Définition: Qu’est ce que la blockchain ?

La blockchain c’est quoi ? C’est une technologie de stockage et de transmission d’information. Elle est transparente, sécurisée et fonctionne sans organe centrale de contrôle; on dit qu’elle est décentralisée.

Ces caractéristiques intrinsèques à la technologie permettent:

  • Un consensus de validation de la donnée. (Pas de décideur unique)
  • L’immuabilité de la donnée. (Infalsifiable)
  • Sa traçabilité. (Horodatage)
  • Une transparence. (En fonction des blockchains publiques ou privées)

Explication: Qu’est ce que la blockchain ?

En vulgarisant avec une métaphore:
Disons qu’il s’agit d’un grand livre de compte (appelé registre) tenu par un ensemble de comptables (distribué/décentralisé) qui sont à votre disposition pour y ajouter les opérations réalisées. Lorsque vous réalisez une transaction, les comptables reçoivent une notification, chacun d’eux se précipite afin de vérifier si vous êtes capable de la réaliser (et d’en gagner les frais liés à la validation de cette transaction).

Le comptable qui réussit la vérification, informe les autres comptables en y joignant un justificatif technique de sa vérification. Les autres comptables comparent le justificatif avec les leurs non aboutis et comme ils tombent sur la même réponse, ils procèdent à la validation de l’opération.
Le grand livre de compte se met alors à jour sur toutes les copies détenues par l’ensemble des comptables du réseau.

Sans vulgarisation:
L’utilisateur du réseau appelé un nœud, envoie une transaction dans un nouveau bloc (sur la blockchain bitcoin, le bloc recense l’ensemble des transactions des 10 dernières minutes).

Afin de valider la transaction et de rajouter un bloc à une chaîne de blocs (blockchain), les participants, appelés des mineurs, calculent un algorithme pour en déterminer la réponse via le protocole « Proof of work » (= preuve de travail).

Ces algorithmes sont en quelques sortes des casses-têtes cryptographiques qui nécessitent beaucoup de puissance de calcul GPU (se mesure en hash/sec) afin d’en décrypter la solution.
Le premier parvenant à résoudre le casse tête cryptographique enverra le résultat à l’ensemble des mineurs qui vérifieront la véracité du résultat à leur tour afin de confirmer la transaction du nœud dans le bloc.

Le mineur reçoit alors une récompense dans la monnaie du réseau car il vient d’ajouter un nouveau bloc et donc, il vient de contribuer au réseau en le sécurisant grâce à la puissance de sa machine.

Analysons le livre le plus connu, celui du Bitcoin:

Blockchain Bitcoin

Pour l’illustrer avec un cas pratique, je vous propose que nous regardons ensemble directement l’explorateur Bitcoin. https://www.blockchain.com/fr/explorer

Lorsque vous arriver sur le site, celui-ci se divise en 2 volets, le volet de gauche composé du menu et le volet de droite qui apporte le détail.

Les blocs

Je sélectionne la catégorie blocs et je vois apparaître sur la partie droite l’ensemble des dernières transactions confirmées par les nœuds. Je vois notamment les informations suivantes de gauche à droite:

  • Le numéro du bloc.
  • Le hachage.
  • L’heure à laquelle le bloc a été complété par le nœud (=miné).
  • Le nom du mineur ou regroupement de mineurs (appelé une Pool).
  • La taille du bloc miné en bytes.

À noter: Le 600.000 ème block a été miné le 19 octobre 2019 libérant le 18.000.000 ème Bitcoin en circulation !
-> Il faudra environ 2,5 ans pour atteindre les 19.000.000 de BTC en circulation
-> Il faudra 4 autres années pour atteindre 20.000.000 de BTC en circulation .
-> Il faudra plus de 100 ans pour atteindre la limite des 21.000.000 de BTC en circulation.

Les transactions

Transactions Bitcoin

Nous retrouverons ici les transactions en attente d’ajout dans les blocs. C’est à dire, les transactions émises par les utilisateurs du réseau bitcoin en attente de résolution du « casse-tête cryptographique« .

On y retrouve, le hachage, l’heure à laquelle la transaction a été émise, le montant concerné en BTC et son équivalence en USD suivant le cours au moment de la lecture.

À noter: La scalabilité du Bitcoin (capacité à maintenir son bon fonctionnement en présence d’une forte croissance d’opérations) est de l’ordre de 7 transactions par seconde (dans le jargon: 7 tx/sec) à l’heure actuelle, ce qui soulève beaucoup de questions sur l’avenir du réseau Bitcoin dans la sphère cryptographiques.

Les frais moyens

Cette catégorie représente la courbe avec en ordonnées les coûts d’une transaction en BTC et en absysses le temps. Cette courbe varie en fonction de l’utilisation du réseau. Si celui-ci est très engorgé soit le temps, soit le prix, voir les deux augmenteront de manière significative.

Les frais de transactions sont un montant complémentaire à la récompense des blocs minés octroyés aux mineurs sécurisant le réseau (contre leur énergie fournie, vous l’aurez compris).
C’est le cas s’étant produit sur le réseau Ethereum avec l’arrivée de la Dapps CryptoKitties (je vous expliquerai ces termes dans des articles dédiés prochainement !)

À noter: À terme, lorsque l’ensemble des blocs seront minés, les frais de transactions deviendront leur unique récompense.

Difficultés de minage et puissance de calcul bitcoin

Comme vous pouvez le constater sur les 2 graphiques ci-dessous, les deux sont liés.

Puissance de calcul Bitcoin
Difficulté de minage Bitcoin

La difficulté de minage est une mesure relative à la charge de travail nécessaire pour trouver un nouveau bloc. La difficulté est ajustée périodiquement en fonction de la puissance de hachage déployée par le réseau de mineurs.
Le Hash rate est la puissance de calcul mesuré en Terra Hash par seconde (TH/sec) alloué à la sécurisation du réseau Bitcoin par l’ensemble des mineurs.

À noter: Le prix du Bitcoin impacte la difficulté également, c’est qu’on appelle le seuil de rentabilité du minage. Si le Bitcoin chute de 50% de son prix, afin de ne pas faire fuir les mineurs qui travaillent à perte et de conserver la sécurité du réseau, la difficultés s’ajustera à la baisse mais dans de moindre proportion.

Fonctionnement technique de la blockchain

Blockchain définition et explication

Pour participer à un réseau déployé sous la technologie blockchain, nous l’avons vu dans notre exemple imagé plus haut, les participants doivent télécharger une copie complète de la blockchain à date.
Le client authentique de la blockchain Bitcoin s’appelle Bitcoin Core, il est disponible pour Windows, Mac et Linux.
À titre informatif, en octobre 2019, il faut un espace disponible de 160GB environ pour télécharger la blockchain complète du Bitcoin.

Les individus qui participent au maintien de la blockchain sont appelés les « mineurs« . Ils ne travaillent pas dans les mines mais dans les nœuds (ils peuvent contribuer sur un ou plusieurs nœuds). Un peu plus de 9400 nœuds sont comptés fin 2019 selon Bitnodes, site développé pour estimer la taille du réseau Bitcoin en retrouvant tous les nœuds accessibles dans le réseau.

Comme l’explique très bien le site web spécialisé crypto-monnaies Cryptoast, dans une blockchain publique, tous les nœuds ont les mêmes droits, cela permet une meilleure sécurité et une meilleure transparence du réseau.
Pour corrompre le réseau il faudrait que plus de la moitié des participants au réseau (des nœuds) soient “corrompus”. On appellerait cela une attaque à 51%.

Des modifications de la blockchain sont possibles. Il faut qu’un consensus soit établi, c’est-à-dire que plus de la moitié des nœuds soient d’accords pour réaliser ces modifications. Lorsque le consensus est mis en place, de nouvelles données sont ajoutées à la blockchain.

Il est probable que ces consensus génèrent des fork. Cela a déjà été le cas entre Ethereum (ETH) et Ethereum Classic (ETC) lors de l’affaire The DAO (que j’ai personnellement vécue, le sentiment à cette époque était chaotique).

Le hachage

Le hachage dans la blockchain

Afin de sécuriser les données dans une blockchain, des fonctions dites « de hachage » sont utilisées. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F constituent l’ensemble des nombres hexadécimaux en base 16 disponibles pour utiliser ces fonctions.

En résumé le hash permet d’intégrer beaucoup de données dans la blockchain avec un format qui restera toujours identique.

Ainsi, le Bitcoin utilise l’algorithme SHA-256, alors que l’Ethereum utilise SHA-3 appellé aussi algorithme Keccak.

Les hashs de Bitcoin ont la forme suivante:

78a792a7039d899a910c99bb62d

Les hashs d’Ethereum ont cette forme:

0xe037f3bdb3b8f6ae4fbb26

Dans le jargon crypto, « hacher une transaction » c’est la valider, c’est l’ajouter et la sécuriser dans le réseau blockchain.
On pourrait comparer cette action à celle d’un notaire qui s’occupe de valider une acquisition de propriété. Il l’ajoutera au bureau des greffes et la sécurisera en conservant l’acte original dans ses archives.
Le Proof of Work (PoW) et le Proof of Stake (PoS) sont les 2 méthodes les plus rependues. En français, il s’agit de la preuve de travail et de la preuve d’enjeux que je vous expliquerai dans un article dédié.

Est-ce que la blockchain est innovante ?

Au début de cet article « blockchain définition et explication », nous avons aborder principalement l’aspect informatique et technologique de cette innovation. On ressort de la dimension technique pour entrer dans notre dimension réelle.

La réponse courte à cette question est oui.
Répondons à présent Pourquoi est-elle innovante?

Car la technologie apporte un regard nouveau sur les moyens d’échanges.
En effet, avant que la blockchain arrive, il était impossible de transférer de la valeur sur internet sans passer par des intermédiaires (middlemen) telles que nos banques actuellement ou tout autres prestataires de service.
Afin de mettre en contraste prenons 2 cas concrets simples:

  • Vous envoyez de l’argent à un proche. (En €, $, ¥ )
  • Vous envoyé Ninja, notre mascotte, stockée pour le moment sur un serveur AWS.

Lorsque vous transférez votre argent par virement à un proche, vous émettez une demande d’opération à votre banque via son réseau interbancaire.
Votre banque validera l’opération si votre compte est suffisant en procédant par une série de vérification afin d’envoyer l’information dans le réseau interbancaire. Lorsque ces vérifications sont faites, votre compte est alors débité pour créditer le compte de votre proche. C’est un transfert de valeur réel régit par des intermédiaires: les banques et la juridiction qui entour ce secteur.

Si vous souhaitez envoyer notre mascotte Ninja au même proche, vous allez certainement réalisé un clique droit sur l’image ci-dessus, la télécharger et ensuite lui envoyer. Lors de l’envoie, Ninja ne s’est pas effacé de votre ordinateur ou smartphone, c’est bien une copie qui est envoyée.
Ninja est bien dupliqué, ce n’est pas un transfert de valeur.

En conclusion de ce paragraphe, cette technologie permet d’envoyer de l’argent ou tout autres actifs immatériels comme des brevets, des licences ou des titres de propriétés dans un réseau gré à gré (type peer to peer). Le tout, sans intermédiaires et de manière sécurisée.

Les métiers impactés par cette révolution technologique

Vous comprendrez que c’est une révolution qui touche énormément la bureaucratie actuelle. Je note que 4 grands secteurs sont touchés et remis en cause de bout en bout:

  • Le secteur notarial
  • Le domaine du transport
  • L’univers de la grande distribution
  • Le réseau bancaire

Prenons le premier et regardons ensemble ce qui change vraiment si la blockchain Ethereum (spécialisé dans les contrats intelligents) s’en mêle par rapport aux démarches traditionnelles d’achat d’un bien immobilier.

Porcessus d’achat d’une maison sous le réseau Blockchain

Dans le premier cas, Alice et le vendeur Bob, doivent passer par un ou plusieurs intermédiaires afin d’officialiser la transaction et générer les documents.
Nous le savons tous, passer chez le notaire… ça coûte cher !

Dans le second, ce sont des contrats intelligents qui font le boulot.
Ces petits programmes développés sur le réseau Ethereum sont conçus pour répondre à une situation selon des conditions. Ils permettent d’éviter les tâches répétitives.
Que vous achetiez une maison à 100.000€ ou 1.000.000€ l’acte réalisé reste identique, seuls les caractéristiques du bien changent.

Les contrats intelligents permettent d’officialiser un accord entre deux ou plusieurs personnes directement retranscrit en code informatique et intégré dans une blockchain sécurisée.
Ce qui permet de garantir l’authenticité de l’information, les règles et conditions à respecter mais pas que ! Le contrat intelligent est capable d’appliquer une sanction selon des conditions. Par exemple, si une action par l’une des parties n’est pas respectée !

Un autre exemple dans le domaine du transport cette-fois avec la solution nommée CargoX développée sur la blockchain Ethereum.
Cette solution propose une dématérialisation complète de tous les documents dans le secteur du transport maritime.

Transformation de la gestion des lettres de transport dans le secteur maritime grâce à la blockchain

Ils fournissent une solution intelligente pour remplacer, automatiser et sécuriser les lettres de transport (Bill of Lading: B/L) dans les différentes étapes et opérateurs du secteur maritime.

Explication en vidéo

Pour clôturer cet article, je vous propose un résumé avec cette vidéo de 7min très bien illustrée:

J’espère que ces explications vous ont apportées davantage de compréhension autour du mot blockchain !
N’hésitez pas à utiliser notre hashtag #blockchain pour découvrir les différents articles sur culturegeek.ninja en lien avec ce domaine.

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