Qu’est-ce que la blockchain ?

La technologie blockchain peut sembler compliquée de prime abord. Heureusement, comprendre ses principales fonctionnalités vous permettra de devenir un(e) pro du Web3 en un clin d’œil. Vous pensez peut-être que toutes les blockchains sont aussi sécurisées que Bitcoin, ou bien que toutes sont aussi performantes qu’Ethereum. En réalité, les réseaux de blockchain présentent d’énormes différences. Qu’il s’agisse de leur gouvernance, de la façon dont de nouvelles cryptos sont émises, ou même des personnes autorisées à rejoindre le réseau, chaque blockchain peut avoir des fonctionnalités différentes, qui modifient leur fonctionnement global.

Certaines blockchains sont meilleures que d’autres pour certains cas d’utilisation, mais elles ont toutes leurs forces et leurs faiblesses. Dans cet article de la Ledger Academy, vous trouverez tout ce que vous devez savoir sur la blockchain, son fonctionnement, les différents types de blockchains, et leur utilité.

Mais avant de plonger dans les détails techniques, commençons par le B.A-BA.

Qu’est-ce qu’une blockchain ?

En termes simples, une blockchain est un grand registre numérique distribué et immuable. Il enregistre des transactions et suit les mouvements d’actifs numériques sur son réseau. À l’origine, les blockchains étaient utilisées pour suivre les actifs financiers. Mais aujourd’hui, il existe un nombre croissant de cas d’utilisation, car la blockchain est un excellent moyen de stocker de la valeur. Les blockchains présentent certaines caractéristiques clés qui ouvrent un nouveau monde de possibilités : le « Web3 ». Mais quelles sont ces caractéristiques clés ?

Caractéristiques clés d’un réseau de blockchain

Les blockchains présentent de nombreuses caractéristiques intéressantes. Cependant, elles reposent toutes sur ces deux piliers principaux : une technologie de registre distribué, et des enregistrements immuables.

Technologie de registre distribué

Au lieu d’héberger ses informations sur un seul serveur centralisé, une blockchain distribue son registre à chaque ordinateur de son système. Ces ordinateurs sont appelés des nœuds. Ils sont responsables du stockage, du partage et de l’enregistrement des informations, ainsi que du transfert des actifs numériques. C’est sur cette base que repose la technologie de « registre distribué », et c’est le seul moyen pour les blockchains de stocker des informations de façon sécurisée.

Enregistrements immuables

La blockchain dispose également d’un moyen unique de stocker ces informations : les blocs. En effet, les nouvelles informations sont placées dans des blocs. Ces derniers sont ajoutés à une chaîne et distribués sur tout le réseau, d’où le nom de « blockchain » (littéralement « chaîne de blocs »). C’est cette structure de données spécifique qui fait en sorte qu’il est impossible de modifier les informations une fois qu’elles sont incluses dans la blockchain. Ces caractéristiques rendent les blockchains pratiquement impossibles à pirater.

À quoi servent les blockchains ?

Vous vous demandez peut-être pourquoi tout cela constitue une petite révolution… Après tout, nous effectuons déjà des transactions numériques tous les jours. Cependant, l’envoi d’argent par voie numérique est très différent de l’envoi d’informations, telles qu’un email ou une photo.

Pour qu’une monnaie ait de la valeur, la masse monétaire doit être plafonnée. Pour qu’une transaction numérique réussisse, il faut que le bénéficiaire reçoive de la valeur, et que la même valeur disparaisse du compte de l’émetteur. Dans le cas contraire, on parle de double dépense.

Bien que vous n’ayez peut-être jamais entendu cette expression, il s’agit de l’élément central de l’ensemble de notre système financier et de notre dépendance envers les banques. La technologie blockchain résout le problème de la double dépense, sans avoir recours à une entité centralisée pour vérifier les transactions. Il est ainsi possible d’effectuer à grande échelle des échanges de valeur transparents, sécurisés et anonymes de pair à pair. Qu’est-ce que cela signifie concrètement ?

En termes simples, résoudre le problème de la double dépense signifie que grâce aux blockchains, vous pouvez échanger de la valeur avec une personne en ayant la certitude que vos actifs passeront de vous à cette personne. Il faut surtout qu’une blockchain puisse rendre cela possible sans créer de nouveaux actifs dans le système en empêchant les participants de les dépenser deux fois.

Types de blockchain

Il existe plusieurs façons de construire un réseau blockchain, et il y a sûrement un peu plus à faire que vous ne le pensiez. Lorsque l’on parle de blockchain, la plupart des gens pensent à des blockchains décentralisées, à l’instar de Bitcoin. Pourtant, les blockchains peuvent également être utilisées pour développer des systèmes centralisés.

Le fait que les blockchains permettent le transfert de pair à pair et décentralisé de valeurs ne signifie pas que toutes les blockchains fonctionnent de cette manière. Les blockchains peuvent être publiques, privées, permissionnées, ou construites par un consortium. Certaines sont même une combinaison de plusieurs de ces types.

Voyons donc en quoi ces différents types de réseaux de blockchain se distinguent et à quoi ils servent.

Blockchains privées, blockchains permissionnées et blockchains de consortium

Une blockchain permissionnée est gérée par une seule entité, telle qu’un gouvernement ou une entreprise. Cette entité centrale peut limiter l’accès au système et choisir les personnes autorisées à exécuter un nœud. De plus, les personnes ou entités qui gèrent les nœuds ont beaucoup de pouvoir et peuvent l’utiliser à mauvais escient.

Ensuite, il y a les blockchains privées. Comme leur nom l’indique, ces blockchains sont également permissionnées. Mais elles sont un peu plus restrictives. Les blockchains privées ne se contentent pas de limiter qui peut exécuter un nœud, elles limitent également qui peut accéder au système. C’est là un système entièrement centralisé, qui permet aux entités de protéger les identités et les données des utilisateurs. C’est pourquoi ces systèmes sont le choix préféré des gouvernements ou des groupes commerciaux, qui souhaitent garder le contrôle sur le système et sur ses données.

Hyperledger est un bon exemple de blockchain privée. Cette dernière utilise un système privé pour garder les données de ses utilisateurs (par exemple, des informations de livraison) à l’abri des regards indiscrets. Dans ce cas précis, une blockchain transparente présenterait un risque pour la vie privée.

Enfin, vous avez les blockchains de consortium. Ce sont également des blockchains permissionnées, mais elles sont gérées par un groupe d’organisations, et non par une seule entité. Cette formule est très prisée par les systèmes financiers qui souhaitent créer un réseau. Ces blockchains peuvent traiter les transactions rapidement, car elles vérifient les changements à l’aide d’un système de vote.

Cependant, toutes ces options sont très centralisées. Elles présentent donc un point de défaillance unique, ce qui n’est pas la meilleure solution en matière de sécurité.

Blockchains libres et blockchains publiques

À l’inverse, une blockchain libre permet à n’importe qui d’exécuter un nœud sur le réseau. Dans ce système, les participants sont généralement plus nombreux et peuvent se trouver n’importe où dans le monde.

Ces blockchains sont donc plus lentes que les blockchains privées et permissionnées. Toutefois, plus le système est vaste, plus il est facile de lutter contre les participants mal intentionnés. Ainsi, la nature décentralisée d’une blockchain libre la rend beaucoup plus sécurisée que les blockchains privées.

Il existe aussi des blockchains publiques. Comme leur nom l’indique, elles sont libres. Non seulement elles permettent à tout le monde de rejoindre le réseau, mais elles traitent tous les nœuds sur le même pied d’égalité. De plus, toutes les données du réseau sont facilement accessibles à tous les participants. Les blockchains publiques sont idéales pour les cryptomonnaies, car elles sont transparentes, sécurisées et auditables. Le réseau Bitcoin est un bon exemple de blockchain publique.

Fonctionnement d’une blockchain

Comme expliqué plus haut, un réseau de blockchain stocke des données sur tous les ordinateurs participant au réseau, également appelés « nœuds ». Les nœuds crypto contribuent à sécuriser le réseau, car ils prennent part au processus de validation des transactions. Chacun de ces nœuds stocke les informations dans des blocs. Chacun de ces blocs est ensuite organisé en chaîne. Chaque fois que le réseau traite une transaction, la chaîne s’allonge.

Cependant, les nœuds ne stockent pas les informations dans un format qu’un être humain peut lire. Ils utilisent plutôt une empreinte numérique cryptographique (le « hash »). Pour protéger les informations sensibles contenues dans une transaction, le nœud convertit les informations en une chaîne de chiffres et de lettres, qu’il stocke ensuite dans chaque bloc.

Cette empreinte numérique cryptographique comprend non seulement les informations du bloc auquel elle correspond, mais aussi celles du bloc précédent de la chaîne. Cela signifie que si quelqu’un modifie un bloc, il va également modifier son empreinte et, par conséquent, tous les blocs suivants de la chaîne. Toute modification éventuelle est donc très visible pour l’ensemble du réseau. C’est pourquoi le système est sécurisé. Plus une transaction est ancienne dans l’historique d’une blockchain, plus il est difficile d’en modifier les données. Cette capacité fait des blockchains une solution unique pour stocker des données précieuses. Pour en savoir plus, lisez notre article complet sur les transactions sur la blockchain, les nœuds et leur fonctionnement.

Vous comprenez maintenant comment une blockchain stocke ses informations.

Et vous vous demandez peut-être : « qu’est-ce qui empêche de mentir sur l’état du réseau pour son propre intérêt, en exécutant un simple nœud ? ».

Eh bien, tout cela dépend du type de blockchain et de son mécanisme de consensus.

Comment les blockchains sont-elles sécurisées ?

Pour les blockchains permissionnées et privées, l’entité qui les contrôle organise généralement un vote. En revanche, les blockchains publiques, telles que Bitcoin ou Ethereum, ont trouvé une méthode pour rester sécurisées de manière plus décentralisée : un mécanisme de consensus.

Qu’est-ce qu’un mécanisme de consensus ?

C’est l’aspect le plus ingénieux de la blockchain publique : des millions de nœuds sont dispersés sur la planète, et la majorité d’entre eux doivent vérifier chaque nouvelle transaction avant que celle-ci ne soit ajoutée à la blockchain. Une fois le bloc ajouté, chaque nœud de la blockchain doit parvenir au même état. On parle alors de consensus.

Puisque la gestion du registre de la blockchain est distribuée à une telle échelle, il est impossible pour une seule entité de prendre le contrôle du réseau ou de valider de fausses informations. Cela permet donc de sécuriser l’ensemble du réseau. Cependant, la manière dont ces nœuds traitent les transactions varie légèrement en fonction du mécanisme de consensus utilisé par la blockchain. De plus, chaque méthode présente ses propres avantages et inconvénients.

Pour bien comprendre ces différences, lisez l’article de Ledger Academy sur les mécanismes de consensus.

Différents mécanismes de consensus

Les blockchains publiques utilisent essentiellement deux types de mécanismes de consensus : la preuve de travail et la preuve d’enjeu. Il existe toutefois d’autres méthodes de consensus plus centralisées et moins utilisées.

La preuve de travail (Proof of Work, PoW) : il s’agit d’un mécanisme de consensus lent et sécurisé. Dans ce système, des mineurs créent de nouvelles cryptos et traitent les transactions en résolvant des énigmes complexes qui nécessitent une grande puissance de calcul. Cela permet de sécuriser le réseau, car il serait inutile que les mineurs essaient de tricher : le coût lié à la consommation d’une telle quantité d’énergie est tout simplement trop élevé pour que cela en vaille la peine. Le réseau Bitcoin est un bon exemple de blockchain de preuve de travail.

La preuve d’enjeu (Proof of Stake, PoS) : il s’agit d’un mécanisme de consensus plus rapide et moins énergivore. Il fait appel à des validateurs pour traiter les transactions. Au lieu d’utiliser leur puissance de calcul pour prouver leur fiabilité, les validateurs d’une blockchain de preuve d’enjeu immobilisent d’importants montants de cryptos en guise de garantie. Pour en savoir plus, lisez notre article consacré au staking de cryptos. En résumé, les validateurs sont incités à respecter les règles du réseau. Ils sont récompensés lorsqu’ils le font et sont punis dans le cas contraire. Le réseau Ethereum est un bon exemple de blockchain utilisant ce mécanisme.

La blockchain : pourquoi un tel engouement ?

Même si la technologie blockchain est directement liée aux cryptomonnaies, elle ne se résume pas à cela. Les blockchains ne se limitent pas aux cryptos et à la finance. Ces réseaux se prêtent également à d’autres utilisations innovantes.

Par exemple, certains réseaux de blockchain sont capables d’exécuter des contrats intelligents, qui fonctionnent comme des programmes informatiques pour la blockchain. Sans trop entrer dans les détails techniques, les contrats intelligents sont à l’origine d’une véritable révolution.

Ces programmes informatiques permettent de créer des applications blockchain ayant une grande variété de cas d’utilisation.

Citons par exemple les applications de la finance décentralisée, qui permettent de prêter et d’emprunter sans entité centralisée. De plus, les jeux blockchain et l’art blockchain, sous la forme de tokens non fongibles (NFT), ont également vus le jour. Ces programmes ont aussi permis de créer des plateformes de métavers décentralisées, telles que The Sandbox et Decentraland.

D’autre part, la technologie blockchain a même le pouvoir de changer les modes de gouvernance. En effet, les tokens et les coins permettent de créer des systèmes de vote décentralisés complexes sous la forme d’organisations autonomes décentralisées (ou DAO).

Au fur et à mesure que l’innovation dans le secteur du Web3 se développe, le potentiel pour un nombre croissant de cas d’utilisation augmente avec lui. En d’autres termes, la technologie blockchain est appelée à perdurer, et l’avenir s’annonce riche en innovations.