Qu'est-ce qui rend la Blockchain sécurisée?
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Qu'est-ce qui rend la Blockchain sécurisée?

Qu'est-ce qui rend la Blockchain sécurisée?

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Publié le Mar 4, 2019Mis à jour le Jan 31, 2023
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Les  blockchains (chaĂźnes de blocs) sont sĂ©curisĂ©es par diffĂ©rents mĂ©canismes, notamment par des techniques cryptographiques avancĂ©es et des modĂšles mathĂ©matiques de comportement et de prise de dĂ©cision. La technologie Blockchain est la structure de base de la plupart des systĂšmes de crypto-monnaie et empĂȘche ce type de monnaie numĂ©rique d’ĂȘtre dupliquĂ© ou dĂ©truit.
L'utilisation de la technologie blockchain est Ă©galement Ă  l'Ă©tude dans d'autres domaines oĂč l'immuabilitĂ© et la sĂ©curitĂ© des donnĂ©es sont extrĂȘmement prĂ©cieuses. Quelques exemples incluent notamment l'enregistrement et le suivi des dons caritatifs, les bases de donnĂ©es mĂ©dicales et la gestion de la chaĂźne d'approvisionnement (traçabilitĂ©).

Cependant, la sĂ©curitĂ© de la blockchain est loin d’ĂȘtre un sujet simple. Par consĂ©quent, il est important de comprendre les concepts de base et les mĂ©canismes qui assurent une protection efficace de ces systĂšmes innovants.


Les concepts d'immutabilité et de consensus

Bien que de nombreuses fonctionnalitĂ©s jouent sur la sĂ©curitĂ© associĂ©e Ă  la blockchain, deux des plus importantes sont les concepts de consensus et d’immutabilitĂ©. Le consensus fait rĂ©fĂ©rence Ă  la capacitĂ© des nƓuds au sein d’un rĂ©seau blockchain distribuĂ© Ă  s’accorder sur l’état rĂ©el du rĂ©seau et sur la validitĂ© des transactions. GĂ©nĂ©ralement, le processus d'obtention d'un consensus dĂ©pend des algorithmes dits de consensus.

L’immutabilitĂ©, quant Ă  elle, fait rĂ©fĂ©rence Ă  la capacitĂ© des chaĂźnes de blocs Ă  empĂȘcher l’altĂ©ration de transactions dĂ©jĂ  confirmĂ©es. Bien que ces transactions concernent souvent le transfert de crypto-monnaies, elles peuvent Ă©galement faire rĂ©fĂ©rence Ă  l'enregistrement d'autres formes de donnĂ©es numĂ©riques non monĂ©taires.

La combinaison du consensus et de l'immutabilitĂ© constitue le cadre de la sĂ©curitĂ© des donnĂ©es au sein des rĂ©seaux blockchain. Bien que des algorithmes de consensus garantissent le respect des rĂšgles du systĂšme et que toutes les parties concernĂ©es s’accordent sur l’état actuel du rĂ©seau, l’immutabilitĂ© garantit l’intĂ©gritĂ© des donnĂ©es et des enregistrements de transaction aprĂšs confirmation de la validitĂ© de chaque nouveau bloc de donnĂ©es.


Le rÎle de la cryptographie dans la sécurité des blockchains

Les Blockchains s'appuient en grande partie sur la cryptographie pour assurer la sĂ©curitĂ© de leurs donnĂ©es. Une fonction cryptographique extrĂȘmement importante dans un tel contexte est celle du hachage. Le hachage est un processus par lequel un algorithme appelĂ© fonction de hachage reçoit une entrĂ©e de donnĂ©es (de n’importe quelle taille) et renvoie une sortie dĂ©terminĂ©e contenant une valeur de longueur fixe.

Quelle que soit la taille de l'entrĂ©e, la sortie sera toujours de la mĂȘme longueur. Si l'entrĂ©e change, la sortie sera complĂštement diffĂ©rente. Toutefois, si l’entrĂ©e ne change pas, le hachage qui en rĂ©sultera sera toujours le mĂȘme, quel que soit le nombre de fois oĂč vous exĂ©cuterez la fonction de hachage.

Dans les blockchains, ces valeurs de sortie, appelĂ©es hachages donc, sont utilisĂ©es comme identificateurs uniques pour les blocs de donnĂ©es. Le hachage de chaque bloc est gĂ©nĂ©rĂ© par rapport au hachage du bloc prĂ©cĂ©dent, et c’est ce qui relie les blocs entre eux, formant ainsi une chaĂźne de blocs. De plus, le hachage de bloc dĂ©pend des donnĂ©es contenues dans ce bloc, ce qui signifie que toute modification apportĂ©e aux donnĂ©es nĂ©cessitera Ă©galement une modification du hachage de bloc.

Par consĂ©quent, le hachage de chaque bloc est gĂ©nĂ©rĂ© sur la base des donnĂ©es contenues dans ce bloc et du hachage du bloc prĂ©cĂ©dent. Ces identifiants de hachage jouent un rĂŽle dĂ©terminant dans la sĂ©curité et l’immutabilitĂ© des blockchains.

Le hachage est Ă©galement exploitĂ© par les algorithmes de consensus utilisĂ©s pour valider les transactions. Sur la blockchain Bitcoin, par exemple, l’algorithme de Proof of Work (PoW ou Preuve de Travail) utilisĂ© pour obtenir un consensus et pour extraire de nouveaux coins  utilise une fonction de hachage appelĂ©e SHA-256. Comme son nom l'indique, SHA-256 prend une entrĂ©e de donnĂ©es et renvoie un hachage de 256 bits ou de 64 caractĂšres.

En plus d'assurer la protection des enregistrements de transaction sur les registres, la cryptographie joue Ă©galement un rĂŽle dans la sĂ©curitĂ© des portefeuilles utilisĂ©s pour stocker des unitĂ©s de crypto-monnaie. Les clĂ©s publique et privĂ©e couplĂ©es qui permettent respectivement aux utilisateurs de recevoir et d’envoyer des paiements sont alors crĂ©Ă©es via l’utilisation de la cryptographie Ă  clĂ© publique ou asymĂ©trique. Les clĂ©s privĂ©es permettent de gĂ©nĂ©rer des signatures numĂ©riques pour les transactions, ce qui permet d’authentifier la propriĂ©tĂ© des coins en cours d’envoi.

Bien que ces spĂ©cificitĂ©s dĂ©bordent du cadre de cet article, la nature de la cryptographie asymĂ©trique empĂȘche tout dĂ©tenteur autre que le dĂ©tenteur de la clĂ© privĂ©e d’accĂ©der aux fonds stockĂ©s dans un portefeuille de crypto-monnaie, conservant ainsi ces fonds en sĂ©curitĂ© jusqu’à ce que le propriĂ©taire dĂ©cide de les dĂ©penser ( tant que la clĂ© n'est pas partagĂ©e ou compromise).


Crypto-Ă©conomie

En plus de la cryptographie, un concept relativement nouveau appelĂ© la crypto-Ă©conomie joue Ă©galement un rĂŽle dans le maintien de la sĂ©curitĂ© des rĂ©seaux blockchain. Elle est liĂ©e Ă  un domaine d'Ă©tude appelĂ© la thĂ©orie des jeux, qui modĂ©lise mathĂ©matiquement la prise de dĂ©cision par des acteurs rationnels dans des situations avec des rĂšgles et des rĂ©compenses prĂ©dĂ©finies. Alors que la thĂ©orie des jeux traditionnelle peut ĂȘtre largement appliquĂ©e Ă  un grand nombre de cas, la crypto-Ă©conomie modĂ©lise et dĂ©crit spĂ©cifiquement le comportement des noeuds sur les systĂšmes blockchain distribuĂ©s.
En rĂ©sumĂ©, la crypto-Ă©conomie est l’étude de l’économie au sein des protocoles blockchain et des rĂ©sultats possibles que leur modĂšle peut apporter en fonction du comportement de ses participants. La sĂ©curitĂ© par la crypto-Ă©conomie repose sur la notion selon laquelle les systĂšmes blockchain incitent davantage les nƓuds Ă  agir de maniĂšre honnĂȘte plutĂŽt qu’à adopter des comportements malveillants ou fautifs. Une fois encore, l’algorithme de consensus Proof of Work utilisĂ© dans le minage du Bitcoin offre un bon exemple de cette structure d’incitations.
Lorsque Satoshi Nakamoto a crĂ©Ă© le cadre du minage du Bitcoin, il l’a conçu intentionnellement pour ĂȘtre un processus coĂ»teux et gourmand en ressources. En raison de sa complexitĂ© et des besoins informatiques de son calcul, le minage PoW implique un investissement considĂ©rable en argent et en temps, quels que soient le lieu et la localisation du nƓud de minage. Par consĂ©quent, une telle structure dissuade fortement les activitĂ©s malveillantes et incite de façon significative les activitĂ©s de minage honnĂȘtes. Les nƓuds malhonnĂȘtes ou inefficaces seront rapidement expulsĂ©s du rĂ©seau blockchain, tandis que les mineurs honnĂȘtes et efficaces auront la possibilitĂ© d'obtenir des rĂ©compenses en bloc importantes.
De plus, cet Ă©quilibre entre risques et avantages protĂšge aussi contre les attaques potentielles qui pourraient compromettre le consensus en plaçant un taux de hachage majoritaire d'un rĂ©seau blockchain entre les mains d'un groupe ou d'une entitĂ© unique. De telles attaques, appelĂ©es attaques Ă  51%, pourraient ĂȘtre extrĂȘmement dommageables si elles Ă©taient exĂ©cutĂ©es avec succĂšs. Mais en raison de la compĂ©titivitĂ© du minage par la Preuve de Travail et de l’ampleur du rĂ©seau Bitcoin, la probabilitĂ© qu'un acteur malveillant prenne le contrĂŽle d'une majoritĂ© de nƓuds est extrĂȘmement minime.
En outre, le coĂ»t en puissance de calcul nĂ©cessaire pour obtenir le contrĂŽle Ă  51% d'un rĂ©seau de blockchain aussi grand serait astronomique, ce qui dissuade immĂ©diatement de se lancer dans tel investissement pour une rĂ©compense potentielle relativement faible. Cet aspect souligne une caractĂ©ristique des chaĂźnes de blocs connue sous le nom de “ProblĂšme des GĂ©nĂ©raux Byzantins” ou Byzantine Fault Tolerance (BFT), qui est essentiellement la capacitĂ© d'un systĂšme distribuĂ© Ă  continuer Ă  fonctionner normalement mĂȘme si certains de ses noeuds sont compromis ou agissent de maniĂšre malicieuse.

Tant que le coĂ»t d’implantation d'une majoritĂ© de nƓuds malveillants reste prohibitif et qu'il existe de meilleures incitations en rapport avec une activitĂ© honnĂȘte, le systĂšme sera en mesure de prospĂ©rer sans perturbation significative. Il convient toutefois de noter que les petits rĂ©seaux blockchain sont certainement plus susceptibles de subir des attaques Ă  la majoritĂ©, car le taux de hachage total consacrĂ© Ă  ces systĂšmes est considĂ©rablement infĂ©rieur Ă  celui de Bitcoin.


Pour conclure

GrĂące Ă  l'utilisation combinĂ©e de la thĂ©orie des jeux et de la cryptographie, les blockchains sont en mesure d'atteindre des niveaux de sĂ©curitĂ© Ă©levĂ©s en tant que systĂšmes distribuĂ©s. Comme avec presque tous les systĂšmes, cependant, il est essentiel que ces deux domaines d’expertise soient correctement intĂ©grĂ©s. Un Ă©quilibre dĂ©licat entre dĂ©centralisation et sĂ©curitĂ© est en effet essentiel pour la mise en place d’un rĂ©seau de crypto-monnaie fiable et efficace.

À mesure que les utilisations de la blockchain continueront d'Ă©voluer, leurs systĂšmes de sĂ©curitĂ© s’adapteront Ă©galement afin de rĂ©pondre aux besoins des diffĂ©rentes utilisations. Les blockchains privĂ©es en cours de dĂ©veloppement pour des entreprises, par exemple, reposent beaucoup plus sur la sĂ©curitĂ© via le contrĂŽle de l’accĂšs que sur les mĂ©canismes de la thĂ©orie des jeux (ou crypto-Ă©conomie) indispensables Ă  la sĂ©curitĂ© de la plupart des blockchains publiques.

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