Qu’est-ce que la blockchain ? Guide complet

Contenu

1. Blockchain 101

2. Comment fonctionne la blockchain ?

3. A quoi sert la blockchain ?

Chapitre 1 - Blockchain 101

Contenu

• Qu’est-ce que la blockchain ?

• Comment les blocs sont-ils connectés ?

• Blockchains et décentralisation

• Le problème des généraux byzantins

• Pourquoi les blockchains devraient-elles être décentralisées ?

• Qu'est-ce qu'un réseau P2P ?

• Que sont les nœuds sur la blockchain ?

• Blockchains publiques ou privées

• Comment se déroulent les transactions ?

• Comment effectuer des transactions Bitcoin

  • Comment retirer du Bitcoin de Binance

  • Comment envoyer du Bitcoin de Trust Wallet vers Electrum

• Qui a inventé la blockchain ?

• Avantages et inconvénients de la technologie blockchain

  • Avantages

  • Les inconvénients

Qu’est-ce que la blockchain ?

La blockchain est un type particulier de base de données. Vous avez peut-être également entendu le terme « technologie de grand livre distribué » (ou DLT). Dans de nombreux cas, ils signifient la même chose.

La blockchain possède certaines propriétés uniques. Il existe des règles pour ajouter des données et une fois les données enregistrées, il est presque impossible de les modifier ou de les supprimer.

Les données sont ajoutées au fil du temps à des structures appelées blocs. Chaque bloc est construit au-dessus du précédent et comprend une information liée au précédent. Un tel système a été créé dans le but que tout utilisateur, après avoir visualisé le bloc extrême, puisse facilement vérifier l'exactitude de sa commande. Si l’on parcourt toute la « chaîne », on atteindra le tout premier bloc appelé bloc de genèse.

Pour une analogie, supposons que vous disposiez d’une feuille de calcul à deux colonnes. Dans la première cellule de la première ligne, vous placez toutes les données que vous souhaitez enregistrer.

Les données de la première cellule sont converties en un identifiant à deux lettres, qui sera ensuite utilisé dans le cadre de la saisie suivante. Dans cet exemple, l'identifiant à deux lettres KP doit être utilisé pour remplir la cellule suivante de la deuxième ligne (defKP). Cela signifie que si vous modifiez la première entrée (abcAA), vous obtiendrez une combinaison de lettres différente dans toutes les autres cellules.

Une base de données où chaque enregistrement est lié au dernier.

Si vous regardez la ligne 4, notre dernière identification est TH. Vous vous souvenez de la façon dont nous avons dit que vous ne pouviez pas revenir en arrière ou supprimer des entrées ? En effet, dans un vaste système de membres partageant le même ensemble de données cohérentes, vous pouvez informer tout le monde que vous avez déjà apporté des modifications à une table, mais la plupart peuvent simplement ignorer votre tentative de modification de l'intégralité de la structure des données.

Supposons que vous modifiiez les données dans la première cellule : vous obtiendrez un identifiant différent, ce qui signifie que votre deuxième bloc aura des données différentes, conduisant à un identifiant différent dans la ligne 2, et ainsi de suite. TH est essentiellement le produit de toutes les informations précédentes.

Comment les blocs sont-ils connectés ?

Ce dont nous avons discuté ci-dessus avec nos identifiants à deux lettres est une analogie simplifiée de la façon dont la blockchain utilise les fonctions de hachage. Le hachage est la colle qui maintient les blocs ensemble. Cela consiste dans le fait que nous prenons des données de n'importe quelle taille et les transmettons à travers une fonction mathématique pour obtenir un résultat (hachage) qui a toujours la même longueur.

Les hachages utilisés dans les blockchains sont intéressants car la probabilité que vous trouviez deux données produisant le même résultat est astronomiquement faible. Comme nos identifiants ci-dessus, toute petite modification de notre entrée produira une sortie complètement différente.

Illustrons SHA256, une fonction largement utilisée dans Bitcoin. Comme vous pouvez le constater, même changer les lettres majuscules suffit à chiffrer complètement la sortie.

Le fait qu’il n’y ait aucun conflit connu avec SHA256 (c’est-à-dire deux entrées différentes nous donnant le même résultat) est incroyablement précieux dans le contexte des blockchains. Cela signifie que chaque bloc peut faire référence au précédent, y compris son hachage, et toute tentative de modification de blocs plus anciens sera immédiatement apparente.

Chaque bloc contient une empreinte du précédent.

Blockchains et décentralisation

Nous avons expliqué la structure de base de la blockchain. Mais lorsque vous entendez les gens parler de la technologie blockchain, ils ne parlent probablement pas seulement de la base de données elle-même, mais aussi des écosystèmes construits autour des blockchains.

En tant que structures de données autonomes, les blockchains ne sont vraiment utiles que dans des applications de niche. Ce qui devient intéressant, c’est lorsque nous les utilisons comme outils de coordination les uns avec les autres. Combinée à d’autres technologies et à la théorie des jeux, la blockchain peut agir comme un grand livre distribué qui n’est contrôlé par personne.

Cela signifie que personne n'a le droit de modifier les enregistrements en dehors des règles du système (nous reviendrons sur les règles plus tard). En ce sens, on peut affirmer que le registre appartient à tout le monde en même temps : les participants seront d’accord sur ce à quoi il ressemble à un moment donné.

Le problème des généraux byzantins

Le véritable problème qui fait obstacle à un système comme celui décrit ci-dessus est ce qu’on appelle le problème des généraux byzantins. Inventé dans les années 1980, il décrit un dilemme dans lequel des acteurs isolés doivent communiquer pour coordonner leurs actions. Ce dilemme implique plusieurs généraux d’armée encerclant une ville et décidant de l’attaquer ou non. Les généraux ne peuvent communiquer que via un messager.

Chacun doit décider s’il doit attaquer ou battre en retraite. Peu importe qu'ils attaquent ou battent en retraite, l'essentiel est que tous les généraux prennent une seule décision. S’ils décident d’attaquer, ils ne réussiront que s’ils bougent en même temps. Alors, comment pouvons-nous garantir qu’ils y parviendront ?

Bien sûr, ils pourraient communiquer via un messager. Mais que se passerait-il si le messager était intercepté et que le message passait de « nous attaquons à l'aube » à « nous attaquons ce soir » ? Et si l’un des généraux trompait délibérément les autres afin qu’ils soient vaincus ?

Tous les généraux attaquent avec succès (à gauche). Quand l’un bat en retraite, les autres attaquent, ils sont vaincus (à droite).

Nous avons besoin d’une stratégie permettant de parvenir à un consensus même si les participants deviennent malveillants ou si des messages sont interceptés. Ne pas être en mesure de maintenir une base de données n’est pas une situation mettant la vie en danger, comme attaquer une ville sans renforts, mais le même principe s’applique. S'il n'y a personne pour surveiller la blockchain et donner aux utilisateurs les informations « correctes », alors les utilisateurs doivent pouvoir communiquer entre eux.

Pour surmonter la défaillance potentielle d’un (ou de plusieurs) utilisateurs, les mécanismes de blockchain doivent être soigneusement conçus pour être résilients à de telles défaillances. Un système qui peut y parvenir est appelé « Consensus général byzantin ». Comme nous le verrons bientôt, les algorithmes de consensus sont utilisés pour appliquer des règles globales.

Pourquoi les blockchains devraient-elles être décentralisées ?

Bien entendu, vous pouvez gérer vous-même la blockchain. Mais vous vous retrouverez avec une base de données encombrante par rapport aux meilleures alternatives. Son véritable potentiel peut être exploité dans un environnement décentralisé, c’est-à-dire dans un environnement où tous les utilisateurs sont égaux. Ainsi, la blockchain ne peut pas être supprimée ou détournée par des attaquants. C’est la seule source de vérité accessible à tous.

Qu'est-ce qu'un réseau P2P ?

Un réseau P2P (Peer-to-peer) est le niveau des utilisateurs (ou généraux dans notre exemple précédent). Il n'y a pas d'administrateur, donc au lieu d'appeler un serveur central chaque fois qu'un utilisateur souhaite partager des informations avec un autre utilisateur, il les envoie directement à ses collègues.

Considérez le graphique ci-dessous. À gauche se trouve une structure centralisée dans laquelle le participant A doit envoyer un message via le serveur pour le transmettre au participant F. Cependant, à droite, tous les participants sont connectés directement, sans aucun intermédiaire.

Réseau centralisé (à gauche) et décentralisé (à droite).

Habituellement, le serveur stocke toutes les informations nécessaires aux utilisateurs. Lorsque vous accédez à Binance Academy, vous demandez à ses serveurs de vous fournir tous les articles. Si le site Web tombe en panne, vous ne pourrez pas les voir. Cependant, si vous avez téléchargé tout le contenu, vous pourrez y accéder sur votre ordinateur sans envoyer de demande à Binance Academy.

C’est essentiellement ce que fait chaque utilisateur avec une blockchain : l’intégralité de la base de données est stockée sur son ordinateur. Si quelqu’un quitte le réseau, les utilisateurs restants pourront toujours accéder à la blockchain et échanger des informations entre eux. Lorsqu'un nouveau bloc est ajouté à la chaîne, les données sont distribuées sur le réseau afin que chacun puisse mettre à jour sa propre copie du grand livre.

Assurez-vous de consulter les réseaux P2P expliqués pour un examen plus approfondi de ce type de réseau.

Que sont les nœuds sur la blockchain ?

Les nœuds sont simplement ce que nous appelons des machines connectées à un réseau. Les nœuds stockent des copies de la blockchain et échangent des informations avec d'autres machines. Les utilisateurs n'ont pas besoin de gérer ces processus manuellement. En règle générale, tout ce qu’ils ont à faire est de télécharger et d’exécuter le logiciel blockchain, et tout le reste se fera automatiquement.

Ce qui précède décrit ce qu'est un nœud, mais cette définition peut également s'appliquer à d'autres utilisateurs qui interagissent avec le réseau de quelque manière que ce soit. Par exemple, en crypto-monnaie, une simple application de portefeuille sur votre téléphone est appelée un nœud léger.

Blockchains publiques ou privées

Comme vous le savez peut-être, Bitcoin a jeté les bases de l’évolution de l’industrie de la blockchain vers ce qu’elle est aujourd’hui. Depuis que Bitcoin a commencé à se positionner comme un véritable actif financier, les innovateurs ont commencé à réfléchir au potentiel de la technologie sous-jacente dans d’autres domaines. Cela a conduit à explorer la blockchain pour d’innombrables utilisations en dehors de la finance.

Bitcoin est ce que nous appelons une blockchain publique. Cela signifie que n'importe qui peut consulter les transactions et qu'il suffit d'avoir une connexion Internet et le logiciel nécessaire pour y adhérer. Puisqu’il n’y a aucune autre condition de participation, nous pouvons appeler cela un environnement inclusif (sans autorisation).

En revanche, il existe d’autres types de blockchains appelés blockchains privées. Ces systèmes établissent des règles sur qui peut voir et interagir avec la blockchain. Ainsi, nous les appelons des environnements exclusifs. Même si les blockchains privées peuvent sembler redondantes au premier abord, elles ont plusieurs applications importantes, principalement dans le contexte des entreprises.

Pour plus d'informations sur ce sujet, vous pouvez consulter cet article « Quelle est la différence entre les blockchains publiques, privées et de consortium ?

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Comment se déroulent les transactions ?

Si Alice souhaite payer Bob par virement bancaire, elle en informe sa banque. Supposons pour simplifier que les deux parties utilisent la même banque. La banque vérifie si Alice dispose des fonds nécessaires pour finaliser la transaction avant de mettre à jour sa base de données (par exemple -50$ pour Alice, +50$ pour Bob).

Ce n’est pas très différent de ce qui se passe avec la blockchain. Après tout, c'est aussi une base de données. La principale différence est qu’aucune partie n’effectue les vérifications et met à jour le solde. Tous les nœuds devraient le faire.

Si Alice souhaite envoyer 5 BTC à Bob, elle envoie un message à ce sujet au réseau. Il ne sera pas ajouté immédiatement à la blockchain - il sera vu par les nœuds, mais d'autres actions doivent être entreprises pour que la transaction soit confirmée. Voir l'article "Comment les blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?"

Une fois cette transaction ajoutée à la blockchain, tous les nœuds verront qu'elle a eu lieu. Ils mettront à jour leur copie de la blockchain pour refléter cela. Désormais, Alice ne peut pas envoyer les mêmes 5 BTC à Carol (double dépense) car le réseau sait qu'elle les a déjà dépensés lors d'une transaction antérieure.

Il n’y a pas de concept de nom d’utilisateur et de mot de passe – la cryptographie à clé publique est utilisée pour prouver la propriété des fonds. Tout d'abord, pour recevoir des fonds, Bob doit générer une clé privée. Il s'agit simplement d'un très long nombre aléatoire de caractères qu'il est pratiquement impossible de deviner, même avec des centaines d'années à leur disposition. Mais s’il communique sa clé privée à quelqu’un, alors ces utilisateurs pourront prouver qu’ils sont propriétaires de ses fonds (et donc Bob les dépensera). Il est donc important qu’il garde le secret.

Cependant, Bob peut obtenir la clé publique à partir de sa clé privée. Il peut alors donner la clé publique à n'importe qui car il est pratiquement impossible de la restructurer pour obtenir la clé privée. Dans la plupart des cas, il effectuera une autre opération (comme un hachage) sur la clé publique pour obtenir des adresses publiques.

Il donnera à Alice une adresse publique pour qu'elle sache où envoyer l'argent. Cela crée une transaction qui dit : transférez ces fonds à cette adresse publique. Ensuite, pour prouver au réseau qu'elle n'essaie pas de dépenser les fonds de quelqu'un d'autre, Alice génère une signature numérique à l'aide de sa clé privée. N'importe qui peut prendre le message signé d'Alice, le comparer à sa clé publique et affirmer en toute confiance qu'elle a le droit d'envoyer ces fonds à Bob.

Comment effectuer des transactions Bitcoin

Pour illustrer comment effectuer des transactions Bitcoin, imaginons deux scénarios différents. La première est lorsque vous retirez du Bitcoin de Binance et la seconde est lorsque vous envoyez des fonds de votre TrustWallet vers votre portefeuille Electrum.

Comment retirer du Bitcoin de Binance

1. Connectez-vous à votre compte Binance. Si vous n'avez pas encore de BTC, consultez notre guide Comment acheter du BTC.

2. Passez la souris sur « Wallet » et sélectionnez « Spot Wallet ».

3. Cliquez sur le bouton "Supprimer" dans la barre latérale de gauche.

4. Sélectionnez la pièce que vous souhaitez retirer, dans ce cas BTC.

5. Copiez l'adresse à laquelle vous souhaitez retirer vos Bitcoins et collez l'adresse BTC du destinataire.

6. Saisissez le montant que vous souhaitez retirer.

7. Cliquez sur "Envoyer".

8. Vous recevrez un e-mail de confirmation sous peu. Vérifiez soigneusement l'exactitude de l'adresse. Si tout est correct, confirmez la transaction dans l'e-mail.

9. Attendez que la transaction passe par la blockchain. Vous pouvez suivre son statut dans l’onglet Historique des dépôts et retraits ou en utilisant Block Explorer.

Comment envoyer du Bitcoin de Trust Wallet vers Electrum

Dans cet exemple, nous enverrons du BTC de Trust Wallet vers Electrum.

1. Ouvrez l'application Trust Wallet.

2. Cliquez sur votre compte Bitcoin.

3. Cliquez sur "Envoyer".

4. Ouvrez votre portefeuille Electrum.

5. Allez dans l'onglet « Recevoir » dans Electrum et copiez l'adresse.

Vous pouvez également revenir à Trust Wallet et cliquer sur l'icône [–] pour scanner le code QR qui mène à votre adresse Electrum.

6. Collez votre adresse Bitcoin dans le champ « Adresse du destinataire » de Trust Wallet.

7. Entrez le montant.

8. Si tout est correct, confirmez la transaction.

9. Tout est prêt ! Attendez que votre transaction soit confirmée sur la blockchain. Vous pouvez suivre son statut en copiant votre adresse dans Block Explorer.

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Qui a inventé la blockchain ?

La technologie Blockchain a été créée en 2009 avec le lancement de Bitcoin, la première et la plus populaire blockchain. Cependant, son créateur, sous le pseudonyme de Satoshi Nakamoto, s'est inspiré de technologies et de propositions antérieures.

Les blockchains utilisent largement les fonctions de hachage et la cryptographie qui existaient des décennies avant Bitcoin. Il est intéressant de noter que la structure de la blockchain remonte au début des années 1990, même si elle était simplement utilisée pour horodater les documents afin qu’ils ne puissent pas être modifiés ultérieurement.

Pour des informations détaillées, veuillez consulter l'article « Historique de la Blockchain ».

Avantages et inconvénients de la technologie blockchain

Des blockchains correctement conçues résolvent un problème auquel sont confrontées les parties prenantes de divers secteurs, de la finance à l’agriculture. Un réseau distribué présente de nombreux avantages par rapport au modèle client-serveur traditionnel. Mais il y a aussi quelques inconvénients.

Avantages

L’un des avantages immédiats notés dans le « Livre blanc Bitcoin » est que les paiements peuvent être transmis sans intermédiaire. Les blockchains ultérieures sont allées encore plus loin, permettant aux utilisateurs d’envoyer toutes sortes d’informations. L'élimination des contreparties signifie moins de risques pour les utilisateurs impliqués et entraîne une baisse des frais car l'intermédiaire ne reçoit pas de part.

Comme nous l’avons mentionné précédemment, un réseau public de blockchain est également inclusif : il n’y a aucune barrière à l’entrée car il n’y a pas d’organisme de réglementation. Si un utilisateur potentiel peut se connecter à Internet, il pourra interagir avec d'autres nœuds du réseau.

Beaucoup affirment que la qualité la plus importante des blockchains est leur haut niveau de résistance à la censure. Pour faire planter un service centralisé, il suffit à un attaquant d’attaquer le serveur. Mais dans un réseau P2P, chaque nœud fonctionne comme un serveur distinct.

Un système comme Bitcoin compte plus de 10 000 nœuds visibles dispersés dans le monde, ce qui rend impossible, même pour un attaquant disposant de suffisamment de ressources, de compromettre le réseau. Il convient de noter qu’il existe de nombreux nœuds cachés qui ne sont pas visibles par le réseau au sens large.

Mais il y a quelques avantages superficiels. Il existe de nombreux cas d’utilisation spécifiques qui peuvent être implémentés dans les blockchains. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet dans cet article « Comment utilise-t-on la blockchain ?

Les inconvénients

Les blockchains ne sont pas une panacée à tous les problèmes. Optimisés pour les avantages décrits dans la section précédente, ils manquent de développement dans d'autres domaines. L’obstacle le plus évident à l’adoption massive des blockchains est qu’elles ne sont pas très bien évolutives.

Cela est vrai pour tout réseau distribué. Étant donné que tous les participants doivent se synchroniser, les nouvelles informations ne peuvent pas être ajoutées assez rapidement car les nœuds ne peuvent pas les suivre. Par conséquent, les développeurs limitent généralement intentionnellement le taux de mise à jour de la blockchain pour maintenir le système décentralisé.

Pour les utilisateurs du réseau, cela peut se traduire par de longues périodes d'attente si trop de personnes tentent d'effectuer des transactions. Les blocs peuvent contenir une quantité limitée de données et ne sont pas ajoutés instantanément à la chaîne. S'il y a plus de transactions que ne peut en contenir un bloc, les transactions supplémentaires doivent attendre le bloc suivant.

Un autre inconvénient possible des systèmes blockchain décentralisés est qu’ils ne sont pas faciles à mettre à jour. Si vous créez votre propre logiciel, vous pouvez ajouter de nouvelles fonctionnalités comme bon vous semble. Vous n'avez pas besoin de travailler avec d'autres personnes ni de demander la permission pour apporter des modifications.

Dans un environnement comptant des millions d’utilisateurs, apporter des changements est beaucoup plus difficile. Vous pouvez modifier certains paramètres logiciels de votre nœud, mais vous vous retrouverez déconnecté du réseau. Si le logiciel modifié est incompatible avec d'autres nœuds, ils le reconnaîtront et refuseront d'interagir avec votre nœud.

Supposons que vous souhaitiez modifier la règle concernant la taille des blocs (de 1 Mo à 2 Mo). Vous pouvez essayer d'envoyer ce bloc aux nœuds auxquels vous êtes connecté, mais ils ont une règle "n'acceptez 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 d’imposer le changement est de faire en sorte que la majorité de l’écosystème l’accepte. Cela peut prendre des mois, voire des années, de discussions intenses sur les forums avant que les changements puissent être coordonnés sur les blockchains sous-jacentes. Consultez l’article « Hard forks et soft forks » pour plus de détails.

Chapitre 2 – Comment fonctionne la blockchain ?

Contenu

• 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

• Jalonnement (preuve de mise)

  • Avantages de la preuve de participation

  • Inconvénients de la preuve de participation

• Autres algorithmes de consensus

• Est-il possible d'annuler une transaction Bitcoin ?

• Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain ?

• Pourquoi la blockchain doit-elle évoluer ?

• Qu’est-ce qu’un fork blockchain ?

  • Fourchette souple

  • Fourche dure

Comment les blocs sont-ils ajoutés à la blockchain ?

Jusqu’à présent, nous avons beaucoup parlé. Nous savons que les nœuds sont interconnectés et conservent des copies de la blockchain. Ils se transmettent des informations sur les transactions et les nouveaux blocs. Nous avons déjà discuté de ce que sont les nœuds, mais vous vous demandez peut-être comment de nouveaux blocs sont ajoutés à la blockchain ?

Il n’existe pas de source unique indiquant aux utilisateurs quoi faire. Étant donné que tous les nœuds ont le même pouvoir, un mécanisme de décision équitable est nécessaire pour déterminer qui peut ajouter des blocs à la blockchain. Nous avons besoin d’un système qui rend la tromperie des utilisateurs coûteuse, mais qui les récompense pour leur honnêteté. Tout utilisateur raisonnable voudra agir de manière économiquement avantageuse pour lui-même.

Le réseau étant inclusif, la création de blocs doit être accessible à tous. Les protocoles garantissent souvent cela en exigeant que l'utilisateur contribue au jeu, c'est-à-dire qu'il implique certains risques. Cela leur permettra de participer à la création de blocs et s'ils créent un bloc valide, ils seront récompensés.

Cependant, s’ils tentent de tromper le système, le reste du réseau le saura. Quelle que soit la participation d’un mineur au réseau, elle sera perdue. Nous appelons ces mécanismes des algorithmes de consensus car ils permettent aux participants du réseau de parvenir à un consensus sur le prochain bloc à ajouter.

Exploitation minière (preuve de travail)

Le minage est de loin l’algorithme de consensus le plus populaire. Le minage utilise l'algorithme Proof of Work (PoW). Cela implique que les utilisateurs sacrifient leur puissance de calcul pour tenter de résoudre le problème décrit dans le protocole.

Le puzzle oblige les utilisateurs à hacher les transactions et autres informations incluses dans le bloc. Mais pour qu’un hachage soit considéré comme valide, il doit être inférieur à un certain montant. Puisqu’il est impossible de prédire quel sera tel ou tel résultat, les mineurs doivent hacher les données légèrement modifiées jusqu’à ce qu’ils trouvent la bonne solution.

Il est évident que le hachage multiple de données nécessite d’importantes ressources informatiques. Dans les blockchains Proof of Work, l’enjeu mis en avant par les utilisateurs est l’argent investi dans l’achat des appareils de minage et l’électricité utilisée pour les alimenter. Ils le font dans l’espoir d’obtenir une récompense globale.

Rappelez-vous comment nous avons mentionné que la valeur originale du hachage est presque impossible à obtenir, mais est-il facile de vérifier son exactitude ? Lorsqu'un mineur envoie un nouveau bloc au reste du réseau, tous les autres nœuds l'utilisent comme entrée pour la fonction de hachage. Il leur suffit de transmettre son hachage via une fonction pour garantir que le bloc est valide et extrait conformément à toutes les règles de la blockchain. Si ce n’est pas le cas, le mineur n’est pas récompensé et gaspille de l’électricité.

La première blockchain de preuve de travail était Bitcoin. Depuis sa création, de nombreuses autres blockchains ont adopté le mécanisme PoW.

Avantages de la preuve de travail

• Fiabilité. À ce jour, Proof of Work est l’algorithme de consensus le plus mature permettant de sécuriser des centaines de milliards de dollars.

• Inclusivité. N'importe qui peut rejoindre le minage 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 n’est jamais contrôlé par une seule partie.

Inconvénients de la preuve de travail

• Coût de service élevé. L’exploitation minière consomme énormément d’électricité.

• Haute barrière à l’entrée. À mesure que de plus en plus de mineurs rejoignent le réseau, les protocoles rendent la tâche de minage plus difficile. Pour rester compétitifs, les utilisateurs doivent investir dans un meilleur matériel. Cela peut arrêter de nombreux mineurs.

• Attaque 51%. Bien que le minage favorise la décentralisation, il est possible qu’un seul mineur reçoive la majeure partie de la puissance de hachage. S’il le faisait, il pourrait théoriquement annuler des transactions et compromettre la sécurité de la blockchain.

Jalonnement (preuve de mise)

Dans les systèmes de preuve de travail, ce qui vous motive à agir honnêtement, c'est l'argent que vous avez payé pour l'exploitation minière des ordinateurs et de l'électricité. Vous n’obtiendrez pas de retour sur investissement si vous n’exploitez pas correctement les blocs.

Avec Proof of Stake (PoS), il n’y a pas de coûts externes. Au lieu de mineurs, nous avons des validateurs qui proposent des blocs. Ils peuvent utiliser un ordinateur normal pour créer de nouveaux blocs, mais ils doivent mettre une grande partie de leurs fonds en jeu pour obtenir ce privilège. Le jalonnement se fait avec une quantité prédéterminée de crypto-monnaie blockchain native selon les règles de chaque protocole.

Différentes implémentations ont différentes variantes, mais une fois qu'un validateur commence à jalonner ses unités, il peut s'agir d'un protocole choisi au hasard pour annoncer le bloc suivant. S’ils réussissent correctement, ils recevront une récompense. Alternativement, il peut y avoir plusieurs validateurs qui se mettent d'accord sur le bloc suivant, et la récompense est distribuée proportionnellement aux fonds en staking de chacun d'eux.

Les blockchains PoS « pures » sont moins courantes que les blockchains DPoS (Delegated Proof of Stake), qui obligent les utilisateurs à voter pour des nœuds (témoins) afin de vérifier les blocs de l'ensemble du réseau.

Ethereum, la principale blockchain de contrats intelligents, passera bientôt à Proof of Stake lors de la transition vers ETH 2.0.

Avantages de la preuve de participation

• Vert – Par rapport à l’exploitation minière PoW, l’empreinte carbone du PoS est extrêmement faible. Le jalonnement élimine le besoin d’opérations de hachage de données gourmandes en ressources.

• Transactions rapides. Puisqu’il n’est pas nécessaire de dépenser de la puissance de calcul supplémentaire pour des tâches arbitraires imposées par le protocole, certains partisans du PoS affirment que cela peut augmenter le débit des transactions.

• Miser des récompenses et des intérêts. Les récompenses de sécurité du réseau sont versées directement aux détenteurs de jetons, et non aux mineurs. Dans certains cas, le PoS permet aux utilisateurs de gagner un revenu passif sous forme de parachutages ou d'intérêts simplement en mettant leurs fonds en jeu.

Inconvénients de la preuve de participation

• Pas entièrement testé. Les protocoles PoS doivent encore être testés à grande échelle. Il peut y avoir des vulnérabilités non détectées dans sa mise en œuvre ou dans la crypto-économie.

• Ploutocratie. On craint que les systèmes PoS ne constituent un écosystème dans lequel « les riches deviennent de plus en plus riches », dans la mesure où les validateurs détenant une plus grande part d'actifs ont tendance à recevoir plus de récompenses.

• Rien n'est en jeu. Dans le cas de PoW, les utilisateurs ne peuvent « parier » que sur une chaîne qu’ils estiment la plus performante. Lors d’un hard fork, ils ne peuvent pas enchérir sur plusieurs pièces avec la même puissance de hachage. Cependant, les validateurs PoS peuvent travailler avec plusieurs chaînes avec peu de frais généraux, ce qui peut entraîner des problèmes économiques.

Autres algorithmes de consensus

La Proof of Work et la Proof of Stake sont les algorithmes de consensus les plus courants, mais il en existe bien d’autres. Certains d’entre eux sont hybrides et combinent des éléments des deux systèmes, tandis que d’autres utilisent des méthodes complètement différentes.

Nous ne les aborderons pas en détail, mais si vous êtes intéressé, consultez les articles suivants :

• Explication de la preuve de travail retardée

• Explication du consensus sur la preuve de participation louée

• Explication de la preuve d'autorité

• Explication de la preuve de brûlure

Est-il possible d'annuler une transaction Bitcoin ?

Les blockchains sont des bases de données intrinsèquement très sécurisées. Leurs propriétés inhérentes rendent extrêmement difficile la suppression ou la modification des données blockchain une fois qu’elles ont été enregistrées. Lorsqu'il s'agit de Bitcoin et d'autres grands réseaux, cela est presque impossible. Ainsi, une fois que vous effectuez une transaction sur la blockchain, elle est irréversible.

Cela étant dit, il existe de nombreuses implémentations différentes de blockchain, et la différence fondamentale entre elles réside dans la manière dont elles parviennent à un consensus sur le réseau. Cela signifie que dans certaines implémentations, un groupe relativement restreint de participants peut obtenir suffisamment de puissance sur le réseau pour annuler efficacement les transactions. Cela est particulièrement vrai pour les altcoins qui fonctionnent sur de petits réseaux (avec de faibles hashrates en raison de la faible concurrence minière).

Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain ?

L’évolutivité de la blockchain est couramment utilisée comme terme général pour désigner la capacité d’un système blockchain à répondre à une demande croissante. Bien que les blockchains possèdent des propriétés souhaitables (telles que la décentralisation, la résistance à la censure, l’immuabilité), elles ont un coût.

Contrairement aux systèmes décentralisés, une base de données centralisée peut fonctionner à une vitesse et une bande passante plus élevées. Cela est logique car il n’est pas nécessaire que des milliers de nœuds dispersés dans le monde se synchronisent avec le réseau à chaque fois que le contenu change. Mais cela ne s’applique pas aux blockchains. En conséquence, la mise à l’échelle fait l’objet de débats acharnés parmi les développeurs de blockchain depuis de nombreuses années.

Un certain nombre de solutions différentes ont été proposées ou mises en œuvre pour atténuer certains des défauts de performances des blockchains. Cependant, à l’heure actuelle, il n’existe pas de meilleure approche claire. De nombreuses solutions différentes devront probablement être essayées jusqu'à ce que des réponses plus simples au problème d'évolutivité soient trouvées.

À un niveau plus large, une question fondamentale se pose concernant l’évolutivité : devons-nous améliorer les performances de la blockchain elle-même (mise à l’échelle en chaîne) ou permettre aux transactions d’avoir lieu sans gonfler la blockchain sous-jacente (mise à l’échelle hors chaîne) ?

Les deux peuvent présenter des avantages évidents. Les solutions pour la mise à l'échelle en chaîne peuvent consister à réduire la taille des transactions ou même à optimiser le stockage des données en blocs. D’un autre côté, les solutions hors chaîne impliquent de regrouper les transactions hors de la blockchain principale et de les ajouter ultérieurement. Certaines des solutions hors chaîne les plus connues sont appelées chaînes latérales et canaux de paiement.

Si vous souhaitez approfondir ce sujet, lisez l'article « Évolutivité de la blockchain – Chaînes latérales et canaux de paiement ».

Pourquoi la blockchain doit-elle évoluer ?

Si les systèmes blockchain veulent rivaliser avec leurs homologues centralisés, ils doivent être au moins aussi efficaces que ces derniers. Cependant, en réalité, ils devront probablement faire encore mieux pour inciter les développeurs et les utilisateurs à migrer vers des plates-formes et des applications basées sur la blockchain.

Cela signifie que par rapport aux systèmes centralisés, l’utilisation des blockchains devrait être plus rapide, moins chère et plus simple pour les développeurs et les utilisateurs. Ceci n’est pas facile à réaliser tout en conservant les principales caractéristiques des blockchains dont nous avons parlé plus tôt.

Qu’est-ce qu’un fork blockchain ?

Comme tout logiciel, les blockchains ont besoin de mises à jour pour résoudre les problèmes, ajouter de nouvelles règles ou supprimer les anciennes. Étant donné que la plupart des logiciels blockchain sont open source, n’importe qui peut en théorie proposer de nouvelles mises à jour à ajouter au logiciel qui gère le réseau.

Gardez à l’esprit que les blockchains sont des réseaux distribués. Après une mise à jour logicielle, des milliers de nœuds dispersés dans le monde doivent pouvoir échanger des données et mettre en œuvre la nouvelle version. Mais que se passe-t-il si les participants ne parviennent pas à se mettre d’accord sur la mise à jour à mettre en œuvre ? Il n’existe généralement aucune organisation dotée d’une procédure de prise de décision établie. Il en résulte un soft fork et un hard fork.

Fourchette souple

S'il existe un accord général sur ce à quoi devrait ressembler la mise à jour, c'est une question assez simple. Dans un tel scénario, le logiciel est mis à jour avec des modifications rétrocompatibles, ce qui signifie que les nœuds mis à jour peuvent toujours communiquer avec les nœuds qui ne sont pas mis à jour. Cependant, en réalité, presque tous les nœuds devraient éventuellement être mis à jour. C’est ce qu’on appelle un soft fork.

Fourche dure

Ce sera plus difficile avec un hard fork. Une fois mises en œuvre, les nouvelles règles seront incompatibles avec les anciennes règles. Par conséquent, si les nœuds exécutant les nouvelles règles tentent de communiquer avec les nœuds exécutant les anciennes règles, cela sera impossible. En conséquence, la blockchain est divisée en deux parties : l’une exécutant l’ancien logiciel, l’autre exécutant les nouvelles règles.

Après un hard fork, il existe essentiellement deux réseaux différents exécutant deux protocoles différents en parallèle. Au moment du fork, les soldes de l'unité blockchain native sont clonés à partir de l'ancien réseau. De cette façon, si vous aviez un solde sur l’ancien réseau au moment du fork, vous aurez également un solde sur le nouveau réseau.

Consultez l’article « Hard forks et soft forks » pour plus de détails.

Chapitre 3. Comment la blockchain est-elle utilisée ?

Contenu

• Blockchain pour les chaînes d'approvisionnement

• Blockchain et industrie du jeu

• Blockchain pour la santé

• Transferts blockchain

• Blockchain et identité numérique

• Blockchain et Internet des objets (IoT)

• Blockchain pour la gestion

• Blockchain pour la charité

• Blockchain pour la spéculation

• Financement participatif sur la blockchain

• Blockchain et systèmes de fichiers distribués

La technologie Blockchain peut avoir un large éventail d’utilisations. Passons en revue quelques-uns d'entre eux.

Blockchain pour les chaînes d'approvisionnement

Des chaînes d'approvisionnement efficaces sont au cœur de nombreuses entreprises prospères et impliquent le mouvement des marchandises du fournisseur au consommateur. La coordination de plusieurs parties prenantes dans ce domaine a toujours été une tâche difficile. Cependant, la technologie blockchain peut offrir un nouveau niveau de transparence dans de nombreux secteurs. Un écosystème de chaîne d’approvisionnement fonctionnel s’articulant autour d’une base de données immuable est exactement ce dont de nombreuses industries ont besoin pour devenir plus fiables.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article Cas d'utilisation de la blockchain : chaînes d'approvisionnement.

Blockchain et industrie du jeu

L’industrie du jeu est devenue l’une des plus grandes industries du divertissement au monde et la technologie blockchain peut lui être grandement bénéfique. En règle générale, les joueurs sont sous le pouvoir des développeurs de jeux. Dans la plupart des jeux en ligne, les joueurs sont obligés de s'appuyer sur l'espace serveur des développeurs et de suivre leurs règles en constante évolution. Dans ce contexte, la blockchain peut contribuer à décentraliser le pouvoir, la gestion et la maintenance des jeux en ligne.

Cependant, le plus gros problème réside peut-être dans le fait que les objets du jeu ne peuvent pas exister en dehors des jeux, éliminant ainsi les chances de propriété réelle et l'existence de marchés secondaires. En utilisant une approche basée sur la blockchain, les jeux pourraient devenir plus durables à long terme, et les objets du jeu publiés en tant qu'objets de collection cryptographiques pourraient gagner une valeur réelle.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la blockchain : les jeux ».

Blockchain pour la santé

Le stockage sécurisé des dossiers médicaux est vital pour tout système de santé, et le recours à des serveurs centralisés rend les informations sensibles vulnérables. La transparence et la sécurité de la technologie blockchain en font une plateforme idéale pour stocker les dossiers médicaux.

En sécurisant cryptographiquement les enregistrements sur la blockchain, les patients peuvent préserver leur confidentialité tout en pouvant partager leurs informations médicales avec n'importe quel établissement de santé. Si tous les participants du système de santé fragmenté actuel pouvaient se connecter à une base de données mondiale sécurisée, le flux d’informations entre eux serait plus rapide.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la Blockchain : Santé ».

Transferts blockchain

Envoyer de l’argent à l’international est un défi avec les services bancaires traditionnels. Principalement en raison de l'enchevêtrement du réseau d'intermédiaires, des frais et des délais de règlement rendent le recours aux banques traditionnelles coûteux et peu fiable pour les transactions urgentes.

Les crypto-monnaies et les blockchains éliminent cet écosystème d’intermédiaires et peuvent permettre des transferts rapides et bon marché partout dans le monde. Bien que les blockchains sacrifient certainement les performances au profit de certaines de leurs propriétés souhaitables, un certain nombre de projets utilisent cette technologie pour proposer des transactions bon marché et quasi instantanées.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Options d'utilisation de la blockchain : transferts ».

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Blockchain et identité numérique

La gestion sécurisée des identités sur Internet a cruellement besoin d’une solution rapide. Une quantité extraordinaire de nos données personnelles est stockée sur des serveurs centralisés et analysée par des algorithmes d'apprentissage automatique à notre insu et sans notre consentement.

La technologie Blockchain permet aux utilisateurs d'assumer la responsabilité de leurs données et de divulguer sélectivement des informations à des tiers uniquement lorsque cela est nécessaire. Ce type de magie cryptographique peut garantir une expérience Internet plus fluide sans compromettre la confidentialité.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la blockchain : identité numérique ».

Blockchain et Internet des objets (IoT)

Un nombre incroyable d’appareils physiques sont connectés à Internet, et ce nombre ne fera qu’augmenter. Certains pensent que la communication et la collaboration entre ces appareils pourraient être considérablement améliorées grâce à la technologie blockchain. Les micropaiements automatisés de machine à machine (M2M) peuvent créer une nouvelle économie qui dépend d'une solution de base de données sécurisée à haut débit.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article Cas d'utilisation de la blockchain : l'Internet des objets.

Blockchain pour la gestion

Les réseaux distribués peuvent définir et appliquer leurs propres formes de régulation sous forme de code informatique. Il n’est donc pas surprenant que la blockchain puisse avoir une chance d’éliminer les intermédiaires dans divers processus de gouvernance aux niveaux local, national ou même international.

De plus, cela pourrait résoudre l'un des plus gros problèmes auxquels les environnements de développement open source sont actuellement confrontés : l'absence d'un mécanisme fiable de distribution des financements. La gouvernance de la blockchain garantit que tous les participants peuvent participer à la prise de décision et fournit un aperçu transparent des politiques mises en œuvre.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la Blockchain : Gouvernance ».

Blockchain pour la charité

Les organismes de bienfaisance sont souvent gênés par des restrictions sur la manière dont ils peuvent accepter des fonds. Il est également regrettable que la destination finale des fonds donnés soit difficile à suivre avec précision, ce qui en décourage sans doute beaucoup à soutenir ces organisations.

La « cryptophilanthropie » utilise la technologie blockchain pour contourner ces limitations. S'appuyant sur les propriétés inhérentes de la technologie pour permettre une plus grande transparence, un engagement mondial et une réduction des coûts, la nouvelle industrie cherche à maximiser l'impact des organisations caritatives. L’une de ces organisations est la Charitable Blockchain Foundation.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la Blockchain : Charité ».

Blockchain pour la spéculation

La spéculation est sans aucun doute l’une des applications les plus populaires de la technologie blockchain. Des transferts sans tracas entre bourses, des solutions de trading non dépositaires et un écosystème croissant de produits dérivés en font un terrain de jeu idéal pour tous les types de spéculateurs.

En raison de ses propriétés inhérentes, la blockchain est un excellent outil pour ceux qui sont prêts à prendre des risques en utilisant cette classe d'actifs. Certains partisans pensent même qu’une fois la technologie et la réglementation appropriée arrivées à maturité, tous les marchés spéculatifs mondiaux pourraient être symbolisés sur la blockchain.

Si vous souhaitez en savoir plus, lisez l'article « Utilisations de la blockchain : marchés de prédiction ».

Financement participatif sur la blockchain

Les plateformes de financement participatif en ligne jettent les bases de l’économie P2P depuis près d’une décennie. Le succès de ces sites montre qu’il existe un réel intérêt pour le développement de produits en financement participatif. Cependant, ces plateformes font office de dépositaires de fonds, elles peuvent en recevoir une part importante sous forme de commissions. De plus, chacun d'eux aura son propre ensemble de règles pour faciliter l'accord entre les différents participants.

La technologie blockchain, ou plutôt les contrats intelligents, peut fournir un financement participatif automatisé plus sécurisé, où les termes des transactions sont définis dans un code informatique.

Une autre application du financement participatif blockchain est l’offre initiale de pièces de monnaie et l’offre d’échange initiale (IEO). Dans ces ventes symboliques, les investisseurs lèvent des fonds dans l’espoir que le réseau réussira à l’avenir et qu’ils recevront un retour sur investissement.

Blockchain et systèmes de fichiers distribués

Le stockage de fichiers distribués sur Internet présente de nombreux avantages par rapport aux alternatives centralisées traditionnelles. La plupart des données stockées dans le cloud dépendent de serveurs et de fournisseurs de services centralisés, qui ont tendance à être plus vulnérables aux attaques et aux pertes de données. Dans certains cas, les utilisateurs peuvent rencontrer des problèmes d'accessibilité en raison de la censure des serveurs centralisés.

Du point de vue de l'utilisateur, les solutions de stockage de fichiers blockchain fonctionnent de la même manière que les autres solutions de stockage cloud : vous pouvez télécharger, stocker et accéder à des fichiers. Mais ce qui se passe en arrière-plan est tout autre.

Lorsque vous téléchargez un fichier sur un stockage blockchain, il est distribué et dupliqué entre plusieurs nœuds. Dans certains cas, chaque nœud stockera différentes parties de votre fichier. À leur tour, les nœuds ne pourront rien faire avec ces éléments de données, mais vous pourrez plus tard leur demander de vous fournir chacun de ces éléments afin de les combiner et de récupérer le fichier complet.

Le stockage provient des membres qui font don de leur stockage et de leur bande passante réseau. Généralement, ces participants sont économiquement motivés à fournir ces ressources et sont pénalisés s'ils ne respectent pas les règles ou ne maintiennent pas les fichiers.

Vous pouvez considérer ce type de réseau comme Bitcoin. Cependant, dans ce cas, l’objectif principal du réseau n’est pas de prendre en charge les transferts d’argent, mais de fournir un stockage de fichiers décentralisé protégé de la censure.

D'autres protocoles open source, comme l'InterPlanetary File System (IPFS), ouvrent déjà la voie à cette nouvelle technologie Web persistante et distribuée. Bien qu’IPFS soit un protocole et un réseau P2P, ce n’est pas exactement une blockchain. Mais il applique certains principes de la technologie blockchain pour améliorer la sécurité et l’efficacité.