce qui vous incite à agir honnêtement. Si vous n’exploitez pas la blockchain de la bonne manière, vous n’obtiendrez pas de retour sur investissement.
Avec le mécanisme Proof of Stake (PoS), il n’y a pas de coûts externes. En plus des mineurs, nous disposons également de validateurs qui peuvent proposer (ou produire) des blocs. Ils peuvent utiliser des ordinateurs ordinaires pour générer de nouveaux blocs, mais seulement s'ils investissent une grande quantité de fonds propres et représentent une proportion considérable de l'ensemble de la chaîne du capital pour bénéficier de ce privilège. En fonction des règles de chaque protocole, les utilisateurs doivent miser un montant prédéterminé de crypto-monnaie native de la blockchain.
Bien que différentes implémentations aboutissent à des résultats très variables, une fois qu'un validateur a mis en jeu ses unités, le protocole sélectionne au hasard un utilisateur éligible pour annoncer le bloc suivant. Si cela est fait correctement, ces utilisateurs peuvent gagner des récompenses. Il est également possible que de nombreux validateurs souhaitent hypothéquer le bloc suivant, alors la blockchain attribuera des récompenses en fonction du ratio hypothécaire investi par chaque validateur.
Les blockchains de preuve de participation « pures » sont moins courantes que les preuves de participation déléguées (DPoS), qui obligent les utilisateurs à voter pour des nœuds (témoins) qui valident les blocs sur le réseau.
Avantages de la preuve de participation
Respectueux de l’environnement – Proof of Stake a une empreinte carbone bien inférieure à celle du Proof of Work mining. Le jalonnement élimine le besoin d’opérations de hachage gourmandes en ressources.
Transactions plus rapides – Certains partisans de la preuve de participation pensent qu'elle peut augmenter le débit des transactions en éliminant le besoin d'investir de la puissance de calcul supplémentaire dans l'une des énigmes arbitraires mises en place par le protocole.
Récompenses et intérêts de mise – Ces avantages ne sont pas versés aux mineurs, car les récompenses pour la sécurisation du réseau vont directement sur les comptes des détenteurs de jetons. Dans certains cas, Proof of Stake permet aux utilisateurs de gagner un revenu passif (sous forme de parachutages ou d'intérêts) simplement en jalonnant leurs actifs.
Inconvénients de la preuve de participation
Relativement non testés – Les protocoles de preuve d'enjeu n'ont pas été testés à grande échelle. Il peut exister des vulnérabilités inconnues dans le processus d’exécution ou dans la cryptoéconomie.
Plutocratique – Certains utilisateurs craignent que la preuve de participation encourage un écosystème « les riches deviennent plus riches », dans lequel les validateurs reçoivent plus de récompenses à mesure qu'ils misent.
Problème sans mise – Dans la preuve de travail, les mineurs ne peuvent « miser » que sur une seule chaîne, ils ont donc tendance à exploiter sur la chaîne avec le taux de réussite le plus élevé. Pendant le hard fork, ils n’ont pas pu parier sur plusieurs chaînes tout en conservant la même puissance de hachage. Cependant, dans le cadre du mécanisme de preuve de participation, les validateurs peuvent exploiter plusieurs chaînes en même temps avec seulement un petit coût supplémentaire, ce qui est donc susceptible de causer des problèmes économiques.
Autres algorithmes de consensus
La preuve de travail et la preuve de participation sont les deux algorithmes de consensus les plus courants. Il existe également de nombreux autres algorithmes. Certains algorithmes combinent des éléments des deux systèmes, tandis que d’autres sont des algorithmes complètement différents.
Je n’en parlerai pas cette fois. Si vous êtes intéressé, vous pouvez consulter les articles suivants :
"Explication détaillée de la preuve de charge de travail retardée"
"Explication détaillée du consensus sur la preuve d'intérêt au bail"
Une transaction blockchain peut-elle être annulée ?
Du point de vue de la conception, les blockchains sont des bases de données extrêmement robustes. Ses propriétés inhérentes rendent les données blockchain difficiles à supprimer ou à modifier une fois enregistrées. Et dans Bitcoin et dans d’autres grandes zones de réseau, la probabilité qu’un tel accident se produise est extrêmement faible. Par conséquent, lorsque vous effectuez des transactions sur la blockchain, réfléchissez-y à deux fois car il n’y a aucune marge de manœuvre.
Cela dit, il existe de nombreuses façons de mettre en œuvre la blockchain sur le marché, et la différence la plus essentielle entre ces méthodes réside dans la manière de parvenir à un consensus au sein du réseau. Cela signifie que, dans certaines implémentations, un groupe peut acquérir suffisamment de pouvoir au sein du réseau pour annuler efficacement une transaction malgré un nombre relativement restreint de participants. C’est pourquoi la circulation des altcoins sur certains petits réseaux (où la concurrence minière est faible, entraînant de faibles taux de hachage) est particulièrement préoccupante.
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain ?
L’évolutivité de la blockchain est souvent utilisée comme terme générique pour désigner la capacité d’un système blockchain à répondre à une demande croissante. Bien que la blockchain combine de nombreux attributs souhaitables (tels que la décentralisation, la résistance à la censure et l’immuabilité), elle n’est pas parfaite.
Les bases de données centralisées fonctionnent plus rapidement et ont un débit plus élevé que les systèmes décentralisés. Ce dernier existe pour ses propres raisons, comme ne pas avoir à se synchroniser avec le réseau via des milliers de nœuds répartis dans le monde à chaque fois que quelque chose change. La blockchain est exactement le contraire. En tant que telle, l’évolutivité est un sujet très débattu parmi les développeurs de blockchain depuis des années.
Pour remédier à certaines des lacunes de performance de la blockchain, diverses solutions ont depuis longtemps été proposées ou mises en œuvre. Cependant, à ce jour, aucune solution parfaite n’a été trouvée. Il faudra peut-être essayer d'innombrables solutions avant de trouver enfin une réponse claire à votre problème d'évolutivité.
Au niveau macro, une question fondamentale concernant l'évolutivité reste à résoudre : devons-nous améliorer les performances de la blockchain elle-même (mise à l'échelle en chaîne), ou devons-nous permettre à plusieurs transactions de se dérouler simultanément sans gonfler la blockchain principale (mise à l'échelle en chaîne) ) extension)?
Les deux directions de recherche présentent des avantages évidents. Les solutions de mise à l'échelle en chaîne peuvent réduire la taille des transactions et même optimiser la façon dont les données sont stockées en blocs. Les solutions hors chaîne, en revanche, peuvent nécessiter que les transactions sur la blockchain principale soient traitées par lots et ajoutées à la blockchain uniquement plus tard. De plus, les chaînes latérales et les canaux de paiement sont également des solutions hors chaîne qui méritent une étude approfondie.
Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez Évolutivité de la blockchain : chaînes latérales et canaux de paiement.
Pourquoi la blockchain doit-elle se développer ?
Si un système blockchain veut rivaliser avec les systèmes centralisés, il doit avoir des performances au moins aussi bonnes. Dans les situations réelles, les premiers doivent avoir de meilleures performances pour motiver les développeurs et les utilisateurs à se tourner vers les plateformes et applications blockchain.
Cela signifie que la blockchain doit offrir aux développeurs et aux utilisateurs une meilleure expérience que les systèmes centralisés, par exemple en étant plus rapide, plus abordable et plus facile à utiliser. Cependant, il n’est en réalité pas facile de conserver les caractéristiques de base de la blockchain évoquées ci-dessus tout en garantissant ces prémisses.
Qu’est-ce qu’un fork blockchain ?
Tous les logiciels doivent être mis à niveau, et le logiciel blockchain ne fait pas exception. Ce n'est que grâce aux mises à niveau que les problèmes peuvent être résolus, de nouvelles règles ajoutées ou les anciennes règles supprimées. Étant donné que la plupart des logiciels blockchain sont open source, chaque utilisateur a théoriquement le pouvoir d'ajouter des mises à jour au logiciel qui régit le réseau.
N'oubliez pas que la blockchain est un réseau distribué. Une fois le logiciel mis à jour, des milliers de nœuds dispersés dans le monde doivent communiquer et mettre en œuvre la nouvelle version. Mais que se passe-t-il si les participants ne parviennent pas à s’entendre sur la mise en œuvre de la mise à jour ? En l’absence d’organisation, aucun processus décisionnel détaillé ne peut être fourni. Cela aboutit finalement à des fourches souples et dures.
fourchette souple
Si tous les utilisateurs parviennent à se mettre d’accord sur la mise à niveau, tout le monde est content. Mais dans ce cas, le logiciel est mis à jour avec des modifications rétrocompatibles, ce qui signifie que les nœuds mis à jour peuvent toujours interagir avec les nœuds non mis à jour. Mais en réalité, on s’attend à ce que presque tous les nœuds soient mis à niveau au fil du temps. Il s'agit d'une fourchette souple.
fourchette dure
Les hard forks sont relativement complexes. Une fois les nouvelles règles mises en œuvre, elles sont incompatibles avec les anciennes. Par conséquent, si un nœud exécutant une nouvelle règle tente d’interagir avec un nœud exécutant une ancienne règle, la communication ne sera pas possible. Cette situation entraînerait la division de la blockchain en deux, le logiciel d'origine continuant à fonctionner sur l'ancienne chaîne tandis que la nouvelle chaîne implémenterait de nouvelles règles.
Après un hard fork, il y aura essentiellement deux réseaux différents exécutant deux protocoles en parallèle. Il convient de noter qu’au moment du fork, le reste des unités natives de la blockchain étaient des jetons clonés de l’ancien réseau. Par conséquent, après le fork, il y aura toujours des soldes sur l'ancienne chaîne dans la nouvelle chaîne.
Veuillez vous référer à « Hard Fork et Soft Fork » pour plus de détails.
Chapitre 3 - A quoi sert la blockchain ?
Table des matières
La blockchain appliquée à la supply chain
Blockchain et industrie du jeu
Blockchain utilisée dans les soins de santé
Remise de fonds blockchain
Blockchain et identité numérique
Blockchain et Internet des objets (IoT)
Blockchain appliquée à la gouvernance
Blockchain utilisée dans des œuvres caritatives
Blockchain utilisée dans la spéculation
Financement participatif et blockchain
Blockchain et système de fichiers distribués
La technologie Blockchain peut être appliquée à un large éventail de cas d’utilisation. Jetons un coup d’œil à certains de ces types.
La blockchain appliquée à la supply chain
Une chaîne d’approvisionnement efficace constitue un fondement essentiel du succès de nombreuses entreprises et implique la gestion des marchandises du fournisseur au consommateur. Il a toujours été difficile de concilier les nombreux acteurs d’une industrie donnée. Cependant, la technologie blockchain pourrait permettre à de nombreux secteurs d’atteindre un tout nouveau niveau de transparence. L’établissement d’un écosystème de chaîne d’approvisionnement interopérable doté d’une base de données immuable constitue la base du fonctionnement robuste, sûr et fiable de nombreuses industries.
Pour en savoir plus, consultez Cas d'utilisation de la blockchain : chaîne d'approvisionnement.
Blockchain et industrie du jeu
L’industrie du jeu est devenue l’une des plus grandes industries du divertissement au monde et peut grandement bénéficier de la technologie blockchain. D’une manière générale, les joueurs sont toujours à la merci des développeurs de jeux. Dans la plupart des jeux en ligne, les joueurs sont obligés d'utiliser l'espace serveur du développeur et de respecter leurs règles en constante évolution. Dans ce cas, la blockchain peut aider à décentraliser la propriété, la gestion et la maintenance des jeux en ligne.
Le plus important d’entre eux est peut-être que les éléments de jeu ne peuvent exister sans la propriété, car cela éliminerait la véritable propriété et les opportunités de marché secondaire. En adoptant une approche basée sur la blockchain, les jeux seront plus durables à long terme si les objets du jeu sont émis sous forme d'objets de collection cryptographiques ayant une valeur dans le monde réel.
Pour plus d'informations, veuillez vous référer à « Cas d'utilisation de la blockchain : jeux ».
Blockchain utilisée dans les soins de santé
Les systèmes médicaux doivent stocker les dossiers médicaux de manière fiable. Cependant, la dépendance du système à l'égard de serveurs centralisés rend les informations sensibles vulnérables au vol. Cependant, la transparence et la sécurité de la technologie blockchain en font une plateforme idéale pour stocker les dossiers médicaux.
L'utilisation du cryptage pour protéger les antécédents médicaux des patients dans la blockchain peut protéger efficacement la vie privée des patients, et en même temps, les grandes institutions médicales peuvent partager les informations médicales des patients. Le système médical actuel est relativement décentralisé et si tous les participants avaient accès à une base de données mondiale sécurisée, le flux d’informations entre eux serait beaucoup plus rapide.
Pour en savoir plus, consultez Cas d'utilisation de la blockchain : soins de santé.
Remise de fonds blockchain
Lorsqu’il s’agit d’effectuer des virements internationaux, les processus bancaires traditionnels sont souvent complexes. Cela est principalement dû au réseau intermédiaire complexe et à la nécessité de payer des frais de traitement et d'attendre le règlement. Une série de facteurs entraînent des coûts élevés et une faible fiabilité lors de l'utilisation de processus commerciaux traditionnels pour les transactions d'urgence.
La crypto-monnaie et la blockchain éliminent l’écosystème des intermédiaires, rendant les transferts d’argent abordables et efficaces dans le monde entier. Même si la blockchain sacrifiera sans aucun doute les performances au profit de certains attributs souhaitables, il existe déjà un certain nombre de projets tirant parti de la technologie pour permettre des transactions instantanées et abordables.
Pour en savoir plus, consultez Cas d'utilisation de la blockchain : envois de fonds.
Blockchain et identité numérique
Tout le monde souhaite pouvoir gérer en toute sécurité les informations d’identité sur Internet. Il est donc urgent de trouver une solution rapide. Aujourd’hui, de grandes quantités de données personnelles sont stockées sur des serveurs centralisés et analysées à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique à l’insu ou sans le consentement de la personne.
La technologie Blockchain permet aux utilisateurs de devenir propriétaires de leurs propres données et de divulguer sélectivement des informations à des tiers uniquement en cas de besoin. Ce type de cryptage permet aux utilisateurs d'avoir une expérience en ligne plus fluide sans sacrifier la confidentialité.
Pour plus d’informations, consultez Cas d’utilisation de la blockchain : identité numérique.
Blockchain et Internet des objets (IoT)
Un très grand nombre d’appareils physiques sont désormais connectés à Internet, et leur nombre ne fait qu’augmenter. Certains pensent que la technologie blockchain améliorera considérablement la communication et la coopération entre les appareils. Les micropaiements automatisés de machine à machine (M2M) peuvent créer un nouvel environnement économique, mais s'appuient sur une solution de base de données sécurisée à haut débit.
Pour en savoir plus, lisez Cas d'utilisation de la blockchain : Internet des objets (IoL).
Blockchain appliquée à la gouvernance
Les réseaux distribués peuvent définir et appliquer leurs propres formes de gouvernance sous forme de code informatique. Il n’est donc pas surprenant que la blockchain ait la possibilité de décentraliser et de contourner divers processus de gouvernance aux niveaux local, national et même international.
Plus important encore, cela pourrait résoudre l’un des problèmes les plus importants auxquels sont actuellement confrontés les environnements de développement open source, à savoir l’absence d’un mécanisme fiable d’allocation des fonds. La gouvernance de la blockchain garantit que tous les participants peuvent participer à la prise de décision et peuvent fournir un aperçu transparent des politiques spécifiques mises en œuvre.
Pour en savoir plus, lisez Cas d'utilisation de la Blockchain : Gouvernance.
Blockchain utilisée dans des œuvres caritatives
Les efforts des organismes de bienfaisance sont souvent entravés par les restrictions imposées sur la manière dont ils reçoivent leur financement. Plus frustrant encore est le fait que la destination finale des fonds donnés est parfois difficile à suivre avec précision, ce qui dissuade sans doute de nombreuses personnes de soutenir ces organisations.
L’objectif de la « cryptophilanthropie » est d’utiliser la technologie blockchain pour contourner ces restrictions. Ce modèle s'appuie sur les propriétés inhérentes de la technologie pour garantir une plus grande transparence, un engagement mondial et des dépenses réduites. Ce domaine émergent cherche un moyen de maximiser l’impact des organismes de bienfaisance. La Blockchain Charitable Foundation est une telle organisation.
Pour en savoir plus, lisez « Cas d'utilisation de la blockchain : association caritative ».
Blockchain utilisée dans la spéculation
Il ne fait aucun doute que la technologie blockchain est très recherchée par la communauté spéculative. Des transferts fluides entre plateformes de trading, des solutions de trading sans dépôt et un écosystème de produits dérivés en pleine croissance en font un terrain de jeu idéal pour les spéculateurs de tous types.
En raison de ses caractéristiques inhérentes, ceux qui sont prêts à prendre le risque d’investir dans cette classe d’actifs émergente considéreront la blockchain comme un excellent outil. Certains pensent même qu’une fois la technologie et les mesures réglementaires environnantes arrivées à maturité, le marché spéculatif mondial adoptera très probablement un modèle de tokenisation sur la blockchain.
Pour en savoir plus, veuillez lire « Cas d'utilisation de la blockchain : marchés de prédiction ».
Financement participatif et blockchain
Les plateformes de financement participatif en ligne se développent depuis des décennies et ont jeté des bases solides pour l’économie peer-to-peer. Le succès de ces sites montre qu’il existe un réel intérêt pour le développement de produits de financement participatif. Cependant, en tant que dépositaires de fonds, ces plateformes peuvent prélever une part considérable des frais sous forme de frais de gestion. De plus, ils développeront leur propre ensemble de règles pour faciliter l’accord entre les différents acteurs.
La technologie blockchain, et plus particulièrement les contrats intelligents, peut permettre un modèle de financement participatif plus sécurisé et automatisé, dans lequel le code informatique définit les termes de l'accord.
D'autres applications de financement participatif utilisant la technologie blockchain incluent les offres initiales de pièces (ICO) et les offres d'échange initiales (IEO). Dans un processus de vente de jetons similaire, les investisseurs lèvent des fonds dans l’espoir que le réseau réussira à l’avenir et recevront un retour sur investissement correspondant.
Blockchain et système de fichiers distribués
Par rapport aux méthodes de stockage centralisées traditionnelles, le stockage de fichiers distribué sur Internet présente plus d'avantages. Une grande quantité de données stockées dans le cloud repose sur des serveurs et des fournisseurs de services centralisés, qui sont souvent plus vulnérables aux attaques ou aux pertes de données. Dans certains cas, les utilisateurs sont parfois confrontés à une inaccessibilité car les serveurs centralisés sont soumis à la censure.
Du point de vue de l'utilisateur, les solutions de stockage de fichiers blockchain fonctionnent sur les mêmes principes que les autres solutions de stockage cloud : vous pouvez télécharger, stocker et accéder à des fichiers. Cependant, ce qui se passe dans les coulisses varie considérablement.
Si vous téléchargez des fichiers dans un référentiel blockchain, ils sont répartis sur plusieurs nœuds et répliqués. Dans certains cas, chaque nœud stockera une partie du contenu du fichier. Certaines parties des données ne leur sont pas d'une grande utilité, mais vous pouvez toujours demander à ces nœuds de fournir des parties individuelles, afin de pouvoir les diviser en parties entières et obtenir un fichier complet.
L'espace de stockage provient des participants qui fournissent leur espace de stockage et leur bande passante au réseau. En règle générale, les participants recevront des récompenses financières s'ils fournissent ces ressources, mais seront soumis à des sanctions financières s'ils ne respectent pas les règles ou s'ils ne stockent pas et ne fournissent pas de documents.
Vous pouvez considérer ce type de réseau comme similaire au Bitcoin. Dans ce cas, cependant, l’objectif principal du réseau n’est pas de soutenir le transfert de valeur monétaire, mais de permettre un stockage de fichiers décentralisé et résistant à la censure.
D'autres protocoles open source tels que l'InterPlanetary File System (IPFS) ont ouvert la voie à ce nouveau réseau distribué persistant. En fait, IPFS n’est qu’un protocole et un réseau peer-to-peer. Pour être précis, ce n’est pas une blockchain. Cependant, il applique certains principes de la technologie blockchain pour améliorer la sécurité et l’efficacité.