En cours d’écriture d’un sujet sur les NFTs, je me suis aperçu que je n’avais pas terminé la série que j’avais prévue sur la Blockchain et en particulier son fonctionnement. Ce billet correspond donc aux slides 9 à 14 de ma présentation au Meetup de Cotonou.
Fonctionnement Blockchain simplifié
Introduction en vidéo, en anglais
Par exemple, 2 personnes interagissent sur une application, pour effectuer un paiement :
- La transaction, avec les références des intervenants, est ajoutée à un grand livre de transactions en ligne, horodatée, cryptée avec un code de sécurité digital (fonction de hachage cryptographique – hash) dans un format prédéfini.
- Le code de la transaction est envoyé vers le réseau distribué des utilisateurs (P2P, pair-à-pair), où il est confirmé sans compromettre les informations privées. Ceci élimine donc le recours à une autorité centrale.
- Une fois la transaction validée par plusieurs utilisateurs, elle apparait dans le grand livre de chacun sous la forme d’un enregistrement permanent et immuable, soit dans un bloc dédié ou dans un bloc plus large, selon la manière dont les blocs sont définis par l’application.
- L’information de la transaction étant enregistrée, elle est donc terminée.
Dans l'absolu, toutes les blockchains ont le même type de fonctionnement, quelque soit leur usage ou destination. Cliquez pour tweeterPour lire une description beaucoup plus détaillée en anglais : How does blockchain work in 7 steps — A clear and simple explanation (2018), qui prend comme référence un échange Bitcoin.
Remarques sur le fonctionnement
Les utilisateurs dans le réseau P2P qui reçoivent les transactions à valider sont nommés « nœuds » (nodes).
Les validations sont effectuées selon des algorithmes connus (formules mathématiques majoritairement de type Proof of Work aujourd’hui – cf. ci-dessous), par des mineurs (miners) qui entrent en compétition (littéralement dans le cas du PoW) pour effectuer la validation, car ils sont rémunérés pour ce faire.
Une transaction Blockchain vérifiée va donc intégrer des données, qui peuvent être de type monnaie digitale (cryptomonnaie), contractuel (smart contract) ou théoriquement tout autre type d’information qui puisse tenir dans un bloc. Cliquez pour tweeterHachage cryptographique (hash)
Le hachage cryptographique, par exemple utilisé pour stocker de manière sécurisée les mots de passe d’un compte dans une application en ligne, est une formule mathématique complexe.
Elle permet, quelle que soit la quantité de données saisies en entrée (d’un mot à un texte entier), de générer une chaine unique de longueur fixe. Si je change ne serait-ce qu’un élément dans ma saisie, la chaine résultante est donc absolument différente. De même, 2 données différentes ne peuvent générer un résultat identique (pas de « collisions »).
Cette fonction est à « sens unique ». Ainsi, si je possède la chaine résultante, je n’ai aucun moyen de recréer les données qui ont servi à la générer.
Elle est aussi « déterministe » : si j’entre plusieurs fois les mêmes données, j’obtiens toujours le même résultat.
L’empreinte numérique (digest ou hash) ainsi générée sert donc à identifier les données incluses dans une blockchain et à créer le lien avec les blocs qui précédent et suivent.
Tester : SHA256 Hash Generator (utile pour générer un mot de passe en cas de besoin)
Cas des cryptomonnaies
Une monnaie digitale n’est en fait qu’une valeur d’échange (un jeton ou « token »), créée et stockée de manière électronique dans une blockchain, utilisant des techniques de cryptage pour contrôler la création d’unités monétaires et pour vérifier le transfert de fonds. Bitcoin est l’exemple le plus connu.
Une cryptomonnaie :
- n’a pas de valeur intrinsèque (sauf exception comme les Stable Coins, elle n’a pas de cours d’échange basé sur un élément tangible comme l’or par exemple) et donc son cours dépend uniquement de l’offre et de la demande…
- n’a pas de forme physique (pièces, billets…) et n’existe que via le réseau.
Sa disponibilité n’est pas déterminée par une banque centrale et son réseau est totalement décentralisé (en théorie).
Fonctionnement Proof of Work vs Proof of Stake
Pour valider un bloc, il convient d’obtenir un consensus authentifiant son existence. Il existe 2 méthodes principales actuellement qui font partie intégrante du fonctionnement d’une blockchain, le 1er (PoW) étant le plus répandu.
Proof of Work (PoW) = Preuve de travail = être le 1er à résoudre une énigme mathématique pour être rémunéré.
Nécessite une puissance de calcul de plus en plus importante dans le temps (d’où l’apparition de « fermes » et d’ordinateurs ou composants dédiés, et un impact gigantesque en consommation électrique).
Proof of Stake (PoS) = Preuve d’enjeu ou de participation = affectation déterministe calculée sur des critères de quantité de jetons possédés.
Moins gourmand en énergie et pas de rémunération. C’est la personne qui a initié la transaction qui la finance, par un paiement de « frais » via des unités spécifiques (le « gas » pour Ethereum par exemple, mais pour l’instant cette blockchain utilise toujours le Proof of Work).
La blockchain Ethereum est par exemple actuellement basée sur des validations par PoW, mais dans sa version 2.0, passera sur PoS, permettant d’économiser la majeure partie de la consommation en énergie actuelle. Cette évolution offre théoriquement plus de rapidité de traitement et des frais moins élevés.
Pour en savoir plus (en anglais)
Voilà, c’était une version très simplifiée, et non exhaustive du fonctionnement théorique d’une blockchain. N’hésitez pas à commenter et à poser des questions dans les commentaires ou sur Twitter, mes DMs sont ouverts.
Le prochain billet traitera des Smart Contracts (contrats intelligents).
A suivre !
