Comment fonctionne une blockchain ?
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Comment fonctionne une blockchain ?

Comment fonctionne une blockchain ?

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Publié le Dec 9, 2018Mis à jour le Jan 5, 2024
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Qu'est-ce que la blockchain ?

En résumé, une blockchain est une liste d'enregistrements de données qui fonctionne comme une base de données décentralisée. Les données sont organisées en blocs, qui sont classés chronologiquement et sécurisés par cryptographie.

Le premier concept de blockchain a été créé au début des années 1990 lorsque l'informaticien Stuart Haber et le physicien W. Scott Stornetta ont utilisé des techniques cryptographiques dans une blockchain afin de protéger des documents numériques contre la falsification des données.

Les travaux de Haber et Stornetta ont certainement inspiré ceux de nombreux autres informaticiens et passionnés de cryptographie, qui ont finalement abouti à la création du bitcoin, premier systÚme de monnaie électronique décentralisé (et la premiÚre cryptomonnaie).

Bien que la technologie blockchain soit plus ancienne que les cryptomonnaies, ce n'est qu'aprĂšs la crĂ©ation du bitcoin en 2008 que son potentiel a commencĂ© Ă  ĂȘtre reconnu. Depuis lors, l'intĂ©rĂȘt pour la technologie blockchain s'est progressivement accru et les cryptomonnaies sont dĂ©sormais reconnues Ă  plus grande Ă©chelle.

La technologie blockchain est surtout utilisĂ©e pour enregistrer les transactions en cryptomonnaies, mais elle convient Ă  de nombreux autres types de donnĂ©es numĂ©riques et peut ĂȘtre appliquĂ©e Ă  un large Ă©ventail de cas d'utilisation. Le plus ancien, le plus sĂ»r et le plus grand rĂ©seau de blockchain est celui du Bitcoin, qui a Ă©tĂ© conçu grĂące Ă  une combinaison Ă©quilibrĂ©e de cryptographie et de thĂ©orie des jeux.


Comment fonctionne une blockchain ?

Dans le contexte des cryptomonnaies, une blockchain consiste en une chaĂźne de blocs, chacun d'entre eux stockant une liste de transactions prĂ©cĂ©demment confirmĂ©es.Comme le rĂ©seau blockchain est entretenu par une myriade d'ordinateurs rĂ©partis dans le monde entier, il fonctionne comme une base de donnĂ©es dĂ©centralisĂ©e. Cela signifie que les participants (ou nƓuds) conservent chacun une copie des donnĂ©es de la blockchain et communiquent les uns avec les autres pour s'assurer d'ĂȘtre au mĂȘme diapason (ou bloc).

Par conséquent, les transactions blockchain ont lieu au sein d'un réseau mondial pair à pair et c'est ce qui fait du bitcoin une monnaie numérique décentralisée, sans frontiÚres et résistante à la censure. En outre, la plupart des systÚmes blockchain sont considérés comme sans confiance, car ils ne nécessitent aucune confiance. Il n'y a pas d'autorité unique qui contrÎle le bitcoin.

Un Ă©lĂ©ment central de presque toutes les blockchains est le processus de minage, qui repose sur des algorithmes de hachage. Le bitcoin utilise l'algorithme SHA-256 (Secure hash algorithm 256 bits). Il prend une entrĂ©e de n'importe quelle longueur et gĂ©nĂšre une sortie qui aura toujours la mĂȘme longueur. La sortie produite est appelĂ©e « hachage » et, dans ce cas, elle est toujours constituĂ©e de 64 caractĂšres (256 bits).

Ainsi, la mĂȘme entrĂ©e entraĂźnera la mĂȘme sortie, peu importe le nombre de rĂ©pĂ©titions du processus. Mais si une petite modification est apportĂ©e Ă  l'entrĂ©e, la sortie changera complĂštement. En tant que telles, les fonctions de hachage sont dĂ©terministes, et dans le monde des cryptomonnaies, la plupart d'entre elles sont conçues comme une fonction de hachage unidirectionnelle.

Être une fonction unidirectionnelle signifie qu'il est presque impossible de calculer l'entrĂ©e Ă  partir de la sortie. On ne peut que deviner ce qu'Ă©tait l'entrĂ©e, mais les chances de la deviner correctement sont extrĂȘmement faibles. C'est l'une des raisons pour lesquelles la blockchain Bitcoin est sĂ©curisĂ©e.

Maintenant que nous savons ce que fait l'algorithme, montrons comment une blockchain fonctionne avec un exemple simple de transaction.

Imaginez que Alice et Bob ont chacun un solde de bitcoins. Supposons qu'Alice doive 2 bitcoins à Bob.

Pour qu'Alice puisse envoyer à Bob ces 2 bitcoins, elle diffuse un message contenant la transaction qu'elle souhaite effectuer à tous les mineurs du réseau.

Dans cette transaction, Alice donne l'adresse de Bob aux mineurs et la quantité de bitcoins qu'elle souhaite envoyer, ainsi qu'une signature numérique et sa clé publique. La signature est effectuée avec la clé privée d'Alice et les mineurs peuvent valider qu'Alice est bien la propriétaire de ces bitcoins.

Une fois que les mineurs sont sĂ»rs que la transaction est valide, ils peuvent la placer dans un bloc avec de nombreuses autres transactions et tenter de miner le bloc. Pour ce faire, le bloc est soumis Ă  l'algorithme SHA-256. La sortie doit commencer avec un certain nombre de 0 pour ĂȘtre considĂ©rĂ©e comme valide. La quantitĂ© nĂ©cessaire de 0 dĂ©pend de ce qu'on appelle la « difficulté » qui change en fonction de la puissance de calcul du rĂ©seau.

Afin de produire un hachage de sortie avec la quantité souhaitée de 0 au début, les mineurs ajoutent ce que l'on appelle un « nonce » dans le bloc avant de le faire passer dans l'algorithme. Comme une petite modification de l'entrée change complÚtement la sortie, les mineurs essaient des nonces aléatoires jusqu'à ce qu'ils trouvent un hachage de sortie valide.

Une fois que le bloc est minĂ©, le mineur diffuse ce bloc nouvellement minĂ© Ă  tous les autres mineurs. Ils vĂ©rifient ensuite que le bloc est valide afin de pouvoir l'ajouter Ă  leur copie de la blockchain et la transaction est terminĂ©e. Mais dans le bloc, les mineurs doivent Ă©galement inclure le hachage de sortie du bloc prĂ©cĂ©dent afin que tous les blocs soient liĂ©s entre eux, d'oĂč le nom de blockchain. Il s'agit d'une partie importante en raison de la maniĂšre dont la confiance fonctionne dans le systĂšme.

Chaque mineur possÚde sa propre copie de la blockchain sur son ordinateur et tout le monde fait confiance à la blockchain qui a fait l'objet du plus de travail, ou la blockchain la plus longue. Si un mineur modifie une transaction dans un bloc précédent, le hachage de sortie de ce bloc changera, ce qui impliquera une modification de tous les hachages des blocs suivants. Le mineur devrait refaire tout le travail pour que quiconque accepte sa blockchain comme la bonne. Ainsi, si un mineur voulait tricher, il lui faudrait plus de 50 % de la puissance de calcul du réseau, ce qui est trÚs peu probable. Les attaques réseau comme celle-ci s'appellent donc des attaques 51 %.

Le modÚle consistant à faire travailler les ordinateurs afin de produire des blocs est appelé Preuve de travail (PoW) ; il existe également d'autres modÚles comme la preuve d'enjeu (PoS) qui ne nécessite pas autant de puissance de calcul et est censé nécessiter moins d'électricité tout en étant capable de s'adapter à un plus grand nombre d'utilisateurs.

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