Comment fonctionne la blockchain ?

Au cours des dernières années, il est difficile d’échapper au terme « blockchain ». Il y a 10 ans, seuls les personnes férues de technologie cherchaient à savoir ce que c’était ; aujourd’hui, le terme s’est répandu partout, mais malgré cela, la plupart d’entre nous n’en ont encore qu’une idée vague. Découvrons ce qu’est une blockchain et comment elle fonctionne. 

Qu’est-ce que la blockchain ?

Commençons par définir ce qu’elle n’est pas, car la plupart des personnes qui se lancent dans l’univers de la blockchain et de la crypto commettent la même erreur. 

La blockchain n’est pas un langage de programmation, une codification cryptographique, ni un framework de Python ou d’un autre langage. Et surtout, ce n’est pas la même chose que la crypto, même si ces termes sont étroitement liés. 

La blockchain est une toute nouvelle technologie. C’est un type particulier de base de données composée de séries de données immuables horodatées, gérée par un réseau d’ordinateurs plutôt que par une seule entité centralisée. Toutes les informations sont chiffrées cryptographiquement. La blockchain est programmée pour être impossible à pirater. 

La blockchain est souvent décrite comme une technologie de registre distribué, où le registre est compris comme un ensemble d’enregistrements de transactions. Par exemple, l’ordinateur qui enregistre les opérations peut être un registre. L’ensemble de tous les registres est réuni dans un seul réseau et enregistre des transactions qui peuvent être programmées pour suivre pratiquement n’importe quoi. Chaque transaction, depuis la toute première, est enregistrée sur la blockchain pour toujours. 

Aucune donnée sur la blockchain ne peut être contrôlée par une autorité centrale, et toutes les opérations sur le réseau sont visibles par tous les participants du réseau, un peu comme un tableur en ligne modifié par plusieurs personnes en même temps. Mais dans la blockchain, on parle de milliers d’ordinateurs. 

Bien qu’il soit difficile d’affirmer avec certitude qui a créé la blockchain, la première description de cette technologie se trouve dans le livre de Stuart Haber et W. Scott Stornetta, « Journal of Cryptography », publié en 1991. Ils considéraient cette technologie comme un moyen d’horodater des documents numériques afin d’en vérifier l’authenticité.

Qu’est-ce qu’un bloc et comment stocke-t-il les données ?

Contrairement aux bases de données traditionnelles où les données sont stockées dans des colonnes, des tableaux ou des fichiers, toutes les informations sur la blockchain sont organisées en séquences ou lots reliés entre eux appelés blocs. Ensemble, ils forment une chaîne — une ligne continue de blocs. Chaque bloc est essentiellement une page du registre contenant un certain nombre de transactions enregistrées. 

La chaîne de blocs n’appartient pas à un ordinateur central, mais est gérée par les nœuds de la blockchain — des ordinateurs réunis dans un réseau peer-to-peer. 

Chaque bloc a trois composants principaux : 

• Données — peuvent varier selon l’usage spécifique de la blockchain. Elles peuvent contenir des détails sur les transactions (données, montant, destinataire et expéditeur), les produits (dans les chaînes d’approvisionnement) ou, par exemple, les dossiers médicaux. 
• Hash — est une fonction cryptographique qui transforme toutes les données d’entrée en une chaîne de chiffres de longueur fixe. En d’autres termes, c’est une signature numérique unique qui identifie le bloc et son contenu. 
• Hash du bloc précédent — cette partie fait la blockchain ; comme chaque bloc suivant contient le hash du précédent, le réseau devient très sécurisé. 

Comment fonctionne la blockchain ?

Le fonctionnement de la blockchain est un processus en plusieurs étapes.

1. 1. Deux parties décident d’échanger une unité de valeur, et l’une d’elles saisit les données pour initier la transaction.  
2. 2. La transaction est authentifiée par la technologie.  
3. 3. Un nouveau bloc est créé sur la blockchain ; il inclut un ensemble de transactions, dont la transaction en question.
4. 4. Ce bloc est envoyé à chaque nœud du réseau.
5. 5. Les nœuds autorisés vérifient la transaction et, si elle est correcte, l’ajoutent à la blockchain existante. Les nœuds peuvent être appelés soit mineurs (dans les réseaux Proof-of-Work), soit stakers (dans les blockchains Proof-of-Stake). 
6. 6. La transaction est finalisée par la diffusion de la mise à jour à travers le réseau. 

Comment la blockchain est-elle sécurisée ?

La nature du hash dans les réseaux blockchain la rend immuable. Le bloc A pointe vers le bloc B, le bloc B pointe vers le bloc C, et ainsi de suite. Ce système rend impossible la falsification d’un bloc sans modifier toute la chaîne. Si vous modifiez quoi que ce soit dans le bloc, cela affectera le hash du bloc, et le bloc suivant, qui devait pointer vers le précédent, deviendra invalide. 

Mais un simple hachage ne suffirait pas à sécuriser correctement le réseau. Les ordinateurs contemporains sont très rapides et peuvent calculer des milliers de hashes par seconde, donc, en théorie, un malfaiteur peut altérer le hash d’un bloc puis recalculer et modifier les hashes des blocs suivants pour masquer la falsification. 

Mécanismes de consensus 

Pour empêcher ce type de manipulation, chaque blockchain utilise un processus de validation spécifique, appelé mécanisme de consensus. Cela signifie que pour qu’une action se produise sur le réseau, ses utilisateurs doivent parvenir à un accord, ou consensus. 

Les protocoles de consensus les plus courants sont Proof-of-Work et Proof-of-Stake. Dans les deux cas, les nœuds doivent vérifier si le nouveau bloc répond aux exigences du mécanisme d’approbation choisi pour être ajouté à la chaîne. Si les critères sont valides, le bloc devient une partie de la chaîne et les nœuds continuent d’en ajouter d’autres. Si aucun consensus n’est possible, le processus d’ajout de nouveaux blocs s’arrête jusqu’à ce que la cause du problème soit découverte et résolue. 

Il peut arriver que différents nœuds considèrent différents blocs comme valides ; dans ce cas, la chaîne la plus longue sera considérée comme la blockchain principale et la plus courte sera rejetée. 

Le processus ne prend pas longtemps, car tous les calculs sont effectués par les ordinateurs. Par exemple, sur la blockchain Bitcoin, il faut environ 10 minutes pour calculer la preuve et ajouter le bloc. La fréquence de validation rend la manipulation des actifs encore plus difficile. Sur les grands réseaux comme Bitcoin ou Ethereum, qui contiennent des centaines de milliers de blocs, il est presque impossible de manipuler la chaîne.  

La seule façon de falsifier les grandes blockchains serait que plus de 51 % des participants au processus de validation décident de réécrire le registre. Dans ce cas, ils pourront saisir et approuver n’importe quelles données, et faire ce qu’ils veulent avec la transaction, y compris dépenser deux fois les mêmes tokens ou les retirer de la chaîne. 

Conclusion 

La technologie blockchain permet aux gens de créer des systèmes fiables pour enregistrer n’importe quel type de données et retire toute forme d’autorité de ces opérations. Les utilisateurs s’appuient uniquement sur les données et la technologie pour garantir l’authenticité des données. 

Différents types d’institutions sociales à travers le monde commencent à comprendre sa puissance et à adopter la technologie blockchain. Elle est principalement utilisée pour le transfert sécurisé d’informations personnelles par les institutions financières, les gouvernements, la santé et la technologie.