Qu’est-ce que la blockchain ? Le guide pour débutant

Si vous avez suivi les activités bancaires, les investissements ou les crypto-monnaies au cours des dix dernières années, vous avez peut-être entendu le terme « blockchain », la technologie d’archivage qui se cache derrière le réseau Bitcoin et les autres crypto-monnaies.

POINTS CLÉS À RETENIR

• La blockchain est un type spécifique de base de données.
• Elle diffère d’une base de données classique par la manière dont elle stocke les informations ; les blockchains stockent les données dans des blocs qui sont ensuite enchaînés les uns aux autres. 
• À mesure que de nouvelles données arrivent, elles sont saisies dans un nouveau bloc. Une fois que le bloc est rempli de données, il est enchaîné au bloc précédent, ce qui fait que les données sont enchaînées dans un ordre chronologique.
• Différents types d’informations peuvent être stockés sur une blockchain, mais l’utilisation la plus courante jusqu’à présent est celle d’un registre des transactions. 
• Dans le cas du bitcoin, la blockchain est utilisée de manière décentralisée, de sorte qu’aucune personne ou aucun groupe n’en a le contrôle : au contraire, tous les utilisateurs en conservent collectivement le contrôle.
• Les blockchains décentralisées sont immuables, ce qui signifie que les données saisies sont irréversibles. Pour le bitcoin, cela signifie que les transactions sont enregistrées en permanence et que tout le monde peut les consulter.

Qu’est-ce que la blockchain ?

La blockchain semble compliquée, et elle peut certainement l’être, mais son concept de base est vraiment très simple. Une blockchain est un type de base de données. Pour comprendre la blockchain, il faut d’abord savoir ce qu’est une base de données.

Une base de données est une collection d’informations stockées électroniquement sur un système informatique. Les informations, ou données, contenues dans les bases de données sont généralement structurées sous forme de tableaux afin de faciliter la recherche et le filtrage d’informations spécifiques.

Quelle est la différence entre une personne qui utilise une feuille de calcul pour stocker des informations et une base de données ?

Les feuilles de calcul sont conçues pour qu’une personne, ou un petit groupe de personnes, puisse stocker et consulter des quantités limitées d’informations. En revanche, une base de données est conçue pour contenir des quantités d’informations beaucoup plus importantes, auxquelles un grand nombre d’utilisateurs peuvent accéder, filtrer et manipuler rapidement et facilement à la fois.

Les grandes bases de données y parviennent en hébergeant les données sur des serveurs composés d’ordinateurs puissants. Ces serveurs peuvent parfois être construits à partir de centaines ou de milliers d’ordinateurs afin de disposer de la puissance de calcul et de la capacité de stockage nécessaires pour permettre à de nombreux utilisateurs d’accéder simultanément à la base de données. Si un tableur ou une base de données peut être accessible à un nombre quelconque de personnes, il appartient souvent à une entreprise et est géré par une personne désignée qui a un contrôle total sur son fonctionnement et les données qu’il contient.

En quoi une blockchain diffère-t-elle d’une base de données ?

Structure de stockage

L’une des principales différences entre une base de données classique et une blockchain est la manière dont les données sont structurées. Une blockchain rassemble les informations en groupes, également appelés blocs, qui contiennent des ensembles d’informations. Les blocs ont une certaine capacité de stockage et, lorsqu’ils sont remplis, ils sont enchaînés sur le bloc précédemment rempli, formant une chaîne de données appelée « blockchain ». Toutes les nouvelles informations qui suivent ce bloc fraîchement ajouté sont compilées dans un bloc nouvellement formé qui sera ensuite également ajouté à la chaîne une fois remplie.

Une base de données structure ses données sous forme de tableaux, tandis qu’une blockchain, comme son nom l’indique, structure ses données sous forme de morceaux (blocs) qui sont enchaînés les uns aux autres. Ainsi, toutes les blockchains sont des bases de données, mais toutes les bases de données ne sont pas des blockchains. Ce système permet également, de manière inhérente, une chronologie irréversible des données lorsqu’il est mis en œuvre de manière décentralisée. Lorsqu’un bloc est rempli, il est gravé dans la pierre et devient une partie de cette chronologie. Chaque bloc de la chaîne reçoit un horodatage exact lorsqu’il est ajouté à la chaîne.

Processus de transaction

Attributs des crypto-monnaies

Décentralisation

Pour comprendre la blockchain, il est instructif de la considérer dans le contexte de sa mise en œuvre par Bitcoin. Comme une base de données, le Bitcoin a besoin d’un ensemble d’ordinateurs pour stocker sa blockchain. Pour Bitcoin, cette blockchain n’est qu’un type spécifique de base de données qui stocke chaque transaction Bitcoin jamais effectuée. Dans le cas de Bitcoin, et contrairement à la plupart des bases de données, ces ordinateurs ne sont pas tous sous le même toit, et chaque ordinateur ou groupe d’ordinateurs est géré par un individu ou un groupe d’individus unique.  

Imaginez qu’une entreprise possède un serveur composé de 10 000 ordinateurs avec une base de données contenant toutes les informations sur les comptes de ses clients. Cette société dispose d’un entrepôt contenant tous ces ordinateurs sous un même toit et a le contrôle total de chacun de ces ordinateurs et de toutes les informations qu’ils contiennent. De même, Bitcoin est constitué de milliers d’ordinateurs, mais chaque ordinateur ou groupe d’ordinateurs qui contient sa blockchain se trouve dans un lieu géographique différent et ils sont tous exploités par des individus ou des groupes de personnes distincts. Ces ordinateurs qui composent le réseau de Bitcoin sont appelés des nœuds. 

Dans ce modèle, la blockchain de Bitcoin est utilisée de manière décentralisée. Il existe toutefois des blockchains privées et centralisées, dans lesquelles les ordinateurs qui composent le réseau sont détenus et exploités par une seule entité. 

Dans une blockchain, chaque nœud possède un enregistrement complet des données qui ont été stockées sur la blockchain depuis sa création. Pour Bitcoin, les données sont l’historique complet de toutes les transactions Bitcoin. Si un nœud a une erreur dans ses données, il peut utiliser les milliers d’autres nœuds comme point de référence pour se corriger. De cette façon, aucun nœud du réseau ne peut modifier les informations qu’il contient. De ce fait, l’historique des transactions de chaque bloc qui composent la blockchain de Bitcoin est irréversible. 

Si un utilisateur altère l’enregistrement des transactions de Bitcoin, tous les autres nœuds se recoupent et peuvent facilement identifier le nœud contenant les informations incorrectes. Ce système permet d’établir un ordre exact et transparent des événements. Pour le bitcoin, ces informations sont une liste de transactions, mais il est également possible pour une blockchain de contenir une variété d’informations telles que des contrats juridiques, des identifications d’état ou l’inventaire des produits d’une entreprise. 

Pour modifier le fonctionnement de ce système ou les informations qui y sont stockées, la majorité de la puissance de calcul du réseau décentralisé doit se mettre d’accord sur ces changements. Cela permet de s’assurer que les changements qui se produisent sont dans le meilleur intérêt de la majorité.

Transparence

En raison de la nature décentralisée de la blockchain de Bitcoin, toutes les transactions peuvent être consultées de manière transparente, soit en ayant un nœud personnel, soit en utilisant des explorateurs de blockchain qui permettent à quiconque de voir les transactions en cours. Chaque nœud possède sa propre copie de la chaîne qui est mise à jour lorsque de nouveaux blocs sont confirmés et ajoutés. Cela signifie que si vous le souhaitez, vous pouvez suivre les bitcoins où qu’ils aillent. 

Par exemple, des échangeurs ont été piratés par le passé et ceux qui détenaient des bitcoins sur ces échangeurs ont tout perdu. Bien que le pirate puisse être totalement anonyme, les bitcoins qu’il a extraits sont facilement traçables. Si les bitcoins volés lors de certains de ces piratages devaient être déplacés ou dépensés quelque part, cela se saurait.

La blockchain est-elle sûre ?

La technologie Blockchain répond aux problèmes de sécurité et de confiance de plusieurs manières. Premièrement, les nouveaux blocs sont toujours stockés de manière linéaire et chronologique. Autrement dit, ils sont toujours ajoutés à la « fin » de la blockchain. Si vous regardez la blockchain de Bitcoin, vous verrez que chaque bloc a une position sur la chaîne, appelée « hauteur ». En novembre 2020, la hauteur du bloc avait atteint 656 197 blocs à ce jour. 

Après qu’un bloc a été ajouté à la fin de la blockchain, il est très difficile de revenir en arrière et de modifier le contenu du bloc, à moins que la majorité n’ait atteint un consensus pour le faire. En effet, chaque bloc contient son propre code de codage, ainsi que le code de codage du bloc précédent, et l’horodatage mentionné précédemment. Les codes de codage sont créés par une fonction mathématique qui transforme les informations numériques en une chaîne de chiffres et de lettres. Si ces informations sont modifiées de quelque manière que ce soit, le code de codage change également.

Voici pourquoi c’est important pour la sécurité. Supposons qu’un pirate veuille modifier la blockchain et voler des bitcoins à tous les autres. S’il modifie sa propre copie, elle ne sera plus alignée avec celle de tous les autres. Lorsque tous les autres compareront leurs copies les unes aux autres, ils verront cette copie se démarquer et la version de la chaîne de ce pirate sera rejetée comme illégitime. 

Pour réussir un tel piratage, il faudrait que le pirate contrôle et modifie simultanément 51 % des copies de la blockchain afin que sa nouvelle copie devienne la copie majoritaire et donc la chaîne convenue. Une telle attaque nécessiterait également une énorme quantité d’argent et de ressources, car il faudrait refaire tous les blocs, car ils auraient désormais des horodatages et des codes de codage différents. 

En raison de la taille du réseau Bitcoin et de la rapidité de sa croissance, le coût pour réaliser un tel exploit serait probablement insurmontable. Non seulement ce serait extrêmement coûteux, mais ce serait aussi probablement infructueux. Une telle action ne passerait pas inaperçue, car les membres du réseau verraient des modifications aussi radicales sur la blockchain. Les membres du réseau bifurqueraient alors vers une nouvelle version de la chaîne qui n’a pas été affectée. 

La valeur de la version attaquée du bitcoin chuterait alors, ce qui rendrait l’attaque inutile puisque l’acteur malveillant contrôlerait un actif sans valeur. La même chose se produirait si l’acteur malveillant attaquait la nouvelle fourche du bitcoin. Le réseau est construit de cette manière, de sorte qu’il est beaucoup plus intéressant économiquement de prendre part au réseau que de l’attaquer.

Bitcoin et blockchain

L’objectif de la blockchain est de permettre l’enregistrement et la distribution d’informations numériques, mais pas leur modification. La technologie blockchain a été décrite pour la première fois en 1991 par Stuart Haber et W. Scott Stornetta, deux chercheurs qui souhaitaient mettre en place un système dans lequel les horodatages des documents ne pourraient pas être modifiés. Mais ce n’est que près de deux décennies plus tard, avec le lancement du bitcoin en janvier 2009, que la blockchain a connu sa première application dans le monde réel.

Le protocole Bitcoin est construit sur une blockchain. Dans un document de recherche présentant la monnaie numérique, le pseudo-créateur du bitcoin, Satoshi Nakamoto, l’a décrite comme « un nouveau système de monnaie électronique entièrement de pair à pair, sans tiers de confiance ».

Ce qu’il faut comprendre ici, c’est que le bitcoin utilise simplement la blockchain comme moyen d’enregistrer de manière transparente un registre de paiements, mais la blockchain peut, en théorie, être utilisée pour enregistrer de manière immuable n’importe quel nombre de points de données. Comme nous l’avons vu plus haut, il peut s’agir de transactions, de votes lors d’une élection, d’inventaires de produits, d’identifications d’état, d’actes de propriété, et bien plus encore. 

Actuellement, il existe une grande variété de projets basés sur la blockchain qui cherchent à mettre en œuvre la blockchain de manière à aider la société autrement que par le simple enregistrement des transactions. Un bon exemple est celui de l’utilisation de la blockchain comme moyen de voter lors d’élections démocratiques. La nature de l’immuabilité de la blockchain signifie que le vote frauduleux deviendrait beaucoup plus difficile à réaliser.

Par exemple, un système de vote pourrait fonctionner de telle sorte que chaque citoyen d’un pays recevrait une seule crypto-monnaie ou un seul jeton. Chaque candidat se verrait alors attribuer une adresse de portefeuille spécifique, et les électeurs enverraient leur jeton ou leur crypto-monnaie à l’adresse du candidat pour lequel ils souhaitent voter. La nature transparente et traçable de la blockchain éliminerait la nécessité d’un comptage humain des votes ainsi que la capacité des mauvais acteurs à falsifier les bulletins de vote physiques.

Comment la blockchain est-elle utilisée ?

Comme nous le savons maintenant, les blocs de la blockchain stockent des données sur les transactions monétaires. Mais il s’avère que la blockchain est également un moyen fiable de stocker des données sur d’autres types de transactions.

Parmi les entreprises qui ont déjà intégré la blockchain figurent Walmart, Pfizer, AIG, Siemens, Unilever et bien d’autres. Par exemple, IBM a créé sa blockchain Food Trust1 pour retracer le parcours des produits alimentaires jusqu’à leurs emplacements.

Pourquoi faire cela ? L’industrie alimentaire a connu d’innombrables épidémies d’e Coli, de salmonelle, de listeria, ainsi que des matières dangereuses introduites accidentellement dans les aliments. Dans le passé, il a fallu des semaines pour trouver la source de ces épidémies ou la cause de la maladie dans ce que les gens mangeaient.

L’utilisation de la blockchain donne aux marques la possibilité de suivre le parcours d’un produit alimentaire depuis son origine, en passant par chaque arrêt qu’il effectue, et enfin sa livraison. S’il s’avère qu’un aliment est contaminé, il peut être retracé à chaque étape jusqu’à son origine. En outre, ces entreprises peuvent désormais voir tout ce avec quoi l’aliment a pu entrer en contact, ce qui permet d’identifier le problème beaucoup plus rapidement et de sauver des vies. Il s’agit d’un exemple de blockchain en pratique, mais il existe de nombreuses autres formes de mise en œuvre de la blockchain.

Banque et finance

Le secteur bancaire est peut-être celui qui a le plus à gagner de l’intégration de la blockchain dans ses opérations commerciales. Les institutions financières ne fonctionnent que pendant les heures de bureau, cinq jours par semaine. Cela signifie que si vous essayez de déposer un chèque le vendredi à 18 heures, vous devrez probablement attendre jusqu’au lundi matin pour voir cet argent sur votre compte. Même si vous effectuez votre dépôt pendant les heures de bureau, la vérification de la transaction peut prendre de un à trois jours en raison du volume considérable de transactions que les banques doivent régler. La blockchain, en revanche, ne dort jamais.

En intégrant la blockchain dans les banques, les consommateurs peuvent voir leurs transactions traitées en seulement quelques minutes, soit le temps nécessaire pour ajouter un bloc à la blockchain, quels que soient les jours fériés ou l’heure du jour ou de la semaine. Avec la blockchain, les banques ont également la possibilité d’échanger des fonds entre institutions plus rapidement et en toute sécurité. Dans le secteur des transactions boursières, par exemple, le processus de règlement et de compensation peut prendre jusqu’à trois jours (ou plus, en cas de transactions internationales), ce qui signifie que l’argent et les actions sont gelés pendant cette période.

Compte tenu de l’importance des sommes en jeu, même les quelques jours pendant lesquels l’argent transite peuvent entraîner des coûts et des risques importants pour les banques. La banque européenne Santander et ses partenaires de recherche estiment que les économies potentielles se situent entre 15 et 20 milliards de dollars par an. Capgemini, un cabinet de conseil français, estime que les consommateurs pourraient économiser jusqu’à 16 milliards de dollars en frais bancaires et d’assurance chaque année grâce aux applications basées sur la blockchain.

Monnaie

La blockchain constitue le socle des crypto-monnaies comme le bitcoin. Le dollar américain est contrôlé par la Réserve fédérale. Dans ce système d’autorité centrale, les données et la monnaie d’un utilisateur sont techniquement à la merci de sa banque ou de son gouvernement. Si la banque d’un utilisateur est piratée, les informations privées du client sont en danger. Si la banque du client s’effondre ou s’il vit dans un pays au gouvernement instable, la valeur de sa monnaie peut être menacée. En 2008, certaines des banques à court d’argent ont été renflouées en partie avec l’argent des contribuables. C’est à partir de ces inquiétudes que le bitcoin a été conçu et développé.

En répartissant ses opérations sur un réseau d’ordinateurs, la blockchain permet au bitcoin et aux autres crypto-monnaies de fonctionner sans avoir besoin d’une autorité centrale. Cela permet non seulement de réduire les risques, mais aussi d’éliminer une grande partie des frais de traitement et de transaction. Elle peut également donner aux habitants de pays dont les monnaies ou les infrastructures financières sont instables une monnaie plus stable, avec plus d’applications et un réseau plus large de personnes et d’institutions avec lesquelles ils peuvent faire des affaires, tant au niveau national qu’international.

L’utilisation de portefeuilles de crypto-monnaies pour les comptes d’épargne ou comme moyen de paiement est particulièrement importante pour les personnes qui n’ont pas d’identification nationale. Certains pays peuvent être déchirés par la guerre ou avoir des gouvernements qui n’ont pas de véritable infrastructure pour fournir une identification. Les citoyens de ces pays n’ont pas forcément accès à des comptes d’épargne ou de courtage et n’ont donc aucun moyen de stocker leur patrimoine en toute sécurité.

Soins de santé

Les prestataires de soins de santé peuvent exploiter la blockchain pour stocker en toute sécurité les dossiers médicaux de leurs patients. Lorsqu’un dossier médical est généré et signé, il peut être inscrit dans la blockchain, ce qui fournit aux patients la preuve et la confiance que le dossier ne peut pas être modifié. Ces dossiers médicaux personnels pourraient être codés et stockés sur la blockchain avec une clé privée, de sorte qu’ils ne soient accessibles qu’à certaines personnes, ce qui garantit la confidentialité.

Contrats intelligents

Un contrat intelligent est un code informatique qui peut être intégré à la blockchain pour faciliter, vérifier ou négocier un accord contractuel. Les contrats intelligents fonctionnent selon un ensemble de conditions que les utilisateurs acceptent. Lorsque ces conditions sont remplies, les termes de l’accord sont automatiquement exécutés.

Disons, par exemple, qu’un locataire potentiel souhaite louer un appartement en utilisant un contrat intelligent. Le propriétaire accepte de donner au locataire le code d’accès à l’appartement dès que le locataire aura payé le dépôt de garantie. Le locataire et le propriétaire envoient leur part respective de l’accord au contrat intelligent, qui conserve et échange automatiquement le code d’accès contre le dépôt de garantie à la date de début du bail. Si le propriétaire ne fournit pas le code de porte à la date du bail, le contrat intelligent rembourse le dépôt de garantie. Cela permettrait d’éliminer les frais et les procédures généralement associés au recours à un notaire, à un médiateur tiers ou à un avocat.

Chaînes d’approvisionnement

Comme dans l’exemple d’IBM Food Trust, les fournisseurs peuvent utiliser la blockchain pour enregistrer l’origine des matériaux qu’ils ont achetés. Cela permettrait aux entreprises de vérifier l’authenticité de leurs produits, ainsi que des labels courants tels que « biologique », « local » et « commerce équitable ».

Comme le rapporte Forbes, l’industrie alimentaire adopte de plus en plus l’utilisation de la blockchain pour suivre le cheminement et la sécurité des aliments tout au long de la livraison au client.

Vote

Comme mentionné, la blockchain pourrait être utilisée pour faciliter un système de vote moderne. Le vote avec blockchain porte le potentiel d’éliminer la fraude électorale et de stimuler la participation électorale. L’utilisation de la blockchain de cette manière rendrait les votes presque impossibles à falsifier. Le protocole blockchain maintiendrait également la transparence du processus électoral, en réduisant le personnel nécessaire à la tenue d’une élection et en fournissant aux responsables des résultats quasi instantanés. Cela éliminerait la nécessité de procéder à des recomptages ou toute crainte réelle qu’une fraude puisse menacer l’élection.

Avantages et inconvénients de la blockchain

Malgré toute sa complexité, le potentiel de la blockchain en tant que forme décentralisée d’archivage est presque illimité. Qu’il s’agisse d’une meilleure protection de la vie privée des utilisateurs, d’une sécurité accrue, de frais de traitement réduits ou d’une diminution des erreurs, la technologie blockchain pourrait très bien trouver des applications au-delà de celles décrites ci-dessus. Mais il y a aussi des inconvénients.

Découvrez plus en détails les avantages et les inconvénients de la blockchain

Quel est l’avenir de la blockchain ?

Proposée pour la première fois en tant que projet de recherche en 1991, la blockchain est en train de franchir le cap des trente ans. Comme la plupart des milléniaux de son âge, la blockchain a fait l’objet d’une attention particulière de la part du public au cours des deux dernières décennies, les entreprises du monde entier spéculant sur les capacités de cette technologie et sur son évolution dans les années à venir.

Avec de nombreuses applications pratiques de la technologie déjà mises en œuvre et explorées, la blockchain se fait enfin un nom, en grande partie grâce au bitcoin et aux crypto-monnaies. La blockchain devrait rendre les opérations commerciales et gouvernementales plus précises, plus efficaces, plus sûres et moins chères, avec moins d’intermédiaires.

Alors que nous nous préparons à entrer dans une nouvelle ère de la blockchain, la question n’est plus de savoir « si » les entreprises traditionnelles vont adopter la technologie, mais « quand ».