Qu’est-ce qu’une blockchain ? Concepts, principes et technologie

Une blockchain est une base de données décentralisée qui regroupe toutes les informations relatives aux transactions réalisées par les membres de son réseau. Cette technologie repose sur des méthodes de sécurité de l’information cryptographiques. Les données sont stockées sous forme de chaîne de blocs, chacun contenant un certain nombre de transactions. La blockchain fonctionne grâce à de nombreux ordinateurs, appelés nœuds, répartis dans le monde entier. Ils traitent les transactions, créent de nouveaux blocs, les échangent et conservent des copies de la blockchain.

Brève histoire de la technologie blockchain

L’histoire de la blockchain remonte à la fin des années 1970, lorsque le cryptographe américain Ralph Merkle a breveté son invention de l’arbre de hachage, également appelé arbre de Merkle.

L’arbre de Merkle permet d’organiser et de stocker les données de façon sécurisée dans un système de blocs reliés entre eux grâce à la cryptographie par fonction de hachage.

En 1991, Stuart Haber et W. Scott Stornetta publient la première description du concept de blockchain. Ces informaticiens utilisent les arbres de Merkle comme base de leur création, posant ainsi les fondations de l’émergence et du développement de la technologie blockchain telle que nous la connaissons aujourd’hui, du chiffrement cryptographique et de l’industrie Web3. 

Their research aimed to create a database of immutable public data encrypted with cryptography. The technology was even patented (the patent expired in 2004), but it appears to have been too far ahead of its time to receive funding.

Regarding real-world applications, the blockchain story began in earnest in 2008 with Satoshi Nakamoto and the whitepaper for Bitcoin, the world’s first cryptocurrency. Haber and Stornetta are the two most cited experts in the founding document.

Principes de fonctionnement de la blockchain

Qu’elle soit utilisée dans le secteur financier ou ailleurs, une blockchain doit répondre aux critères suivants :

• Décentralisée. Les données ne sont pas stockées sur un serveur central, mais sur de multiples ordinateurs répartis dans le monde entier.
• Transparente. N’importe qui peut consulter les transactions sur la blockchain et suivre le mouvement des coins, même depuis leur création.
• Immuable. Les blocs déjà ajoutés à la blockchain ne peuvent pas être modifiés, supprimés ou déplacés. Seuls de nouveaux blocs peuvent être ajoutés. L’architecture réseau distribuée et l’utilisation de la fonction de hachage garantissent l’immutabilité et l’irréversibilité de la blockchain.
• Sécurisée. La cryptographie, les mécanismes de consensus, l’immutabilité des données et le stockage décentralisé contribuent à renforcer la sécurité des blockchains.

Comment la blockchain est structurée et fonctionne

• Traitement des transactions : les parties à une transaction échangent des données chiffrées via un algorithme cryptographique. Ces données peuvent représenter des cryptomonnaies ou tout autre type d’information ou d’actif numérique.
• Confirmation : la transaction est placée dans le Mempool, une file d’attente de transactions en attente de validation. Les nœuds du réseau regroupent les transactions en blocs, les vérifient et confirment leur légitimité.
   
• Structure de la blockchain : chaque bloc est identifié par un hash, qui contient un en-tête de bloc, le hash du bloc précédent et les transactions
  in the block. A sequence of interconnected hashes creates an interdependent chain of blocks.
   
• Vérification des blocs : avant d’être ajouté à la chaîne, chaque bloc est vérifié pour assurer la cohérence des données. Les règles de vérification sont appelées mécanismes de consensus. Les plus connus sont le proof-of-work (PoW) et le proof-of-stake (PoS), mais il en existe d’autres comme le proof-of-burn, proof-of-history ou proof-of-authority. L’algorithme choisi dépend des besoins du projet. Pour en savoir plus, consultez notre article « How a blockchain transaction is validated.”
   
• Mining : le fonctionnement continu des réseaux PoW repose sur les mineurs, qui valident les transactions et créent de nouveaux blocs grâce à des calculs mathématiques complexes. En contrepartie, ils reçoivent une récompense sous forme du token natif du réseau et/ou d’une commission pour le traitement des transactions. Pour les réseaux utilisant d’autres mécanismes de consensus, le principe reste le même : valider les transactions, créer de nouveaux blocs et garantir la sécurité et la décentralisation du réseau.
   
• Data security : si une personne malveillante tente de modifier ne serait-ce qu’une transaction dans un bloc, le hash de ce bloc changera, ce qui sera détecté par les autres nœuds du réseau. Le bloc sera alors exclu de la chaîne principale.

Comment fonctionnent les blockchains

Une blockchain est une base de données qui enregistre les transactions de cryptomonnaies. Les blockchains publiques sont décentralisées, car elles sont stockées simultanément sur des milliers d’ordinateurs et gérées automatiquement selon leur protocole. Un réseau blockchain décentralisé possède des nodes qui conservent des copies de la blockchain. Les nœuds traitent les transactions, minent de nouveaux blocs et les échangent au sein de la blockchain. Selon la blockchain, les nœuds qui créent de nouveaux blocs sont appelés mineurs ou validateurs.

Pour interagir avec les cryptomonnaies, il vous faut un crypto wallet t. Il s’agit d’une application ou d’un appareil qui génère des transactions et les envoie à une blockchain. Lors de la première configuration, un wallet génère une private key pour signer les transactions et une public key pour les vérifier. La clé publique est convertie en une address crypto pour recevoir des transactions.

To put it simply: a crypto wallet doesn't store currency, it stores keys required to sign a crypto payment or transfer.

1. Lorsque vous saisissez l’adresse du destinataire et le montant dans votre wallet, il génère la transaction et utilise votre clé privée pour créer une signature électronique. Le wallet envoie la transaction signée numériquement à un nœud de la blockchain.

2. Le nœud de la blockchain vérifie la signature électronique. La transaction est valide si elle correspond à votre adresse et que celle-ci dispose de fonds suffisants. Ensuite, les nœuds la transmettent à d’autres nœuds.

3. Les mineurs ou validateurs intègrent la transaction dans un nouveau bloc. Le nœud qui a miné ce bloc envoie celui-ci aux autres nœuds. Les blocs contenant votre transaction créés par d’autres mineurs ou validateurs sont rejetés.

4. Les nœuds ayant reçu le nouveau bloc contenant votre transaction commencent à le vérifier. Chaque bloc de la blockchain dépend du précédent : si le nouveau bloc ne correspond pas au précédent, il sera rejeté. Si tout est correct, les nœuds ajoutent votre bloc à leurs copies de la blockchain.

5. Dès que de nombreuses copies de la blockchain conservent le bloc contenant votre transaction, celle-ci est considérée comme finalisée. Le destinataire voit les fonds reçus sur l’adresse, tandis que le solde de votre adresse est diminué.

To put it simply: to send crypto, the transaction has to be signed with the sender's private key, verified by a special validating blockchain node, and added to the blockchain later.

Où utilise-t-on les blockchains ?

L’application principale des blockchains concerne l’industrie crypto, mais ce n’est pas le seul secteur où elles se révèlent utiles. L’un des atouts majeurs des blockchains est de servir de base de données très fiable, car les informations qu’elles contiennent ne peuvent pas être modifiées ni supprimées. Cette technologie va donc bien au-delà de la finance décentralisée : des projets blockchain sont mis en place dans les services bancaires et d’assurance, le secteur public, la logistique, la santé, l’énergie et bien d’autres domaines.

• L’industrie crypto : la première et la plus connue des applications de la blockchain est l’industrie crypto, en particulier le réseau Bitcoin, qui a donné naissance à une vague de réseaux et de cryptomonnaies décentralisés. La blockchain a permis d’effectuer des transferts d’actifs de personne à personne sans intermédiaire, de manière accessible, rapide, sécurisée et transparente.
   
• Le secteur bancaire : l’utilisation de la blockchain dans la finance et le crédit améliore la sécurité, la fiabilité et la transparence des transferts d’argent, des prêts, des opérations sur titres et d’autres processus métiers.
   
• Cybersecurity : des copies de la base de données complète sont stockées simultanément sur de nombreux nœuds blockchain, ce qui garantit la résilience de l’infrastructure même en cas d’attaque réussie sur un ou plusieurs nœuds.
   
• Logistics : la blockchain permet de traiter rapidement et efficacement de grandes quantités de données sur les transports, les itinéraires de marchandises, les fournisseurs, les clients, etc.
   
• Decentralized identifiers (DIDs) : les données personnelles d’un individu peuvent être stockées sur la blockchain plutôt que dans une base centralisée appartenant à une organisation.

Conclusion

La blockchain est une technologie innovante qui a le potentiel de révolutionner notre façon de faire des affaires, de gérer la société et de communiquer. Elle offre des niveaux d’efficacité, de transparence et de sécurité élevés pour la transmission, le stockage et le traitement des données. Déjà adoptée dans de nombreux secteurs, de la crypto aux prêts, en passant par l’assurance et la logistique, elle ne cesse d’évoluer.

Cette technologie nouvelle et en constante évolution promet encore de nombreuses applications et des cas d’usage inattendus à l’avenir.