Première partie :
Comprendre la blockchain en 12 questions
L’objectif de la première partie de ce livre est simple: nous souhaitons donner au lecteur les clefs pour pouvoir appréhender la seconde partie et nourrir ainsi son dialogue avec les acteurs de la blockchain.
Ces clefs sont au nombre de douze ; nous avons choisi de les présenter sous forme de questions, que voici.
1 - Qu’est-ce que la blockchain ?
La blockchain est une technologie de stockage et de transmission d’informations. Cette technologie possède en particulier trois caractéristiques majeures : elle est transparente, sécurisée, et fonctionne sans organe central de contrôle.
Transparente, car chacun peut consulter l’ensemble des échanges inscrits sur une blockchain depuis sa création.
Sécurisée, comme nous l’expliquerons plus loin en détails.
Sans organe de contrôle, puisque la blockchain est fondée sur des relations de Pair-à-Pair.
Concrètement, une blockchain est une base de donnée numérique infalsifiable sur laquelle sont inscrits tous les échanges effectués entre ses utilisateurs depuis sa création. C’est parce que les échanges successifs y sont enregistrés sous forme de blocs de transactions que l’on appelle ce registre une “blockchain”, ou chaîne de blocs.
Différents types de blockchains coexistent. Celles-ci partagent toutes une caractéristique essentielle, qui les distingue des bases de données “classiques” : ce sont toutes des bases de données distribuées. Cela signifie que différents exemplaires de ce registre existent simultanément sur différents ordinateurs (qui deviennent à la fois clients et serveurs : on parle de “nœuds” du réseau). Lorsqu’un bloc est ajouté à une blockchain, il est ajouté presque simultanément sur chacun des exemplaires de ce registre.
Il existe des blockchains publiques, ouvertes à tous (par exemple : Bitcoin et Ethereum), et des blockchains privées, dont l’accès et l’utilisation sont limités à un certain nombre d’acteurs.
Une blockchain publique peut être assimilée à un grand livre comptable public et infalsifiable. Comme l’écrit le mathématicien Jean-Paul Delahaye, il faut s’imaginer « un très grand cahier, que tout le monde peut lire librement et gratuitement, sur lequel tout le monde peut écrire, mais qui est impossible à effacer et indestructible ».
2-D’où vient la blockchain ?
La blockchain a été créée en 2008 avec la monnaie virtuelle bitcoin. Les deux sont donc historiquement liées : la blockchain est l’infrastructure virtuelle sur laquelle repose le bitcoin.
Le terme Bitcoin (B majuscule) renvoie à la fois à une monnaie numérique utilisant des techniques cryptographiques - le bitcoin (b minuscule) - et au protocole décrivant le fonctionnement du réseau sur lequel cette monnaie circule.
Ce protocole, c’est la blockchain, où la création monétaire et la validation des transactions s’effectuent de manière horizontale et transparente. Ce système fonctionne sans autorité centrale ni tiers de confiance, à l’inverse des monnaies contrôlées par des banques ou des gouvernements.
L’inventeur de Bitcoin (et donc de la blockchain) reste à ce jour inconnu, même si certains ont tenté de revendiquer sa paternité, sans réussir toutefois à présenter les preuves nécessaires. On ne connaît que son pseudonyme, Satoshi Nakamoto, sous lequel il a mis en ligne fin 2008 le whitepaper à l’origine de ce qu’il définissait comme un « système de monnaie électronique pair-à-pair ». Il pourrait s’agir d’un individu mais aussi d’un groupe et ce mystère entretient une certaine mythologie autour de la figure de Satoshi Nakamoto.
L’historique de Bitcoin a été mouvementé depuis le lancement des premiers bitcoins en 2009 et la première véritable transaction effectuée en mai 2010 (2 pizzas contre 10,000 BTC, ce qui équivaudrait aujourd’hui, au cours actuel, à 2 millions d’euros la pizza !). Début 2011, le bitcoin touche la parité avec le dollar et atteint plusieurs millions de dollars de capitalisation : les premiers articles sur le Bitcoin commencent alors à apparaître dans des journaux majeurs aux Etats-Unis. Après deux phases de bulles, aux printemps 2011 et 2013, le cours du bitcoin a retrouvé plus de stabilité depuis 2014.
L’intérêt porté à la blockchain elle-même, au-delà de son application monétaire qu’est le bitcoin, est venu relativement tardivement, à partir des années 2013-2014. Il n’y a bien sûr pas de date précise étant donné que la blockchain existe depuis la création de Bitcoin. Les pionniers s’y sont intéressés avant 2013-2014, mais ce n’est véritablement qu’en 2015 que la blockchain a commencé à susciter une grande attention.
3-Comment fonctionne la blockchain ?
Pour une première approche du fonctionnement des blockchain, le plus facile est de raisonner avec une blockchain purement monétaire. On peut prendre l’exemple de Bitcoin, ou d’une blockchain avec des
jetons “simples”1, pour laquelle une transaction se résume en fait à trois informations : qui donne quoi à qui.
Par exemple, on peut imaginer qu’Alexandre veuille donner deux bitcoins à Camille.
Les transactions effectuées entre les utilisateurs du réseau sont d’abord regroupées par blocs. Cette étape passée, il est nécessaire de vérifier qu’Alexandre a les moyens de réaliser cette transaction, avant qu’elle ne soit inscrite dans la blockchain. Le processus est simple, dans la mesure où la blockchain ne tolère pas le découvert : pour qu’Alexandre puisse envoyer ces bitcoins à Camille, il doit les avoir reçus au préalable.
Ceux qui sont chargés de vérifier la validité des transactions sont des acteurs du réseau que l’on appelle des
“mineurs”.
Lors de la vérification, l’historique des transactions d’Alexandre est remonté pour vérifier que ces 2 bitcoins qu’il a reçus précédemment n’ont pas été réutilisés depuis. On vérifie en fait tout simplement qu’il n’essaye pas de dépenser deux fois l’argent qu’il a reçu.
Une fois les vérifications effectuées, le bloc dans lequel se trouve la transaction entre Alexandre et Camille est validé par les mineurs, selon des techniques qui dépendent du type de blockchain, et qui permettent d’atteindre le consensus distribué, c’est-à-dire le consensus des nœuds sur l’état du réseau. Dans la blockchain Bitcoin, cette technique est appelée le “Proof-of-Work”2 (preuve de travail) et consiste en la résolution de problèmes algorithmiques très lourds.
Si le bloc est validé, il est horodaté et ajouté à la chaîne de blocs. La transaction est alors visible pour le récepteur ainsi que l’ensemble du réseau. Camille possède maintenant ses deux bitcoins.
1 Un jeton est ce qui est échangé sur un réseau blockchain. Le bitcoin est le jeton (en anglais le « token ») de la blockchain Bitcoin, tandis que l’ether est celui de la blockchain Ethereum, par exemple.
2 Pour plus d’informations sur ce procédé, se référer au Lexique en fin d’ouvrage.
Ce processus prend un certain temps selon la blockchain considérée (environ une dizaine de minutes pour Bitcoin, 15 secondes pour Ethereum). Le protocole modifie la difficulté du calcul afin que celui-ci ait toujours la même durée, celle prévue dans le code source.
4-En quoi la blockchain est-elle si sécurisée ?
La blockchain peut être considérée comme doublement sécurisée.
Elle est d’abord sécurisée lors la création de nouveaux blocs.
● Un premier élément de sécurité repose sur le couple clé publique/clé privée, qui est un système de cryptographie dite « asymétrique ». On peut comparer ce couple à celui RIB/PIN dans le monde bancaire. La clé publique est l’équivalent du RIB : elle est l’adresse publique du compte d’un utilisateur donné. Cette clé n’a pas d’autre fonction que la réception des paiements. En revanche, pour soumettre une transaction dans la blockchain, il est nécessaire de disposer de sa clé privée, unique, équivalent du PIN bancaire. Sans cette clé, il est impossible de signer numériquement ses transactions. Ainsi, personne ne peut signer de transaction au nom d’un autre individu, à moins de disposer de sa clé. Il reste bien sûr à la charge de chacun de faire en sorte que cette clé ne se perde pas et ne soit pas révélée.
● Deuxièmement, la validation des blocs est soumise à un processus que l’on appelle le “minage”.
Celui-ci vise à certifier certains éléments (l’authenticité des transactions, l’identité des parties, etc.) sans avoir recours à un intermédiaire de confiance ou une autorité centrale. Ceux qui vérifient les transactions sont les mineurs. Ils ne vérifient pas transaction par transaction mais bloc par bloc, un bloc étant constitué de plusieurs transactions. Des procédés comme la Preuve-de-Travail (Proof-of- Work)3 assurent l’objectivité de leur validation.
D’autre part, elle est sécurisée grâce à sa réplication sur l’ensemble des nœuds du réseau. En effet, le registre étant dupliqué autant de fois que le réseau comporte de nœuds, il faudrait, pour falsifier une transaction, corrompre simultanément plus de la moitié de ces nœuds. En cas de tentative de fraude, la majorité des serveurs détecterait rapidement une incohérence par rapport à l’historique du système : la fraude serait donc repérée et rejetée.
Il reste certes possible, sur le papier du moins, de corrompre plus de la moitié des nœuds du réseau et d’installer sa propre “vérité” : c’est l’attaque dite des 51 % (« Goldfinger »). Cependant, une telle attaque, en plus d’être extrêmement coûteuse (et donc à la portée d’extrêmement peu d’organisations), n’aurait aucune garantie de réussite. En effet, chaque nœud a toujours le choix de ne pas accepter le nouveau consensus créé par le fraudeur, et de continuer une chaîne de blocs parallèle.
Depuis sa création, la blockchain de Bitcoin n’a ainsi jamais été « hackée ». En 2010, soit au tout début du Bitcoin, une faille dans le protocole a permis l’émission de plusieurs milliards de bitcoins frauduleux ; la faille a cependant été repérée immédiatement, et en quelques heures ces bitcoins furent retirés de la circulation.
Par ailleurs, les affaires de bitcoins volés apparues parfois dans les médias s’expliquent simplement par le fait que ce sont les plateformes internet qui contenaient les clés privées des détenteurs de bitcoins qui ont été piratées, et non la blockchain Bitcoin elle-même. Ces utilisateurs n’étaient pas allés au bout de la logique Bitcoin, qui nécessite, pour bénéficier entièrement du caractère sécurisé, de ne pas transiter par un intermédiaire, et de stocker ses clefs privées à froid, sur un disque dur externe par exemple.
5-Depuis quand la blockchain fait-elle autant parler d’elle ?
En octobre 2015, l’hebdomadaire The Economist fait sa Une sur la blockchain, annonçant que « la technologie derrière le Bitcoin pourrait changer le monde ». La réputation du magazine, très lu dans les milieux business, permet alors à la blockchain de sortir des cercles « geek » et « Bitcoin » et lui donne une
3 Pour plus d’informations sur ce procédé, se référer au Lexique en fin d’ouvrage.
crédibilité quasi institutionnelle. Rétrospectivement, nombre d’acteurs estiment que cette couverture a constitué l’élément déclencheur de l’emballement médiatique autour de la blockchain. Jusqu’alors, le nombre d’articles sur le sujet dans les médias traditionnels était resté très limité.
A partir de fin 2015, la blockchain commence à être évoquée plus régulièrement. Le véritable
emballement n’a toutefois lieu qu’à partir de début 2016, comme le témoigne l’évolution du nombre de recherches sur le mot-clé “blockchain” sur Google dans le monde (à noter que la courbe sur Google France pour 2016 est encore plus accentuée) :
Certains pionniers de la blockchain et du bitcoin ont, du reste, assisté avec un regard assez critique à la montée de ce que beaucoup considèrent comme une « hype ». Les entreprises traditionnelles et les médias ont en effet eu tendance à établir une séparation tranchée entre blockchain (à l’image vierge) et Bitcoin (associé à des activités illicites), en oubliant un peu vite que la première a été créée avec le second, et que la blockchain la plus robuste et la plus utilisée reste bien celle du bitcoin, malgré toutes ses limites.
6-La blockchain peut-elle fonctionner sans bitcoin ?
Oui. La Blockchain fonctionne aujourd’hui dans la grande majorité des cas avec une crypto-monnaie associée, qui constitue l’incitation économique de sécurisation du réseau pour les mineurs. Cependant cette crypto-monnaie n’est pas nécessairement le bitcoin. Ethereum fonctionne avec de l’ether, Litecoin avec des litecoins, Nxt avec des nxt, etc.
Rappelons toutefois que la blockchain Bitcoin reste à l’heure actuelle la plus sécurisée. La sécurisation de son réseau s'effectue en effet via une puissance de calcul gigantesque : à titre de comparaison, début 2015 l'ensemble de la puissance de calcul de Google représentait 1% de celle de Bitcoin. Depuis, la puissance de calcul de Bitcoin a été multipliée par 4.
Cela étant, Bitcoin affronte aujourd’hui certaines difficultés4 qui peuvent à terme remettre en jeu sa position de blockchain de référence. Au fond, la question qui agite actuellement la communauté est surtout de savoir si la blockchain Bitcoin a pour ambition de devenir incontournable ou non.
4 Ce point est discuté plus loin dans la question “Quels défis pour la blockchain ?”.
