Blockchain, c'est quoi au juste ? Un article pour tout comprendre.

Aperçu principal

La blockchain, c'est tout simplement un registre qui ne peut jamais être modifié - une fois que les données y sont écrites, même si le monde entier s'unissait, elles ne peuvent pas être changées. Elle s'appuie sur la cryptographie et un mécanisme de consensus pour se verrouiller doublement, permettant à des milliers d'ordinateurs de maintenir ce registre ensemble, sans banque centrale ni autorité qui décide.

La logique sous-jacente du Bitcoin et de l'Ethereum est celle-ci, et elle s'est maintenant étendue à divers domaines tels que la chaîne d'approvisionnement, la santé, le vote, etc.

Qu'est-ce que la blockchain ?

En termes simples : c'est une base de données décentralisée, maintenue par d'innombrables nœuds informatiques à travers le monde, qui relie les données en une “chaîne” grâce à la cryptographie. Une fois qu'un bloc est confirmé sur la chaîne, les données qu'il contient sont presque impossibles à modifier.

Les bases de données traditionnelles sont centralisées : un serveur principal décide, et si quelqu'un veut modifier les données, il doit s'adresser à l'administrateur. La blockchain, en revanche, est démocratique : tous les nœuds participants votent collectivement, et il faut l'accord de la majorité pour ajouter de nouvelles données.

Contexte historique

La première forme de la blockchain est en réalité apparue dès les années 1990. Deux scientifiques, Stuart Haber et le physicien W. Scott Stornetta, ont développé une technologie de timestamp cryptographique pour protéger les fichiers numériques contre toute falsification. Plus tard, cette idée a été mise en avant par le créateur de Bitcoin, Satoshi Nakamoto, ce qui a conduit à l'écosystème blockchain d'aujourd'hui.

Les atouts de la blockchain : cinq caractéristiques

Décentralisé - Les données existent sur chaque ordinateur, et non sur les serveurs d'une entreprise. C'est pourquoi le réseau Bitcoin est exceptionnellement robuste et qu'il est difficile pour les hackers de le paralyser.

Transparence - La plupart des chaînes de blocs publiques sont open source, toutes les transactions sont à la lumière du jour et tout le monde peut vérifier les comptes.

Immuable - Une fois que les données sont mises sur la chaîne, elles ne peuvent être modifiées sauf si un consensus du réseau est atteint. Vous voulez modifier un bloc ? Tous les blocs concernés par la suite doivent être modifiés également, ce qui est très coûteux.

Haute sécurité - Protection double par cryptographie et mécanisme de consensus. Vous voulez tricher ? Demandez d'abord à des milliers de nœuds dans le réseau s'ils sont d'accord.

Efficacité - Évite les intermédiaires tels que les banques et les avocats, le transfert est rapide, peu coûteux et les virements transfrontaliers sont particulièrement pratiques.

Comment fonctionne la blockchain ? Décomposition étape par étape

Étape 1 : Initier la transaction

Alice veut transférer un peu de Bitcoin à Bob. Elle initie cette transaction, le message est diffusé sur l'ensemble du réseau.

Étape 2 : Validation des nœuds

Des milliers de nœuds sur l'ensemble du réseau ont reçu le message et ont commencé à vérifier : Alice a-t-elle vraiment autant de pièces dans son portefeuille ? Sa signature numérique est-elle authentique et valide ? La vérification doit être réussie pour continuer.

Étape 3 : empaqueter en blocs

Les transactions vérifiées sont regroupées pour former un “bloc”. Chaque bloc contient :

• Données de transaction (qui a transféré combien à qui)
• Horodatage
• Valeur de hachage cryptographique (l'empreinte unique de ce bloc)
• La valeur de hachage du bloc précédent (ce qui forme ainsi une chaîne)

Étape 4 : Confirmation du consensus

C'est la étape la plus cruciale. Le réseau doit s'assurer que les nouveaux blocs sont valides, et il existe deux manières courantes de le faire :

Preuve de travail ( PoW ) : Les mineurs mettent en compétition leur puissance de calcul, la première personne à résoudre un problème mathématique complexe obtient le droit de packager et une récompense. Le Bitcoin utilise ce mécanisme, mais il consomme énormément d'énergie.

Preuve de participation(PoS) : Au lieu de comparer la puissance de calcul, on regarde qui a le plus de jetons en staking. Plus on stake, plus on a de chances d'être choisi. Ethereum utilise maintenant ce système, qui est plus écologique.

Étape 5 : connexion en chaîne

Après validation, le nouveau bloc est officiellement ajouté à la blockchain. Chaque nouveau bloc fait référence à la valeur de hachage du bloc précédent, formant une chaîne incassable. Vous souhaitez modifier un bloc ? Tous les blocs suivants doivent être recalculés, ce qui est impossible en pratique.

Cryptographie : La défense de la blockchain

La sécurité de la blockchain repose entièrement sur la cryptographie.

Fonction de hachage : une fois parti, il ne revient plus

SHA256 est l'algorithme de hachage utilisé par Bitcoin. Vous pouvez y insérer des données de n'importe quelle taille, il vous renverra une chaîne de caractères de longueur fixe.

Caractéristiques clés :

• Effet d'avalanche : même un petit changement dans les données d'entrée peut entraîner une sortie complètement différente.
• Unidirectionnalité : Il est impossible de déduire les données d'origine à partir de la valeur de hachage.
• Résistance aux collisions : La probabilité que deux données différentes produisent la même valeur de hachage est extrêmement faible.

L'avantage d'un tel design est que si une transaction historique est modifiée, le hash de ce bloc changera, rendant tous les blocs suivants invalides, et l'ensemble du réseau le détectera immédiatement.

Cryptage par clé publique : votre signature numérique

Chaque participant a une paire de clés :

• Clé privée : seulement vous le savez, utilisée pour signer les transactions
• Clé publique : publique, utilisée pour vérifier la signature

Alice signe la transaction de transfert avec sa clé privée, et tout le réseau vérifie cette signature avec sa clé publique. Cela garantit que seule Alice peut initier la transaction, tout en permettant à tout le monde de vérifier l'authenticité de la transaction.

Explication des mécanismes de consensus

Un mécanisme de consensus est une règle qui définit “comment amener des milliers de nœuds sur le réseau à parvenir à un accord commun”.

Preuve de travail (PoW) - Ancienne solution, avec une forte consommation d'énergie, mais la sécurité la plus élevée. Convient aux réseaux très vastes comme Bitcoin.

Preuve d'enjeu PoS - Nouveau plan, écologique, coût faible. Utilisé par Ethereum 2.0.

DPoS preuve d'enjeu délégué - Entre les deux, les détenteurs de jetons votent pour élire des représentants pour effectuer la validation.

Preuve d'autorité (PoA) - Les validateurs sont sélectionnés en fonction de leur identité et de leur réputation, souvent utilisés dans les chaînes privées ou les chaînes de consortium.

Trois types de réseaux blockchain

Blockchain public - entièrement ouvert, tout le monde peut participer. Bitcoin, Ethereum, Solana le sont. La plus grande transparence et la plus décentralisée.

Chaîne privée - Fonctionnée par une seule entité, seuls les personnes autorisées peuvent y accéder. Souvent utilisée en interne par les entreprises, elle offre de bonnes performances mais est centralisée.

Chaîne de consortium - Une forme hybride exploitée par plusieurs institutions en collaboration. Règles flexibles, combinant la transparence de la chaîne publique et l'efficacité de la chaîne privée.

À quoi sert la blockchain ? 6 grands cas d'utilisation

1. Cryptomonnaie - Première application, transfert international rapide et peu coûteux.

2. Contrat intelligent - Un contrat qui s'exécute automatiquement, sur lequel reposent la DeFi et les DAO.

3. Tokenisation d'actifs - L'immobilier, les actions et les œuvres d'art peuvent être mis sur la chaîne, augmentant ainsi la liquidité.

4. Identité numérique - Système d'authentification des identités à l'épreuve des falsifications.

5. Système de vote - Un système électoral transparent et inviolable.

6. Traçabilité de la chaîne d'approvisionnement - Enregistrement complet du parcours des produits de la production à la vente, difficile à distinguer l'authenticité.

Résumé

La valeur fondamentale de la blockchain se résume en quatre mots : machine de confiance.

Dans le passé, nous avions besoin de banques, d'avocats et de notaires comme tiers pour établir la confiance. La blockchain a remplacé ces institutions par la cryptographie et des algorithmes de consensus - il n'est plus nécessaire de faire confiance à une personne ou à une institution, il suffit de faire confiance aux mathématiques et au code.

La technologie est encore en évolution (les performances, la consommation d'énergie et l'évolutivité s'améliorent), mais son potentiel à transformer la finance et à modifier la gestion de l'information est déjà apparent. Au cours de la prochaine décennie, la blockchain deviendra une infrastructure comme Internet.