Comment fonctionne la technologie blockchain ?

Une blockchain est un registre numérique décentralisé qui sécurise les données grâce à des techniques cryptographiques. Les transactions sont validées par des mineurs qui utilisent des algorithmes de hachage pour extraire des blocs ajoutés à la chaîne. La blockchain la plus longue est considérée comme la plus fiable et la plus sécurisée. La technologie blockchain a divers cas d'utilisation au-delà des cryptomonnaies et est explorée dans différents secteurs.

Notions de base

La technologie de registre numérique décentralisé appelée blockchain est essentiellement une liste d'enregistrements de données. La cryptographie protège les données, qui sont organisées en blocs dans un ordre chronologique.

Au début des années 1990, Stuart Haber et W. Scott Stornetta ont créé le premier modèle de blockchain pour protéger les documents numériques contre la falsification en utilisant des techniques cryptographiques. Cela a inspiré d'autres informaticiens et passionnés de cryptographie. Finalement, Bitcoin, la première cryptomonnaie, a été créé.

Bien que plus ancienne que les cryptomonnaies, la technologie blockchain n'a été véritablement reconnue qu'après l'apparition de Bitcoin en 2008. Progressivement, l'intérêt pour la blockchain a augmenté et les cryptomonnaies ont gagné en reconnaissance.

Si la technologie blockchain est généralement utilisée pour enregistrer les transactions en cryptomonnaies, elle convient également à d'autres formes de données numériques et présente de nombreux cas d'usage. Le réseau blockchain le plus vaste et le plus sécurisé est Bitcoin, conçu avec un équilibre entre théorie des jeux et cryptographie.

Comment fonctionne la blockchain ?

Une blockchain est essentiellement une chaîne stable de blocs, chaque bloc contenant une liste de transactions confirmées. Le réseau blockchain est maintenu par de nombreux ordinateurs répartis dans le monde, formant une base de données ou un registre décentralisé. Chaque nœud conserve une copie des données de la blockchain et interagit avec les autres pour garantir la cohérence.

Transactions et minage

Ce réseau pair-à-pair mondial facilite les transactions sur la blockchain et fait de Bitcoin une monnaie numérique décentralisée, résistante à la censure et sans frontières géographiques. De plus, les systèmes blockchain sont souvent qualifiés de "trustless" car ils ne nécessitent aucune forme de confiance préalable. Bitcoin n'est pas contrôlé par une autorité unique.

Le minage est un aspect central de Bitcoin et de nombreuses autres blockchains, mais toutes les blockchains ne reposent pas autant sur des algorithmes de hachage pour leur processus de minage. Bitcoin utilise spécifiquement l'algorithme SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 bits). Cet algorithme prend en entrée une donnée de longueur quelconque et produit une sortie de longueur fixe. La sortie est appelée un "hash" et se compose de 64 caractères (256 bits).

Exécution d'une transaction sur la blockchain

Pour mieux comprendre le fonctionnement d'une blockchain, prenons un exemple simple impliquant deux personnes, Emily et Jack, et leurs soldes en cryptomonnaie. Supposons qu'Emily doive 3 bitcoins à Jack.

Pour exécuter la transaction, Emily initie un message qui est diffusé à tous les mineurs du réseau. Le message contient l'adresse de Jack et le montant de bitcoins qu'Emily souhaite transférer. De plus, Emily joint une signature numérique et sa clé publique, que les mineurs valident pour confirmer sa propriété des jetons.

Le minage du bloc

Le processus de minage commence une fois que les mineurs ont vérifié la validité d'une transaction. Lorsqu'une transaction est confirmée, elle est ajoutée à un bloc avec de nombreuses autres transactions. Les mineurs tentent ensuite de miner le bloc en appliquant l'algorithme SHA-256. Pour que la sortie soit considérée comme valide, elle doit commencer par un certain nombre de 0. Le nombre de 0 requis est déterminé par la "difficulté", qui est ajustée en fonction de la puissance de calcul du réseau.

Les mineurs de cryptomonnaies s'efforcent de générer une sortie "hash" commençant par un nombre précis de 0 lors du minage. Pour y parvenir, ils ajoutent ce qu'on appelle un "nonce" au bloc, qu'ils modifient aléatoirement jusqu'à obtenir un "hash" valide. En effet, même une petite modification de l'entrée entraîne une sortie complètement différente.

Validation du bloc

Après avoir réussi à miner le bloc, le mineur partage le bloc nouvellement miné avec les autres mineurs. Ces derniers vérifient alors que le bloc est valide avant de l'ajouter à leur propre copie de la blockchain, complétant ainsi la transaction. Cette étape est cruciale car le "hash" de sortie du bloc précédent doit aussi être inclus dans le bloc courant pour lier tous les blocs entre eux, d'où le terme de "blockchain".

Chaque mineur conserve sa propre copie de la blockchain, et la confiance dans le système se fonde sur la blockchain ayant requis le plus de travail informatique, également appelée la plus longue blockchain. Si un mineur tente de modifier une transaction dans un bloc précédent, le "hash" de sortie de ce bloc changerait, entraînant un effet domino sur tous les "hash" suivants. Pour réussir à tromper le système, le mineur devrait disposer de plus de 50% de la puissance de calcul du réseau, ce qui est peu probable. De telles attaques de réseau sont appelées attaques à 51%.

Proof of Work et Proof of Stake

Le Proof of Work est le modèle informatique utilisé pour produire des blocs dans le minage de cryptomonnaies. Un autre modèle, le Proof of Stake, existe également ; il requiert moins de puissance de calcul, peut supporter davantage d'utilisateurs et consomme moins d'électricité.

Conclusion

La technologie blockchain a révolutionné notre vision des données et des transactions numériques, offrant un réseau sécurisé et décentralisé pour stocker et transférer des informations. Bien que le concept de blockchain ait été introduit au début des années 1990, ce n'est qu'avec la création de Bitcoin en 2008 que la technologie blockchain a commencé à être reconnue du grand public. Aujourd'hui, la technologie blockchain est utilisée dans divers secteurs au-delà des cryptomonnaies, et ses applications potentielles ne font que commencer à être explorées.