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Le 9 janvier 2009, Satoshi Nakamoto a partagé avec nous les inventions de Bitcoin et de sa technologie sous-jacente, la blockchain. Maintenant, cette technologie révolutionnaire, qui sert de base à la plupart des crypto-monnaies, est testée dans presque tous les secteurs. Des entreprises allant de l’immobilier et des archives publiques aux prévisions et au stockage en nuage se lancent dans les blockchains. Pourtant, beaucoup de gens ne comprennent pas bien ce qu’est une blockchain.
Dans cet article, je vais vous aider à comprendre les blockchains en explorant :
Les blockchains excellent dans une fonction très spécifique : sécuriser un registre de données distribué, sans confiance et immuable. Avant l’invention des blockchains, il n’y avait aucun moyen de partager une base de données avec l’ensemble d’Internet et de toujours croire que ses données étaient fiables et infalsifiables. Grâce aux blockchains, nous pouvons non seulement nous fier à ces données, mais dans le cas du Bitcoin, nous pouvons les utiliser pour sécuriser un réseau actuellement évalué à 146 milliards de dollars.
Les blockchains ont été considérées pour la première fois en 1991 par un groupe de cryptographes comme un type théorique de structure de données. Il faudra encore 18 ans avant qu’une personne ou un groupe nommé Satoshi Nakamoto n’utilise réellement une blockchain comme registre de la crypto-monnaie Bitcoin.
Des tentatives précédentes avaient été faites pour créer des monnaies numériques ; certains d’entre eux sont même référencés dans le Bitcoin papier blanc. Tous ces prédécesseurs de Bitcoin avaient cependant quelques points communs : leurs bases de données étaient centralisées, leurs créateurs étaient publics et, par conséquent, ils ont tous été fermés pour diverses raisons juridiques.
Satoshi, ayant appris des erreurs de ces tentatives passées, savait à coup sûr deux choses. Premièrement, ils savaient que leur identité devait rester cachée, ce qui a été accompli en utilisant le pseudonyme de Satoshi Nakamoto. Deuxièmement, ils savaient que personne ne pouvait contrôler le grand livre ou que cette entité risquerait des problèmes juridiques. La blockchain était le concept révolutionnaire qui a résolu le deuxième problème.
Une blockchain est un type de base de données où les données sont organisées en groupes, appelés blocs. Chaque nouveau bloc utilise une méthode cryptographique, appelée hachage, pour inclure une référence aux données du bloc précédent. Cela crée une chaîne dans le sens où modifier des données dans un bloc changerait à son tour le bloc suivant, et ainsi de suite sur toute la ligne.
Selon la difficulté requise pour ajouter de nouveaux blocs à la chaîne, le fait qu’il y ait une référence au bloc précédent rend la chaîne résistante à la modification. Plus la chaîne devient longue, plus elle résiste au changement. Cela rend les données sur la blockchain extrêmement sécurisées et fiables.
La première utilisation d’une blockchain était comme registre de propriété de la monnaie numérique Bitcoin. Au cours des 9 années qui ont suivi, il y a eu plusieurs tentatives d’utilisation de blockchains dans d’autres industries. Il reste à déterminer lequel d’entre eux améliorera l’efficacité dans leur domaine ou rendra un processus plus égalitaire. Néanmoins, voici quelques-uns des projets qui semblent particulièrement remarquables.
ouvrant la voie à un avenir où nous n’aurons plus à scanner de documents d’identification, Microsoft utilise des blockchains dans le but de faciliter la vérification en ligne. Storj utilise des blockchains pour décentraliser le stockage des données, et Augure fournit un marché de prédictions qui promet d’offrir des prévisions précises. Alors que des opérations comme La`Zooz et Ville d’arcade utilisent des blockchains pour distribuer des covoiturages, Suivez mon vote et Démocratie Terre veulent utiliser les blockchains pour décentraliser et sécuriser le vote.
Dans d’autres cas, les blockchains sont utilisées comme plus qu’un simple registre. Il existe une poignée d’équipes utilisant des blockchains comme plates-formes pour les contrats intelligents. Ceux-ci étaient auparavant appelés projets « blockchain 2.0 » car ils reprennent le plan que Satoshi nous a donné et le font passer au niveau supérieur. Ces blockchains sont destinées à fonctionner comme un ordinateur global plutôt qu’une base de données. Certains de ceux qui utilisent les blockchains comme plateformes d’exécution de code sont Éternité, Ethereum, EOS, golem, IOTA, et NÉO.
Dire qu’une blockchain est sécurisée, c’est dire que les informations stockées sur la blockchain ne peuvent pas être altérées. Alors, comment une base de données entièrement construite et maintenue par des inconnus, dont certains sont de mauvais acteurs connus, peut-elle être aussi fiable ? Cela se résume à deux choses principales : une planification intelligente de la récompense par rapport à la pénalité et la décentralisation.
L’une des propriétés qui sécurise une blockchain est l’équilibre entre la difficulté d’ajouter de nouveaux blocs et la récompense reçue pour le faire. Si les blocs sont trop difficiles à créer ou s’il n’y a pas de récompense suffisante, aucune transaction ne sera jamais confirmée. Si les blocs sont trop faciles à créer, cependant, un acteur malveillant peut faire reculer la chaîne, se donner plus de fonds, puis reconstruire les blocs – évidemment un désastre.
L’analyse de la façon dont les participants à un système compétitif agiront en réponse à la récompense et à la punition est appelée théorie des jeux. Certains diront que la grande invention de la blockchain n’avait pas grand-chose à voir avec la cryptographie ou l’économie, mais était plutôt un brillant bond en avant pour la théorie des jeux mondiale dans ce monde interconnecté. Ce que Satoshi a fait, c’est d’utiliser le coût inhérent à la création d’électricité comme pénalité et le nouveau Bitcoin comme récompense. Cela a aidé de deux manières : cela a créé une incitation à rester honnête et une méthode par laquelle de nouvelles pièces pourraient être générées.
Lorsque des transactions sont effectuées sur un réseau de crypto-monnaie, elles sont d’abord envoyées à d’autres nœuds du réseau et stockées dans un groupe en attente d’être incluses dans le bloc suivant. Ce groupe de transactions non confirmées est appelé « mempool ». Pour que ces transactions soient incluses dans un bloc, une certaine quantité de « travail » de calcul doit d’abord être effectuée. Le matériel spécialisé qui effectue ce travail est appelé mineur et nécessite une énorme quantité d’électricité pour extraire un nouveau bloc. Les mineurs qui ajoutent avec succès un nouveau bloc reçoivent une récompense de 12,5 Bitcoin.
Ce système d’utilisation de l’énergie pour ajouter de nouveaux blocs à la chaîne est connu sous le nom de “Preuve de travail» (PoW).
Une autre méthode intéressante qui est utilisée est appelée “Preuve de participation” (PoS). Dans un système PoS, les chances de trouver un bloc ne sont pas déterminées par des machines physiques brûlant de l’électricité, mais plutôt par la quantité ou l’âge de la crypto-monnaie qu’un mineur a jalonnée. Pour l’instant, le PoS n’a pas été vraiment testé à l’échelle mondiale, mais cela changera lorsque Ethereum commencera la transition vers Casper.
La méthode PoS est intéressante car elle répond à deux problématiques. Le premier est évident, une réduction de la consommation d’énergie du PoW. La seconde est plus philosophique ; dans un système PoW, un mineur n’a pas à posséder la pièce qu’il extrait. Ils pourraient vendre toutes leurs récompenses immédiatement, et en réalité, la plupart des mineurs paient les coûts liés à l’exploitation de leur exploitation. Il existe une théorie selon laquelle ce manque d’intérêt des mineurs pour la pièce pourrait avoir des effets négatifs sur la blockchain à l’avenir. D’un autre côté, dans PoS, un mineur doit détenir une partie des actifs pour continuer à exploiter. Par conséquent, la théorie est que les mineurs auront un intérêt direct dans l’avenir de la pièce.
Quel que soit l’algorithme de preuve, tant que la récompense et la difficulté restent équilibrées, il sera toujours dans l’intérêt du mineur de confirmer les transactions conformément aux règles. En essayant de briser les règles, ou de réécrire une partie de la blockchain, les mineurs sont pénalisés. Même avec une somme d’argent extrême à la disposition de quiconque le fait, personne n’a trouvé d’attaque plus rentable que de simplement suivre les règles.
Une autre caractéristique importante d’une blockchain saine est de rester décentralisée, ce qui signifie qu’il y a une diversification dans le fonctionnement des nœuds. En outre, il est important qu’il y ait un nombre suffisant de nœuds stockant l’historique complet de chaque transaction, appelés « nœuds complets ». Cette diversification sert plusieurs objectifs, dont le premier est de garder tout le monde honnête. Si les seuls détenteurs du record historique sont ceux qui s’entendent pour le changer, alors le faire est trivial.
Une autre raison logique pour que la blockchain soit largement distribuée est de la rendre difficile à censurer. Il faudrait que près de 100% des nœuds se mettent d’accord sur toute censure imposée. Sans quasi-majorité, vous vous retrouvez avec deux versions différentes de la réalité, certains nœuds ayant les données censurées et d’autres les données non censurées. Ces deux sous-ensembles de nœuds cesseront de communiquer entre eux, créant ce qu’on appelle un « fork dur », éventuellement avec des effets catastrophiques pour les deux côtés.
Ce type de fourche s’est réellement passé avec Ethereum (ETH) lorsque les développeurs ont décidé de restaurer la blockchain pour corriger une erreur de codage et qu’une partie des nœuds a refusé de suivre. Les nœuds qui ont refusé de suivre ont désormais leur propre pièce : Ethereum Classic (ETC).
La dernière raison de garder le réseau décentralisé n’est pas une question de sécurité, mais de santé globale du système. Lorsque de nouveaux nœuds sont mis en ligne, qu’ils tentent d’acquérir l’intégralité de la blockchain ou simplement de vérifier le solde d’une seule adresse, ils doivent demander ces données à d’autres nœuds. S’il n’y a pas un nombre décent de nœuds pour servir les données, ceux qui existent peuvent être facilement surchargés. Cela pourrait ralentir ou même arrêter complètement l’ensemble du réseau.
Pendant des décennies, nos informations numériques ont résidé dans des bases de données qui nécessitent un minimum d’efforts à maintenir et sont souvent la responsabilité d’une seule personne. Si vous y réfléchissez, une blockchain est l’un des moyens les moins efficaces possibles pour stocker des données. Alors, pourquoi utiliser toutes les ressources nécessaires pour construire et maintenir une blockchain ? Car jusqu’à présent, personne n’a trouvé d’autre moyen de parvenir à un consensus sans confiance.
Dans un système de stockage de données traditionnel, il y a beaucoup de confiance en jeu, même si vous ne le réalisez pas. Pensez à votre compte bancaire par exemple. Lorsque vous dépensez ou déposez de l’argent, cette action est enregistrée dans la base de données de la banque. Le solde de votre compte est la somme de toutes les informations de cette base de données relatives à votre compte. À moins qu’un employé de la banque ne fasse une erreur, ces informations ont tendance à être exactes car la banque a une réputation à défendre et souvent une responsabilité légale.
Afin de protéger ces bases de données centralisées, d’énormes quantités de temps et d’argent sont consacrées à la sécurité, à la fois technologique et physique. Une blockchain, en revanche, nous permet d’ouvrir cette base de données pour que tout le monde puisse l’utiliser tout en restant sécurisé. Les participants peuvent s’entendre sur un registre public de données sans avoir besoin de faire confiance ou d’imposer une responsabilité légale à l’une des parties impliquées.
La raison pour laquelle vous n’avez besoin de faire confiance à personne sur une blockchain appropriée est que vous pouvez faire confiance aux lois de la thermodynamique. Le fait qu’il y ait un coût pour convertir l’énergie en électricité est la raison pour laquelle il sera toujours infructueux de tricher.
Il ne fait aucun doute que le concept d’utilisation d’une blockchain pour Bitcoin était profond ; sans elle, aucune crypto-monnaie ne pourrait exister telle que nous la connaissons aujourd’hui. Les blockchains ont en fait fait encore plus que cela, elles ont résolu un problème de confiance crucial pour l’ère d’Internet d’une manière élégante et sécurisée.
Nous avons désormais la possibilité de partager des informations avec plus de sécurité et de fiabilité que jamais. Les implications complètes de cette création doivent encore être réalisées. Je suis sûr qu’à l’avenir, les gens reviendront sur l’invention de la blockchain et la compareront à l’invention d’Internet lui-même.
Cela dit, il est encore très tôt dans la vie des blockchains, et en dehors des crypto-monnaies, on ne sait pas exactement où elles seront efficaces. Néanmoins, ils sont testés dans d’autres domaines et ce n’est qu’une question de temps avant qu’une autre industrie ne soit perturbée par eux. Au cours des prochaines années, il sera passionnant de découvrir où les blockchains peuvent prospérer et à quel point elles peuvent devenir plus efficaces.
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