QU’EST-CE QUE LA BLOCKCHAIN, ET COMMENT FONCTIONNE-T-ELLE ?

La technologie blockchain est un type de technologie de grand livre distribué (DLT) au cœur du fonctionnement des cryptomonnaies. En termes simples, la technologie blockchain est une base de données qui stocke des blocs de données en ordre chronologique, chaque bloc étant lié au précédent et contenant le hachage du dernier bloc tout en étant horodaté. De plus, un réseau de blockchain est exploité et partagé par des nœuds informatiques, c’est pourquoi on le qualifie de réseau décentralisé.

Les données d’un réseau de blockchain sont stockées de manière chronologique et décentralisée, ce qui rend les données très difficiles à falsifier et théoriquement immuables.

POURQUOI LA TECHNOLOGIE BLOCKCHAIN ?

La blockchain est née d’un projet de recherche mené en 1991 par Stuart Haber et W. Scott Stornetta qui étudiaient la possibilité et l’utilisation d’une base de données horodatée. Toutefois, ce n’est que lorsqu’un inconnu du nom de Satoshi Nakamoto a inventé le Bitcoin en 2009 que l’on a enfin pu envisager une application pratique et répandue de cette technologie.

Au cours des années suivantes, la technologie blockchain et les cryptomonnaies voient l’émergence de nombreux usages créatifs tout en continuant à se développer. Pour comprendre pourquoi une partie de la population ne peut s’empêcher de parler de la technologie blockchain, il s’agit de comprendre le Bitcoin et son fonctionnement.

Le Bitcoin est une monnaie numérique et un système d’échange de monnaie électronique peer-to-peer basé sur la technologie blockchain et sécurisé par la cryptographie. Avant l’invention du Bitcoin, de nombreuses personnes ont échoué dans leurs tentatives d’inventer une monnaie numérique en raison du problème inévitable de la double dépense et d’une instance centralisée.

Contrairement à l’argent physique que l’on dépense en le donnant, la monnaie numérique constitue une série d’enregistrements de transactions. Ainsi, ceux qui contrôlent ce grand livre de comptes possèdent techniquement tout l’argent puisqu’ils peuvent modifier n’importe quelle entrée parmi les transactions enregistrées. Autrement dit, c’est une sorte de trust qui empêche les cryptomonnaies de remplacer entièrement l’argent traditionnel. La technologie blockchain est toutefois capable d’atténuer complètement ce problème de trust.

COMMENT FONCTIONNE PRÉCISÉMENT LA BLOCKCHAIN ?

Nous savons désormais que la blockchain est basée sur la technologie de grand livre distribué, mais comment se déroule cette distribution ? En quoi diffère-t-elle d’une base de données de sauvegarde ?

L’une des différences majeures entre une base de données de sauvegarde, également connue sous le nom de miroir de base de données, et un réseau de blockchain réside dans le fait que les nœuds de ce dernier sont généralement répartis sur différents sites et détenus par plusieurs entités distinctes.

Chaque nœud du réseau gère l’ensemble de la souche de la blockchain, et une décision par consensus doit être obtenue par le biais d’un quorum. En d’autres termes, aucune instance/entité n’a le contrôle total du réseau et des enregistrements qu’il contient. À l’inverse, dans le cas d’une base de données standard, un acteur malveillant pourrait tout effacer en appuyant sur une seule touche, quel que soit le nombre de serveurs miroirs. Toutefois, pour modifier tous les enregistrements d’un réseau de blockchain, les acteurs malveillants doivent contrôler plus de 50 % des nœuds du réseau de la blockchain pour modifier les enregistrements de ce réseau. La question se pose ensuite de savoir ce qui se passerait si un acteur malveillant était capable de générer plus de nœuds que ceux présents sur le réseau afin de les mettre en minorité. Ne falsifierait-il pas les entrées et n’obtiendrait-il pas un consensus avec ces nœuds faussement générés ? C’est là que le mécanisme de consensus entre en jeu.

MÉCANISME DE CONSENSUS PAR CRYPTOGRAPHIE

Dans le cas d’une blockchain publique et sans autorisation, à laquelle chacun peut participer de manière largement anonyme, un mécanisme de consensus est essentiel pour empêcher les manipulations malveillantes. Dans le cas contraire, des acteurs malveillants pourraient ajouter de nouveaux hachages à la plupart des blocs et les faire valider et accepter par le réseau, ce qui serait rapidement réalisable grâce à la puissance de calcul de la technologie actuelle.

Prenons l’exemple du Bitcoin : le réseau Bitcoin utilise la preuve de travail (PoW) comme mécanisme de consensus. La preuve de travail est un type de preuve cryptographique permettant aux vérificateurs de prouver qu’ils ont dépensé une certaine quantité de calculs. Dans le cas du Bitcoin, les vérificateurs sont les opérateurs du réseau, également appelés mineurs. Les mineurs doivent se faire concurrence en effectuant des calculs afin d’extraire un bloc et de l’ajouter à la blockchain. Seul le gagnant qui résout l’énigme mathématique y a droit. En outre, le gagnant sera récompensé par un jeton (Bitcoin) en échange de son service.

Étant donné que chaque nœud apporte sa puissance de calcul à la compétition, les acteurs malveillants doivent mettre en minorité 50 % du réseau pour falsifier les données, ce qui est souvent impossible sur un grand réseau de blockchain.

La clé de l’immuabilité de la technologie blockchain n’est pas qu’elle soit à l’abri de toute tentative malveillante, mais qu’elle prive les acteurs malveillants de toute incitation. La combinaison de la preuve de travail et de la nécessité d’un consensus entre les nœuds du réseau fait que l’effort déployé pour mettre en minorité le réseau de blockchain finira par aller à l’encontre de l’objectif de la tentative elle-même.

Même si la preuve de travail semble être une bonne chose sur le papier, ce niveau de sécurité présente des inconvénients majeurs. Comme nous le savons, le mécanisme de preuve de travail exige que les nœuds du réseau soient en concurrence sur le plan du calcul. Bien entendu, plus il y a de nœuds dans le réseau, plus il est décentralisé. Mais une concurrence accrue en matière de calcul se traduit également par une plus grande consommation d’énergie. C’est pourquoi la communauté a toujours cherché une alternative qui offre un niveau de sécurité similaire sans consommer une si grande quantité d’énergie. Le concurrent le plus redoutable de la preuve de travail est la preuve d’enjeu.

Certaines des blockchains les plus célèbres, comme Cardano, Algorand et Ethereum 2.0, reposent sur le mécanisme de preuve d’enjeu. La preuve d’enjeu est certes en train de remplacer progressivement la preuve de travail, mais elle est loin d’être parfaite, d’autant plus qu’il s’agit d’une technologie en constante évolution.

LA BLOCKCHAIN VA AU-DELÀ DU BITCOIN

Bien que la blockchain ait été utilisée à l’origine pour stocker des enregistrements de transactions monétaires (Bitcoin), elle peut également stocker de manière immuable n’importe quel ensemble de données. Actuellement, de nombreuses entreprises se penchent sur les différentes possibilités de mise en œuvre de la blockchain. IBM a par exemple développé une blockchain de traçabilité alimentaire afin d’assurer le suivi et d’enregistrer la logistique des produits alimentaires. La blockchain pourrait permettre aux utilisateurs de suivre instantanément le parcours des produits afin de savoir si la consommation de ces produits présente un risque. Tout ce qui se trouve sur la blockchain est immuable et transparent, de sorte que chaque partie peut faire confiance aux enregistrements. Les applications de ce type se répandent comme une traînée de poudre dans divers secteurs, comme les systèmes électoraux, les chaînes d’approvisionnement, les soins de santé, etc.

CONTRATS INTELLIGENTS

Les contrats intelligents sont des programmes qui s’exécutent automatiquement lorsque des conditions prédéterminées sont remplies. Cette caractéristique rend les blockchains plus fonctionnelles qu’un simple livre de comptes. Elle permet au réseau de blockchain d’exécuter une série d’actions sans intermédiaire.

La suppression du besoin d’intermédiaires est une caractéristique essentielle des contrats intelligents sur la blockchain. Par exemple, un contrat intelligent pourrait servir d’intermédiaire pour les financements : la personne A ne transfère l’argent à la personne B que lorsque le produit a été livré. En général, une tierce partie conserve les fonds de la personne A jusqu’à ce que la personne B ait rempli sa part du contrat. À l’aide de contrats intelligents, le réseau de blockchain est capable de transférer les fonds automatiquement, sans confirmation de la personne A ou d’une tierce partie, dès que le réseau confirme que la personne B a transféré le produit à la personne A.

Comme il existe des milliers de blockchains, il est impossible d’expliquer toutes leurs caractéristiques, leurs cas d’utilisation ainsi que leurs différences. Ce guide ne sert donc que d’introduction au monde de la blockchain. Nous sommes convaincus que la technologie blockchain sera le fondement de ce que nous percevons comme l’avenir.