Qu’est-ce que la Blockchain et comment fonctionne-t-elle ?
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Qu’est-ce que la Blockchain et comment fonctionne-t-elle ?

Qu’est-ce que la Blockchain et comment fonctionne-t-elle ?

DĂ©butant
Publié le May 15, 2023Mis à jour le Dec 11, 2023
11m

Résumé

  • La blockchain est un registre numĂ©rique dĂ©centralisĂ© qui enregistre de maniĂšre sĂ©curisĂ©e les donnĂ©es de transactions sur de nombreux ordinateurs spĂ©cialisĂ©s sur le rĂ©seau.

  • La blockchain garantit l’intĂ©gritĂ© des donnĂ©es grĂące Ă  sa nature immuable rĂ©sultant de la cryptographie et des mĂ©canismes de consensus. Ainsi une fois l’information enregistrĂ©e, elle ne peut pas ĂȘtre modifiĂ©e rĂ©troactivement.

  • La blockchain est la colonne vertĂ©brale des cryptomonnaies comme le Bitcoin et l’Ether et est essentielle pour favoriser la transparence, la sĂ©curitĂ© et la confiance dans divers secteurs au-delĂ  de la finance. 

Qu’est-ce que la blockchain ?

Une blockchain est un type particulier de base de données, également appelée registre numérique décentralisé. Celui-ci est maintenu par de nombreux ordinateurs répartis dans le monde entier. Les données de la blockchain sont organisées en blocs, qui sont classés chronologiquement et sécurisés par la cryptographie.

Le premier modĂšle de blockchain a Ă©tĂ© crĂ©Ă© au dĂ©but des annĂ©es 1990 lorsque l’informaticien Stuart Haber et le physicien W. Scott Stornetta ont utilisĂ© des techniques cryptographiques dans une chaĂźne de blocs, afin de sĂ©curiser les documents numĂ©riques contre la falsification des donnĂ©es.

Haber et Stornetta ont inspirĂ© le travail de nombreux autres informaticiens et passionnĂ©s de cryptographie, conduisant finalement Ă  la crĂ©ation de la premiĂšre cryptomonnaie utilisant la technologie de la blockchain, le Bitcoin. Depuis lors, l’adoption de la technologie de la blockchain s’est progressivement Ă©largie, et les cryptomonnaies sont utilisĂ©es par un nombre croissant de personnes dans le monde entier.

Si la technologie blockchain est souvent utilisĂ©e pour enregistrer les transactions en cryptomonnaie, elle convient Ă  l’enregistrement de nombreux autres types de donnĂ©es numĂ©riques et peut ĂȘtre appliquĂ©e Ă  un large Ă©ventail de cas d’utilisation.

Qu’est-ce que la dĂ©centralisation dans la blockchain ?

La dĂ©centralisation dans la blockchain renvoie Ă  l’idĂ©e que le contrĂŽle et le pouvoir de dĂ©cision d’un rĂ©seau sont rĂ©partis parmi ses utilisateurs plutĂŽt que contrĂŽlĂ©s par une seule entitĂ© (ex : un gouvernement ou une entreprise). Ceci peut ĂȘtre utile dans des situations oĂč les gens ont besoin de se coordonner avec des inconnus ou lorsqu’ils souhaitent assurer la sĂ©curitĂ© et l’intĂ©gritĂ© de leurs donnĂ©es.

Dans un rĂ©seau blockchain dĂ©centralisĂ©, il n’y a pas d’autoritĂ© centrale ou d’intermĂ©diaire qui contrĂŽle le flux de donnĂ©es ou de transactions. Au lieu de cela, les transactions sont vĂ©rifiĂ©es et enregistrĂ©es par un rĂ©seau distribuĂ© d’ordinateurs qui travaillent ensemble pour maintenir l’intĂ©gritĂ© du rĂ©seau.

Lorsque les gens parlent de la technologie blockchain, ils ne parlent souvent pas seulement de la base de donnĂ©es. La technologie blockchain alimente des applications telles que les cryptomonnaies et les tokens non fongibles (NFT), permettant aux gens de collaborer et de rĂ©aliser des transactions entre eux sans dĂ©pendre d’une autoritĂ© centrale.

Comment fonctionne une blockchain ?

Fondamentalement, une blockchain est un registre numĂ©rique qui enregistre de maniĂšre sĂ©curisĂ©e les transactions entre deux parties de maniĂšre inviolable. Ces donnĂ©es de transaction sont enregistrĂ©es par un rĂ©seau distribuĂ© de machines spĂ©ciales : les nƓuds.

Lorsqu’un utilisateur initie une transaction (ex : l’envoi d’une certaine quantitĂ© de cryptomonnaie Ă  un autre utilisateur), cette transaction est diffusĂ©e sur le rĂ©seau. Chaque nƓud authentifie la transaction en vĂ©rifiant les signatures numĂ©riques et les autres donnĂ©es de la transaction.

Une fois la transaction vĂ©rifiĂ©e, elle est ajoutĂ©e Ă  un bloc avec d’autres transactions dĂ©jĂ  vĂ©rifiĂ©es. Les blocs sont liĂ©s entre eux via la cryptographie, formant ainsi la blockchain (chaĂźne de blocs). Le processus de vĂ©rification des transactions et leur ajout Ă  la blockchain est rĂ©alisĂ© via un mĂ©canisme de consensus, un ensemble de rĂšgles qui rĂ©gissent comment les nƓuds du rĂ©seau parviennent Ă  un accord sur l’état de la blockchain et la validitĂ© des transactions.

La cryptographie est essentielle pour que la blockchain maintienne un enregistrement sĂ©curisĂ©, transparent et inviolable des transactions. Le hachage est l’une des mĂ©thodes cryptographiques cruciales utilisĂ©es dans les blockchains. C’est un processus cryptographique qui convertit une entrĂ©e de n’importe quelle taille en une chaĂźne de caractĂšres de taille fixe.

Les fonctions de hachage utilisĂ©es dans les blockchains sont gĂ©nĂ©ralement rĂ©sistantes aux collisions. Cela signifie que les chances de trouver deux Ă©lĂ©ments de donnĂ©es produisant le mĂȘme rĂ©sultat sont quasiment impossibles. Une autre caractĂ©ristique est appelĂ©e effet d’avalanche, qui fait rĂ©fĂ©rence au phĂ©nomĂšne selon lequel tout lĂ©ger changement dans les donnĂ©es d’entrĂ©e produirait un rĂ©sultat radicalement diffĂ©rent. 

Illustrons cela avec le SHA256, une fonction utilisĂ©e par Bitcoin. Comme vous pouvez le constater, la modification de la casse (majuscule/minuscule) des lettres a provoquĂ© une diffĂ©rence radicale dans le rĂ©sultat. Les fonctions de hachage sont Ă©galement des fonctions unidirectionnelles. Il est en effet informatiquement irrĂ©alisable de retrouver les donnĂ©es d’entrĂ©e en partant du hachage de sortie. 

DonnĂ©es d’entrĂ©e

Sortie SHA256

Binance Academy

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Binance Academy

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Binance Academy

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Chaque bloc d’une blockchain contient de maniĂšre sĂ©curisĂ©e le hachage du bloc prĂ©cĂ©dent, Ă©tablissant une chaĂźne robuste de blocs. Toute personne souhaitant modifier un bloc devrait modifier tous les blocs suivants. Une tĂąche non seulement techniquement difficile, mais Ă©galement extrĂȘmement coĂ»teuse. 

Un autre Ă©lĂ©ment de la cryptographie largement utilisĂ© dans la blockchain est la cryptographie Ă  clĂ© publique. Également appelĂ©e cryptographie asymĂ©trique, elle aide Ă  Ă©tablir des transactions sĂ©curisĂ©es et vĂ©rifiables entre les utilisateurs.

Voici comment celle-ci fonctionne : chaque participant dispose d’une paire de clĂ©s unique, Ă  savoir une clĂ© privĂ©e, qui est gardĂ©e secrĂšte, et une clĂ© publique, qui est partagĂ©e ouvertement. Lorsqu’un utilisateur initie une transaction, il la signe Ă  l’aide de sa clĂ© privĂ©e, crĂ©ant une signature numĂ©rique.

Les autres utilisateurs du rĂ©seau peuvent alors vĂ©rifier l’authenticitĂ© de la transaction en appliquant la clĂ© publique de l’émetteur Ă  la signature numĂ©rique. Cette approche garantit des transactions sĂ©curisĂ©es, car seul le propriĂ©taire lĂ©gitime de la clĂ© privĂ©e peut autoriser une transaction. NĂ©anmoins, tout le monde peut vĂ©rifier les signatures Ă  l’aide de la clĂ© publique. 

Une autre caractĂ©ristique de la blockchain est sa transparence. GrĂące Ă  certains sites publics, tout le monde peut gĂ©nĂ©ralement vĂ©rifier les donnĂ©es d’une blockchain, y compris toutes les donnĂ©es de transaction et les donnĂ©es de bloc.  Vous pouvez par exemple consulter toutes les transactions jamais enregistrĂ©es sur le rĂ©seau Bitcoin sur les sites explorateurs de blockchain, y compris l’identifiant de l’expĂ©diteur et du destinataire, le montant du transfert et une liste des propriĂ©taires de l’intĂ©gralitĂ© des bitcoins. Vous pouvez Ă©galement retracer l’historique des blocs d’aujourd’hui (c-Ă -d le bloc 788 995, du 29 mai 2023 Ă  18 h 52 mn 21 ss GMT) jusqu’au premier bloc, connu sous le nom de bloc de genĂšse.

Qu’est-ce qu’un mĂ©canisme de consensus ?

Un algorithme de consensus est un mĂ©canisme qui permet aux utilisateurs ou aux machines de se coordonner dans un environnement distribuĂ©. Il doit garantir que tous les agents du systĂšme peuvent s’accorder sur une seule source de vĂ©ritĂ©, mĂȘme si certains agents Ă©chouent. Il garantit que tous les nƓuds du rĂ©seau ont la mĂȘme copie du registre, qui contient un enregistrement de toutes les transactions. Les mĂ©canismes de consensus sont nĂ©cessaires pour les blockchains car il n’y a pas d’autoritĂ© centrale pour vĂ©rifier les transactions et maintenir l’intĂ©gritĂ© du rĂ©seau.

Lorsque des dizaines de milliers de nƓuds conservent une copie des donnĂ©es de la blockchain, certains dĂ©fis peuvent rapidement se poser, comme la cohĂ©rence des donnĂ©es et les nƓuds malveillants. Pour garantir l’intĂ©gritĂ© de la blockchain, il existe diffĂ©rents mĂ©canismes de consensus qui rĂ©gissent la maniĂšre dont les nƓuds du rĂ©seau parviennent Ă  un accord. Examinons ensemble les plus courants.

Types de mécanismes de consensus

Qu’est-ce que la preuve de travail (PoW) ?

La Preuve de Travail (PoW) est un mĂ©canisme de consensus utilisĂ© dans de nombreux rĂ©seaux blockchain pour vĂ©rifier les transactions et maintenir l’intĂ©gritĂ© de celle-ci. C’est le mĂ©canisme de consensus original utilisĂ© par Bitcoin.

Avec la PoW, les mineurs se font concurrence pour rĂ©soudre un problĂšme mathĂ©matique complexe, afin d’avoir le droit d’ajouter le prochain bloc Ă  la blockchain. Dans le processus connu sous le nom de minage, le premie

r mineur à résoudre le problÚme est récompensé par une cryptomonnaie. 

Les mineurs doivent utiliser des ordinateurs puissants pour rĂ©soudre des problĂšmes mathĂ©matiques, leur permettant de miner de nouvelles cryptomonnaies et de sĂ©curiser le rĂ©seau. C’est pourquoi le processus de minage nĂ©cessite des quantitĂ©s significatives de puissance de calcul et, par consĂ©quent, d’énergie. 

Qu’est-ce que la Preuve d’enjeu (PoS) ?

La Preuve d’Enjeu (PoS) est un mĂ©canisme de consensus conçu pour rĂ©soudre certains des inconvĂ©nients de la Preuve de Travail (PoW). Dans un systĂšme PoS, au lieu que les mineurs se fassent concurrence pour rĂ©soudre des problĂšmes mathĂ©matiques complexes pour valider les transactions et ajouter de nouveaux blocs Ă  la blockchain, les validateurs sont choisis en fonction de la quantitĂ© de cryptomonnaie qu’ils « stakent » (mettent en gage) dans le rĂ©seau.

Les validateurs dĂ©tiennent une certaine quantitĂ© de cryptomonnaie en garantie, ou « stake », pour participer au processus de consensus. Ils sont ensuite sĂ©lectionnĂ©s au hasard pour crĂ©er de nouveaux blocs et valider les transactions en fonction de la taille de leur stake. Les validateurs sont rĂ©compensĂ©s par des frais de transaction pour la crĂ©ation de nouveaux blocs, ce qui les incite Ă  agir dans l’intĂ©rĂȘt du rĂ©seau.

Autres mécanismes de consensus populaires

La Preuve de travail (PoW) et la Preuve d’enjeu (PoS) sont les algorithmes de consensus les plus courants, mais il en existe d’autres. Certains sont des hybrides qui combinent des Ă©lĂ©ments des deux systĂšmes, alors que d’autres sont des mĂ©thodes complĂštement diffĂ©rentes.

Par exemple, la preuve d’enjeu dĂ©lĂ©guĂ©e (DPoS) est similaire Ă  la PoS. Toutefois, au lieu que tous les validateurs soient admissibles pour crĂ©er de nouveaux blocs, les propriĂ©taires de tokens Ă©lisent un ensemble plus restreint de dĂ©lĂ©guĂ©s pour le faire en leur nom.

En revanche, dans le cadre de la preuve d’autoritĂ© (PoA), les validateurs sont identifiĂ©s par leur rĂ©putation ou leur identitĂ©, plutĂŽt que par la quantitĂ© de cryptomonnaies qu’ils dĂ©tiennent. Les validateurs sont sĂ©lectionnĂ©s en fonction de leur fiabilitĂ© et peuvent ĂȘtre supprimĂ©s du rĂ©seau s’ils agissent de maniĂšre malveillante.

Avantages de la blockchain

1. La décentralisation

La nature dĂ©centralisĂ©e de la blockchain signifie qu’il n’existe pas de point unique de contrĂŽle ou de dĂ©faillance. Cela la rend plus sĂ»re et plus rĂ©sistante aux attaques ou aux brĂšches de donnĂ©es.

2. La transparence

Les transactions sur une blockchain sont visibles par tous les participants, ce qui facilite le suivi et la vérification des transactions et garantit leur exactitude.

3. L’immuabilitĂ©

Une fois qu’une transaction est enregistrĂ©e sur une blockchain, elle ne peut pas ĂȘtre modifiĂ©e ou supprimĂ©e. Cela crĂ©e un relevĂ© permanent de toutes les transactions qui peut ĂȘtre vĂ©rifiĂ© par toute personne ayant accĂšs au rĂ©seau de la blockchain. Il s’agit d’un changement important par rapport aux systĂšmes traditionnels oĂč les transactions sont rĂ©versibles.

4. L’efficacitĂ©

La blockchain peut permettre des transactions plus rapides et plus efficaces car elle ne nĂ©cessite pas d’intermĂ©diaires comme les banques.

5. Des frais plus faibles

En éliminant les intermédiaires et en automatisant les processus, la blockchain peut réduire les coûts de transaction et rendre certaines opérations commerciales plus efficaces.

6. Une absence de confiance

La technologie blockchain permet des transactions transparentes vĂ©rifiĂ©es et validĂ©es par les participants du rĂ©seau eux-mĂȘmes, sans intermĂ©diaires de confiance.

Quels sont les différents types de réseaux blockchain ?

Blockchain publique

Une blockchain publique est un réseau décentralisé ouvert à tous ceux qui souhaitent y participer. Ces réseaux sont généralement open source (en libre accÚs), transparents et sans autorisation, ce qui signifie que tout le monde peut y accéder et les utiliser. Bitcoin et Ethereum sont des exemples de blockchains publiques.

Blockchain privée

Une blockchain privĂ©e, comme son nom l’indique, est un rĂ©seau de blockchain qui n’est pas ouvert au public. Les blockchains privĂ©es sont gĂ©nĂ©ralement gĂ©rĂ©es par une seule entitĂ©, telle qu’une entreprise, et sont utilisĂ©es Ă  des fins internes et pour des d’utilisations bien prĂ©cises.

Les blockchains privĂ©es sont des environnements autorisĂ©s avec des rĂšgles Ă©tablies qui dictent qui peut voir et Ă©crire sur la chaĂźne. Il ne s’agit pas de systĂšmes dĂ©centralisĂ©s, car il existe une hiĂ©rarchie de contrĂŽle claire. Cependant, ceux-ci peuvent ĂȘtre distribuĂ©s dans la mesure oĂč de nombreux nƓuds conservent une copie de la chaĂźne.

Blockchain de consortium

Un blockchain de consortium est un hybride de blockchain publique et privĂ©e. Dans une blockchain de consortium, plusieurs organisations se rĂ©unissent pour crĂ©er un rĂ©seau de blockchain partagĂ© qui est gĂ©rĂ© et gouvernĂ© conjointement. Ces rĂ©seaux peuvent ĂȘtre ouverts ou fermĂ©s, en fonction des besoins des membres du consortium.

Au lieu d’un systĂšme ouvert oĂč tout le monde peut valider des blocs ; ou d’un systĂšme fermĂ© oĂč une seule entitĂ© dĂ©signe les producteurs de blocs ; une blockchain de consortium voit une poignĂ©e de parties aussi puissantes les unes que les autres agir comme validateurs. 

Les rĂšgles du systĂšme sont souples : la visibilitĂ© de la chaĂźne peut ĂȘtre limitĂ©e aux validateurs, aux personnes autorisĂ©es ou Ă  tous. Si les validateurs parviennent Ă  un consensus, les changements peuvent ĂȘtre facilement mis en Ɠuvre. En ce qui concerne le fonctionnement de la blockchain, si un certain seuil de ces parties se comporte honnĂȘtement, le systĂšme ne rencontrera pas de problĂšmes.

À quoi sert la Blockchain ?

Bien que la technologie blockchain n’en soit qu’à ses balbutiements, elle revĂȘte dĂ©jĂ  des applications dans de nombreux secteurs. Parmi les applications actuelles les plus courantes de celle-ci, citons :

1. Les cryptomonnaies

La technologie blockchain a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©e pour soutenir la crĂ©ation de cryptomonnaies, qui l’utilisent comme registre sĂ©curisĂ© et dĂ©centralisĂ© pour l’enregistrement des transactions.

2. L’identitĂ© numĂ©rique

La blockchain peut ĂȘtre utilisĂ©e pour crĂ©er des identitĂ©s numĂ©riques sĂ©curisĂ©es et infalsifiables qui peuvent ĂȘtre utilisĂ©es pour vĂ©rifier des informations personnelles et d’autres donnĂ©es sensibles. Ce cas d’usage pourrait devenir de plus en plus important au fur et Ă  mesure que nos informations personnelles et nos biens sont dĂ©matĂ©rialisĂ©s.

3. Le vote

En fournissant un registre dĂ©centralisĂ© et infalsifiable de tous les votes exprimĂ©s, la technologie blockchain peut ĂȘtre utilisĂ©e pour crĂ©er un systĂšme de vote sĂ©curisĂ© et transparent qui Ă©limine la possibilitĂ© de fraude Ă©lectorale et garantit l’intĂ©gritĂ© du vote.

4. La gestion de la chaßne logistique

La technologie blockchain peut ĂȘtre utilisĂ©e pour crĂ©er un registre de toutes les transactions au sein d’une chaĂźne logistique. Chaque transaction peut ĂȘtre enregistrĂ©e sous la forme d’un bloc dans la blockchain, crĂ©ant ainsi un enregistrement immuable et transparent de l’ensemble du processus de la chaĂźne logistique.

5. Les smart contracts

Les smart contracts sont des contrats auto-exĂ©cutoires qui peuvent ĂȘtre programmĂ©s pour s’exĂ©cuter automatiquement lorsque certaines conditions sont remplies. La technologie blockchain permet de crĂ©er et d’exĂ©cuter des smart contracts de maniĂšre sĂ©curisĂ©e et dĂ©centralisĂ©e. L’une des applications les plus prometteuses des smart contracts concerne les applications dĂ©centralisĂ©es (dApps) et les organisations (DAOs).

Conclusion

La technologie Blockchain offre un moyen sĂ»r et transparent d’enregistrer les transactions et de stocker les donnĂ©es. Elle a le potentiel de rĂ©volutionner les industries en apportant un nouveau niveau de confiance et de sĂ©curitĂ© au monde numĂ©rique.

Qu’il s’agisse de permettre des transactions de pair Ă  pair, de crĂ©er de nouvelles formes d’actifs numĂ©riques, ou de faciliter les applications dĂ©centralisĂ©es, la technologie blockchain ouvre un monde de possibilitĂ©s. La technologie continuant d’évoluer et d’ĂȘtre plus largement adoptĂ©e, nous pouvons nous attendre Ă  ce que des cas d’utilisation plus innovants apparaissent dans les annĂ©es Ă  venir.

Plus d’informations

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