Introduction, comprendre la Blockchain

La blockchain est à la confiance ce que l’internet a été à la communication

Le Nouvel Economiste.fr

Définitions

La Blockchain est vue différemment selon qui nous sommes.

TECHNIQUE

JURIDIQUE

BUSINESS

La Blockchain est une base de données transactionnelle sécurisée, distribuée, décentralisée et sans organe central de contrôle.

La blockchain valide des transactions, elle remplace l’entité de confiance.

Un réseau d’échange de transactions, de valeur, d’actifs auditables entre des confrères sans l’assistance d’un intermédiaire.

Rentrons plus en détails dans la définition technique.
Pour cela, revenons sur chacun des mots.

BASE DE DONNÉES

TRANSACTIONNELLE

Auditable

Les données sont sous un format de transaction entre 2 interlocuteurs

Une transaction est composée de transactions

SÉCURISÉE

Cryptographie avancée

Théorie des jeux

Pas de single point of failure

DISTRIBUÉE

Intégrité

Tous les participants du réseau Peer To Peer ont une copie

DÉCENTRALISÉE

Transparence

Chaque block possède un Hash du block précédent

Tout le monde possède les mêmes droits

SANS ORGANE CENTRAL

Confiance

Suppression des tiers de confiance

La Blockchain est une base de données transactionnelle, la donnée de base stockée est une transaction.
La Blockchain est sécurisée by design grâce à des outils de cryptographie, elle utilise la théorie des jeux dans la résolution de problème et elle ne possède pas de point de défaillance unique.

Une copie de la Blockchain est distribuée à un ensemble de participants.
La Blockchain fonctionne sur un réseau P2P, tout le monde est Client et Serveur.
La gestion de la Blockchain est effectuée par la communauté, donc il n’y a pas d’organe central de contrôle.

La création de la Blockchain

Le 31 Octobre 2008, Satoshi Nakamoto publie « Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System » sur le blog de cryptographie Metzdown.com. Cet article résout quelques problèmes :

Le problème de double dépense dans un réseau P2P
Pas de tiers de confiance
Les participants peuvent être anonymes
L’apport de monnaie s’effectue lors d’une validation, exemple Proof-Of-Work

Satoshi Nakamoto échange des mails du mois d’Octobre au 9 Janvier 2009 avec la liste de diffusion du blog Metzdown.com afin d’améliorer la première implémentation du code Bitcoin. Le 9 Janvier 2009, le code du Bitcoin est publié.

Qui est Satoshi Nakamoto ?

Satoshi Nakamoto est un pseudonyme. On possède peu d’information le concernant.

Il est probablement Japonais
Il possède 1 million de BTC

Dorian Prentice Satoshi Nakamoto, un développeur de logiciels, est présenté comme Satoshi Nakamoto par le média Newsweek dans un article de mars 2014. Avec un tel nom, difficile d’échapper aux questions. La nouvelle provoque un mini séisme dans le milieu des crypto-monnaies. La communauté crypto est à l’époque consternée par ce procédé, elle soutient d’ailleurs fortement Dorian Nakamoto, et met en place un fonds pour lui permettre de collecter 67 BTC.

Bitcoin VS Blockchain

Le Bitcoin est une implémentation de la Blockchain, c’est un cas d’utilisation financier.

Le Bitcoin est une manière d’utiliser la Blockchain. Comme l’argent ou le papier journal sont des utilisations du papier.

Un système financier décentralisé et distribué.

Il y a 1500 ans, il était une fois l’île de Yap…

Afin de vous vulgariser la Blockchain, voici une vidéo :

Contexte: Un système financier non centralisé avec une monnaie non transportable

Merci d'accepter le cookie suivant pour pouvoir visionner cette vidéo : statistiques

La base de donnée distribuée et décentralisée

Comparons ici une base de données classique et une Blockchain :

Actions possibles sur la Blockchain

A la différence d’une BDD classique où les actions sont Create-Read-Update-Delete, il y a deux actions possibles sur la Blockchain :

En conséquence les autres actions sont prohibées

Les types de données

La Blockchain possède 2 types de données

Donnée transaction

Composée de transactions
Possède un destinataire et un expéditeur
Peut être associée à une valeur (Bitcoin) ou un binaire (un hash)

Donnée logique

Nommée Smart Contract
Se déclenche sous certaines préconditions
Effectue des actions sur la Blockchain
Langage de développement spécifique pour chaque Blockchain

Les Smart Contracts

Afin de faciliter la compréhension de ce qu’est un Smart Contract, voici un exemple :

1. Déploiement du Smart Contract sur la Blockchain

2. Un utilisateur souscrit une assurance retard lors de la réservation de son vol

3. Le vol a un retard

4. Le Smart contract déclenche l’indemnisation de l’utilisateur

Acteurs de la validation de donnée

BLOCKCHAIN PRIVÉ

BLOCKCHAIN DE CONSORTIUM

BLOCKCHAIN PUBLIC

Une entité possède la Blockchain

Stockée sur des servers interne

B2C

Acteurs connus

Besoin d’authentification

Un groupe d’entité possède la Blockchain

Chaque entité stocke la Blockchain

B2C – B2B

Acteurs connus

Besoin d’authentification

La Blockchain est en ligne

Personne ne la possède

N’importe qui peut stocker la Blockchain

C2C

Acteurs inconnus

Validation de la donnée

A chaque validation, seul un acteur est autorisé à valider la donnée. Pour déterminer cet acteur il existe deux procédés, le vote et la compétition.

Le type de validation dépend également de l’architecture de la Blockchain (privé, public, consortium).

L’algorithme utilisé afin de valider la donnée se nomme consensus.

Le consensus

Voici un tableau de quelques algorithmes de validation de donnée :

Consensus

Type

Principe

Blockchain

Avantages

Inconvénients

Proof of Stake (PoS)

Compétition

Vote basé sur le rapport solde/quantité de monnaie sur le réseau

Public, consortium ou privé

Haute scalabilité
Peu polluant

Pas vraiment décentralisé

Proof of Work (PoW)

Vote

Compétition pour trouver un Hash aléatoire en premier

Public, consortium ou privé

Rend le réseau très difficile à attaquer
Consensus décentralisé

Très énergivore
Basse scabilité

Proof of Authority (PoA)

Vote

Vote entre des nœuds de confiance. Les nœuds qui valident sont appelés valideurs. Les valideurs sont définis en amont

Consortium ou privé

Pas d’attaque externe possible car les valideurs sont connus
Transaction rapide, Bloc 5min
Peu polluant

Pas vraiment décentralisé car valideurs internes
Si le valideur est compromis, danger

Proof of Elapsed Time (PoET)

Vote

Chaque participant dans le réseau reçoit une quantité de temps aléatoire à attendre. Le premier participant qui a son temps à 0 valide le Bloc

Consortium ou privé

Hautement scalable
Peu polluant

Très dépendant au techno Intel, même si l’algorithme est open source

Les consensus de type compétition sont plus sécurisées que ceux de type vote. Pour le moment les Blockchain de type public utilisent principalement des consensus de type compétition. Le consensus le plus utilisé est le Poof-Of-Work (PoW).

Proof Of Work

Voici en exemple l’implémentatoin du Proof-of-Work par la Blockchain Bitcoin

1. Récupération du nouveau lot de transactions & le header du bloc précédent

2. Calcul du Hash (lot transaction + header + Nonce)

3. La valeur du Hash est-elle inférieure à la valeur du « difficulty target » ?

4. Oui – c’est votre bloc qui est ajouté à la Blockchain, vous êtes récompensé avec 6,25 BTC

5. Non – y a-t-il un autre mineur qui a réussi ?

6. Oui – son bloc est ajouté

7. Non – on incrémente la valeur du Nonce et recalcule le Hash (lot transaction + header + Nonce) et on recommence tant qu’aucun bloc n’est validé

Ce qu’il faut retenir

La Blockchain est une base de données décentralisée et distribuée
Le process de validation de donnée sur la Blockchain se nomme consensus
Il existe plusieurs algorithmes de consensus
Il y a une donnée logique stockée sur la Blockchain, les Smarts Contracts

Un Smart Contract se déclenche lors de certaines préconditions et il exécute une action sur la Blockchain
Seules deux actions sont possibles : la lecture et l’écriture
Le Bitcoin est une implémentation de la Blockchain, comme le billet est une implémentation du papier