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Chaîne de blocs (Blockchain)
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Chaîne de blocs (Blockchain)

TORIma Académie — Cryptographie

Blockchain

Chaîne de blocs (Blockchain)

Une blockchain est un registre distribué avec des listes croissantes d'enregistrements (blocs) qui sont liés de manière sécurisée entre eux via des hachages cryptographiques. Chaque bloc contient un…

Une blockchain constitue un registre distribué comprenant une séquence croissante d'enregistrements, appelés blocs, qui sont interconnectés cryptographiquement. Chaque bloc intègre un hachage cryptographique de son prédécesseur, un horodatage et des données transactionnelles, généralement structurées sous la forme d'un arbre Merkle où les nœuds de données fonctionnent comme des feuilles. Le lien inhérent de chaque bloc au précédent établit une chaîne, conceptuellement semblable à une structure de données de liste chaînée, dans laquelle de nouveaux blocs prolongent la séquence existante. Cette conception architecturale rend les transactions blockchain très résistantes aux modifications ; une fois les données enregistrées dans un bloc, toute modification rétroactive nécessiterait la modification de tous les blocs suivants et l'obtention d'un consensus du réseau pour de tels changements.

Une blockchain est un registre distribué avec des listes croissantes d'enregistrements (blocs) qui sont liés de manière sécurisée entre eux via des hachages cryptographiques. Chaque bloc contient un hachage cryptographique du bloc précédent, un horodatage et des données de transaction (généralement représentées sous la forme d'un arbre Merkle, où les nœuds de données sont représentés par des feuilles). Étant donné que chaque bloc contient des informations sur le bloc précédent, ils forment effectivement une chaîne (à savoir. structure de données de liste chaînée), chaque bloc supplémentaire étant lié à ceux qui le précèdent. Par conséquent, les transactions blockchain sont résistantes à la modification car, une fois enregistrées, les données d'un bloc donné ne peuvent pas être modifiées rétroactivement sans modifier tous les blocs suivants et sans obtenir un consensus du réseau pour accepter ces modifications.

En règle générale, les réseaux informatiques peer-to-peer (P2P) régissent les blockchains, les utilisant comme registres publics distribués. Au sein de ces réseaux, les nœuds suivent collectivement un protocole d'algorithme de consensus pour ajouter et valider de nouveaux blocs de transaction. Bien que les enregistrements de blockchain ne soient pas entièrement immuables en raison du potentiel des forks de blockchain, leur conception favorise intrinsèquement la sécurité, illustrant un système informatique distribué caractérisé par une tolérance aux pannes byzantine substantielle.

En 2008, un individu ou un collectif opérant sous le pseudonyme de Satoshi Nakamoto a développé une blockchain pour fonctionner comme un grand livre public distribué pour les transactions de crypto-monnaie Bitcoin. Cette innovation s'appuie sur des recherches antérieures menées par Stuart Haber, W. Scott Stornetta et Dave Bayer. L’intégration de la blockchain dans Bitcoin a marqué le premier exemple d’une monnaie numérique résolvant avec succès le problème de la double dépense sans s’appuyer sur une autorité centralisée ou un serveur de confiance. Les principes architecturaux du Bitcoin ont ensuite influencé le développement de nombreuses autres applications et blockchains accessibles au public, largement utilisées par diverses crypto-monnaies. Conceptuellement, la blockchain peut être classée comme une forme de rail de paiement.

Des propositions ont émergé pour l'application de blockchains privées dans des contextes commerciaux. Computerworld a qualifié de trompeuse la promotion de ces blockchains privatisées, en particulier celles dépourvues d'un cadre de sécurité robuste. À l'inverse, certains partisans soutiennent que les blockchains autorisées, lorsqu'elles sont méticuleusement conçues, possèdent le potentiel d'atteindre une plus grande décentralisation et, par conséquent, une sécurité pratique améliorée par rapport à leurs homologues sans autorisation.

Contexte historique

Le précurseur conceptuel de la blockchain est apparu en 1982, lorsque le cryptographe David Chaum a présenté un protocole de type blockchain dans sa thèse intitulée « Systèmes informatiques établis, maintenus et approuvés par des groupes mutuellement suspects ». Les progrès ultérieurs dans les chaînes de blocs sécurisées cryptographiquement ont été détaillés en 1991 par Stuart Haber et W. Scott Stornetta, qui cherchaient à concevoir un système empêchant la modification de l'horodatage des documents. En 1992, Haber, Stornetta et Dave Bayer ont intégré les arbres Merkle dans cette conception, améliorant considérablement l'efficacité en permettant l'agrégation de plusieurs certificats de documents en un seul bloc. Grâce à leur entreprise, Surety, les hachages de ces certificats de documents sont systématiquement publiés dans Le New York Times sur une base hebdomadaire depuis 1995.

En 2008, la blockchain décentralisée initiale a été conceptualisée par un individu ou une entité identifié comme Satoshi Nakamoto. Nakamoto a considérablement affiné la conception en employant un mécanisme de type Hashcash pour l'horodatage des blocs, éliminant ainsi le besoin d'approbation par un tiers de confiance, et en introduisant un paramètre de difficulté pour réguler la vitesse à laquelle les blocs sont ajoutés à la chaîne. Cette conception a ensuite été mise en œuvre par Nakamoto l'année suivante en tant qu'élément fondamental de la crypto-monnaie Bitcoin, fonctionnant comme un grand livre public pour toutes les transactions réseau.

En août 2014, le fichier blockchain Bitcoin, qui archive toutes les transactions réseau, s'était étendu à 20 gigaoctets (Go). Cette taille a encore augmenté, dépassant les 600 Go d'ici 2024.

Au départ, l'article fondateur de Satoshi Nakamoto utilisait distinctement les termes bloc et chaîne ; cependant, en 2016, ils étaient devenus largement reconnus et popularisés sous le nom de blockchain.

L'analyse d'Accenture, appliquant la théorie de la diffusion des innovations, indique que les blockchains ont atteint un taux d'adoption de 13,5 % au sein des services financiers en 2016, entrant ainsi dans la phase des premiers utilisateurs. Parallèlement, en 2016, divers groupes professionnels du secteur ont collaboré pour créer le Global Blockchain Forum, une initiative dirigée par la Chambre de commerce numérique.

En mai 2018, Gartner a signalé que seulement 1 % des directeurs informatiques (CIO) avaient mis en œuvre la technologie blockchain au sein de leur organisation, et 8 % supplémentaires la prévoyaient ou l'expérimentaient activement à court terme. En 2019, les conclusions de Gartner indiquaient que 5 % des DSI considéraient la technologie blockchain comme un facteur de transformation pour leur entreprise.

Structure et conception

Une blockchain fonctionne comme un registre numérique décentralisé, distribué et souvent public, comprenant des enregistrements appelés blocs. Ces blocs sont utilisés pour enregistrer des transactions sur de nombreux ordinateurs, garantissant ainsi qu'aucun bloc ne peut être modifié rétroactivement sans modifier simultanément tous les blocs suivants. Cette fonctionnalité architecturale permet aux participants de vérifier et d'auditer les transactions de manière indépendante et rentable. Une base de données blockchain fonctionne de manière autonome via un réseau peer-to-peer et un serveur d'horodatage distribué. L’authentification est obtenue via une collaboration de masse motivée par des intérêts personnels collectifs. Cette conception favorise un flux de travail robuste, réduisant considérablement les inquiétudes des participants concernant la sécurité des données. De plus, la technologie blockchain élimine la reproductibilité infinie inhérente aux actifs numériques, confirmant que chaque unité de valeur n’est transférée qu’une seule fois, résolvant ainsi le problème persistant de la double dépense. Par conséquent, une blockchain a été caractérisée comme un protocole d'échange de valeurs.

Conceptuellement, une blockchain peut être comprise comme comprenant plusieurs couches distinctes :

Blocs

Les blocs contiennent des lots de transactions validées, qui sont ensuite hachées et codées dans une arborescence Merkle. Chaque bloc intègre le hachage cryptographique de son bloc précédent au sein de la blockchain, établissant ainsi un lien entre eux. Ces blocs interconnectés forment collectivement une chaîne. Ce processus de liaison itératif garantit l'intégrité de chaque bloc précédent, en remontant au bloc initial, désigné comme le bloc de genèse (bloc 0). Pour garantir l'intégrité d'un bloc et de ses données encapsulées, le bloc est généralement signé numériquement.

De temps en temps, des blocs distincts peuvent être générés simultanément, ce qui entraîne un fork temporaire dans la blockchain. Au-delà du maintien d'un historique sécurisé basé sur le hachage, chaque blockchain utilise un algorithme spécifique pour attribuer des scores aux différentes versions historiques, permettant ainsi la sélection de la version ayant le score le plus élevé. Les blocs qui ne sont pas incorporés à la chaîne principale sont appelés blocs orphelins. Les participants qui maintiennent la base de données peuvent posséder différentes versions historiques à différents moments. Ils ne conservent systématiquement que la version la plus performante qu’ils connaissent. Lors de la réception d'une version avec un score plus élevé (généralement une ancienne version augmentée d'un nouveau bloc), un participant étendra ou écrasera sa base de données existante et propagera cette amélioration aux autres participants. Il est important de noter qu'il n'y a aucune garantie absolue qu'une entrée spécifique restera perpétuellement dans la version historique définitive. Les blockchains sont généralement conçues pour accumuler le nombre de nouveaux blocs sur ceux existants, ce qui incite à étendre la chaîne avec de nouveaux blocs plutôt que d'écraser les anciens. Par conséquent, la probabilité qu'une entrée soit remplacée diminue de façon exponentielle à mesure que des blocs supplémentaires sont ajoutés, devenant finalement extrêmement faible. Par exemple, Bitcoin utilise un système de preuve de travail, dans lequel le réseau considère la chaîne avec la plus grande preuve de travail cumulée comme étant valide. Diverses méthodologies existent pour démontrer un niveau adéquat d’effort de calcul. Au sein d'une blockchain, le calcul est effectué de manière redondante, contrairement aux approches traditionnelles de traitement séparé et parallèle.

Heure de blocage

Le temps de blocage représente la durée moyenne nécessaire à un réseau blockchain pour générer un bloc supplémentaire. À la fin d'un bloc, les données qu'il contient deviennent vérifiables. Dans le contexte de la cryptomonnaie, cela marque effectivement le moment où une transaction est finalisée ; ainsi, un temps de blocage plus court facilite un traitement plus rapide des transactions. Pour Ethereum, le temps de blocage est configuré entre 14 et 15 secondes, tandis que pour Bitcoin, il est en moyenne de 10 minutes.

Fourches dures

Décentralisation

En distribuant les données sur son réseau peer-to-peer, la technologie blockchain atténue certains risques associés au stockage centralisé des données. Une blockchain décentralisée utilise généralement des protocoles de transmission de messages ad hoc et de réseau distribué.

Une « attaque à 51 % » se produit lorsqu'une seule entité acquiert le contrôle de plus de la moitié de la puissance de calcul d'un réseau blockchain, permettant ainsi la manipulation des enregistrements de transactions et facilitant les doubles dépenses illicites.

Les protocoles de sécurité blockchain intègrent fréquemment une cryptographie à clé publique. Une clé publique, caractérisée comme une séquence alphanumérique pseudo-aléatoire étendue, fonctionne comme une adresse blockchain unique à laquelle des jetons de valeur sont attribués et enregistrés. À l’inverse, une clé privée sert d’identifiant cryptographique, accordant à son détenteur un accès exclusif à ses actifs numériques et permettant une interaction avec les diverses fonctionnalités prises en charge par les blockchains contemporaines. L'immuabilité des données sur la blockchain est largement reconnue.

Dans un système décentralisé, chaque nœud conserve une réplique complète de la blockchain. L'intégrité des données est assurée par une réplication étendue de la base de données et un cadre de confiance informatique, éliminant toute copie « officielle » unique ou statut d'utilisateur préférentiel. Les transactions sont diffusées sur le réseau via un logiciel spécialisé, la livraison des messages fonctionnant selon le principe du meilleur effort. Les mises en œuvre initiales de la blockchain dépendaient de nœuds miniers énergivores pour valider les transactions, les intégrer dans de nouveaux blocs, puis diffuser ces blocs terminés aux autres participants du réseau. Les blockchains utilisent divers mécanismes d'horodatage, tels que la preuve de travail, pour ordonner les modifications de manière séquentielle. Les méthodologies consensuelles ultérieures englobent la preuve d’enjeu. Cependant, l'expansion des blockchains décentralisées introduit un risque de centralisation, car les ressources informatiques nécessaires au traitement de volumes de données croissants deviennent progressivement coûteuses.

Finalité

La finalité fait référence au degré d'assurance qu'un bloc valide récemment ajouté au sein d'une blockchain restera immuable et digne de confiance, atteignant ainsi un état « finalisé ». La majorité des protocoles de blockchain distribués, qu’ils utilisent une preuve de travail ou une preuve d’enjeu, ne sont pas en mesure de garantir la finalité immédiate d’un bloc nouvellement engagé. Au lieu de cela, ils fonctionnent sur une « finalité probabiliste », où la probabilité qu'un bloc soit modifié ou annulé par un nouveau consensus diminue considérablement à mesure qu'il s'ancre plus profondément dans l'histoire de la blockchain.

Les protocoles de preuve d'enjeu basés sur la tolérance aux pannes byzantines prétendent offrir une « finalité absolue ». Dans ce modèle, un validateur sélectionné au hasard propose un bloc, qui est ensuite soumis au vote des validateurs restants. Si une grande majorité approuve la proposition, le bloc est intégré de manière irréversible dans la blockchain. Une variante de cette approche, appelée « finalité économique », est mise en œuvre dans des protocoles pratiques tels que le protocole Casper d'Ethereum. Dans le cadre de ce système, les validateurs qui signent deux blocs distincts à la même position dans la blockchain encourent un « slashing », entraînant la confiscation de leurs actifs mis en jeu.

Ouverture

Les blockchains ouvertes offrent une accessibilité améliorée par rapport à certains registres de propriété traditionnels qui, bien qu'ils soient accessibles au public, nécessitent souvent un accès physique pour être consultés. La prévalence initiale des blockchains sans autorisation a conduit à une controverse définitionnelle continue concernant le terme « blockchain ». Un point central de discorde dans ce débat est de savoir si un système privé, dans lequel les vérificateurs sont spécifiquement chargés et autorisés (autorisés) par une autorité centrale, est considéré comme une blockchain. Les partisans des chaînes autorisées ou privées soutiennent que la « blockchain » peut décrire de manière appropriée toute structure de données qui regroupe les données en blocs horodatés. Ces systèmes fonctionnent comme une implémentation distribuée du contrôle de concurrence multiversion (MVCC) trouvé dans les bases de données. De la même manière que MVCC empêche la modification simultanée d'un seul objet de base de données par deux transactions, les blockchains empêchent deux transactions de dépenser la même sortie unique. À l’inverse, les opposants soutiennent que les systèmes autorisés ressemblent beaucoup aux bases de données d’entreprise conventionnelles, manquant de vérification décentralisée des données et présentant une résilience insuffisante face à la manipulation et à la révision des opérateurs. Nikolai Hampton de Computerworld a affirmé que « de nombreuses solutions blockchain internes ne seront rien d'autre que des bases de données encombrantes », avertissant en outre que « sans un modèle de sécurité clair, les blockchains propriétaires devraient être considérées avec suspicion. »

Blockchain (publique) sans autorisation

Un avantage important d'un réseau blockchain ouvert, sans autorisation ou public est l'élimination de la nécessité de mesures de protection contre les entités malveillantes et l'absence de mécanismes de contrôle d'accès. Par conséquent, les applications peuvent être intégrées au réseau sans nécessiter d'approbation ou de confiance externe, en tirant parti de la blockchain comme couche de transport fondamentale.

La sécurité des blockchains dans Bitcoin et autres crypto-monnaies repose sur un mécanisme de preuve de travail, qui exige que les nouvelles entrées intègrent des preuves informatiques. Plus précisément, Bitcoin utilise des puzzles Hashcash pour étendre sa blockchain. Bien qu'Adam Back ait développé Hashcash en 1997, le concept fondateur trouve son origine dans la publication de 1992 de Cynthia Dwork, Moni Naor et Eli Ponyatovski, "Pricing via Processing or Combatting Junk Mail".

En 2016, les investissements en capital-risque dans les initiatives liées à la blockchain ont démontré un déclin aux États-Unis tout en connaissant simultanément une croissance en Chine. Bitcoin et de nombreuses autres crypto-monnaies fonctionnent sur des architectures blockchain ouvertes et publiques. En avril 2018, Bitcoin avait atteint la plus grande capitalisation boursière parmi les crypto-monnaies.

Blockchains autorisées (privées)

Les blockchains autorisées intègrent une couche de contrôle d'accès qui régule la participation au réseau. Les partisans soutiennent que, avec une conception méticuleuse, les blockchains autorisées peuvent garantir un certain degré de décentralisation, contrairement à leurs homologues sans autorisation qui présentent fréquemment une centralisation pratique.

Inconvénients des blockchains autorisées

Nikolai Hampton a soutenu dans Computerworld qu'une attaque de "51 %" n'est pas nécessaire sur une blockchain privée, étant donné qu'un tel système "contrôle très probablement déjà 100 % de toutes les ressources de création de blocs". Il a expliqué que compromettre ou endommager les outils de création de blockchain sur un serveur d'entreprise privé accorderait à un attaquant "un contrôle effectif sur 100 % de son réseau et modifierait les transactions comme vous le souhaitez". De telles vulnérabilités ont des implications négatives importantes, en particulier pendant les périodes d'instabilité financière, comme la crise de 2008, où des entités politiques influentes peuvent prendre des décisions favorisant des groupes spécifiques. Hampton a en outre noté que même si « la blockchain Bitcoin est protégée par l'effort massif d'exploitation minière en groupe », il est improbable qu'« une blockchain privée essaie de protéger les enregistrements en utilisant des gigawatts de puissance de calcul – cela prend du temps et coûte cher ». Il a conclu en déclarant que « Dans une blockchain privée, il n'y a pas non plus de « course » ; il n'y a aucune incitation à utiliser plus d'énergie ou à découvrir des blocs plus rapidement que les concurrents », ce qui implique que « de nombreuses solutions blockchain internes ne seront rien de plus que des bases de données encombrantes. »

Analyse de la blockchain

L'importance croissante du Bitcoin, de l'Ethereum, du Litecoin et d'autres crypto-monnaies a considérablement accru l'importance de l'analyse de la blockchain publique. Les blockchains publiques offrent par nature un accès ouvert à leurs données transactionnelles à des fins d’observation et d’analyse, à condition de disposer de l’expertise technique requise. Cependant, comprendre et suivre le mouvement des cryptomonnaies a posé des défis à de nombreuses plateformes, bourses et institutions financières de cryptomonnaies. Cette difficulté découle d’allégations selon lesquelles les crypto-monnaies basées sur la blockchain faciliteraient les activités illicites, notamment les transactions sur le marché noir de la drogue et des armes, ainsi que le blanchiment d’argent. Historiquement, une idée fausse répandue était que les crypto-monnaies offraient une confidentialité totale et une intraçabilité, attirant ainsi leur utilisation à des fins illégales. Cette perception évolue à mesure que les entreprises technologiques spécialisées proposent désormais des services de suivi de la blockchain, renforçant ainsi la sensibilisation des échanges de crypto-monnaie, des organismes chargés de l'application de la loi et des banques concernant le flux de fonds cryptographiques et les conversions fiat-crypto. Par conséquent, certains observateurs suggèrent que cette traçabilité accrue a incité les criminels à privilégier les nouvelles cryptomonnaies comme Monero.

Standardisation

En avril 2016, Standards Australia a lancé une proposition à l'Organisation internationale de normalisation (ISO), plaidant en faveur du développement de normes pour soutenir la technologie blockchain. Cette initiative a conduit à la création du Comité technique ISO 307, dédié aux technologies Blockchain et Distributed Ledger. Ce comité technique comprend des groupes de travail axés sur divers aspects, notamment la terminologie de la blockchain, les architectures de référence, la sécurité et la confidentialité, la gestion des identités, les contrats intelligents, la gouvernance et l'interopérabilité de la blockchain et du DLT, ainsi que l'élaboration de normes adaptées à des secteurs industriels spécifiques et aux besoins gouvernementaux généraux. Plus de 50 pays participent activement à cet effort de normalisation, en collaborant avec des organisations de liaison externes telles que la Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication (SWIFT), la Commission européenne, la Fédération internationale des géomètres, l'Union internationale des télécommunications (UIT) et la Commission économique des Nations Unies pour l'Europe (CEE-ONU).

De nombreuses organisations de normalisation nationales et ouvertes sont activement engagées dans le développement de normes blockchain, notamment le National Institute of Standards and Technology (NIST), le Comité européen de normalisation électrotechnique (CENELEC), l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), l'Organisation pour l'avancement des normes d'information structurées (OASIS) et des participants individuels au sein de l'Internet Engineering Task Force (IETF).

Blockchain centralisée

Bien que la plupart des implémentations de blockchain soient décentralisées et distribuées, Oracle a introduit une fonctionnalité de table blockchain centralisée dans sa base de données Oracle 21c. La table Blockchain d'Oracle 21c fonctionne comme une blockchain centralisée, offrant une capacité de stockage de données immuable. Par rapport aux blockchains décentralisées, les blockchains centralisées offrent généralement un débit de transaction plus élevé et une latence plus faible que les blockchains distribuées basées sur le consensus.

Types

Actuellement, les réseaux blockchain sont classés en au moins quatre types principaux : les blockchains publiques, les blockchains privées, les blockchains de consortium et les blockchains hybrides.

Blockchains publiques

Les blockchains publiques se caractérisent par un accès illimité, permettant à toute personne connectée à Internet de soumettre des transactions et de participer en tant que validateur au protocole de consensus. De tels réseaux offrent généralement des incitations économiques à ceux qui les sécurisent, en utilisant souvent un algorithme de preuve de participation ou de preuve de travail.

Des exemples marquants de blockchains publiques largement reconnues incluent la blockchain Bitcoin et la blockchain Ethereum.

Blockchains privées

Les blockchains privées sont autorisées, ce qui signifie que la participation nécessite une invitation des administrateurs réseau, limitant ainsi l'accès des participants et des validateurs. Pour les distinguer des blockchains ouvertes et des autres applications de bases de données décentralisées peer-to-peer qui ne sont pas des clusters de calcul ad hoc ouverts, la terminologie Distributed Ledger Technology (DLT) est généralement utilisée pour les blockchains privées.

Blockchains hybrides

Les blockchains hybrides intègrent des fonctionnalités à la fois centralisées et décentralisées. Les mécanismes opérationnels spécifiques d'une telle chaîne peuvent varier considérablement en fonction de la combinaison particulière de composants centralisés et décentralisés utilisée.

Sidechains

Une sidechain désigne un registre blockchain qui fonctionne en parallèle d'une blockchain primaire. Les entrées de la blockchain principale, représentant généralement des actifs numériques, peuvent être liées vers et depuis la sidechain. Cette conception permet à la sidechain de fonctionner indépendamment de la blockchain principale, par exemple en utilisant des mécanismes alternatifs de tenue de registres ou des algorithmes de consensus.

Blockchains de consortium

Une blockchain de consortium est un modèle hybride qui intègre des éléments de blockchains publiques et privées. Dans cette configuration, un groupe d’organisations collabore pour créer et exploiter la blockchain, plutôt qu’une seule entité. Les membres du consortium gèrent conjointement le réseau et sont responsables de la validation des transactions. Les blockchains de consortium sont autorisées, ce qui signifie que seules des personnes ou des organisations spécifiques sont autorisées à participer. Cette conception offre un contrôle amélioré sur l'accès au réseau et contribue à garantir la confidentialité des informations sensibles.

Les blockchains de consortium sont fréquemment déployées dans des secteurs où plusieurs organisations doivent collaborer sur des objectifs communs, tels que la gestion de la chaîne d'approvisionnement ou les services financiers. L’un des principaux avantages de ces blockchains est leur potentiel d’efficacité et d’évolutivité supérieures à celles des blockchains publiques, principalement parce que moins de nœuds sont généralement nécessaires pour la validation des transactions. De plus, les blockchains de consortium peuvent offrir une sécurité et une fiabilité accrues par rapport aux blockchains privées, car la maintenance du réseau est un effort de collaboration entre les membres du consortium. Des exemples notables incluent Quorum et Hyperledger.

Utilisations

La principale application des blockchains est celle de registre distribué pour les crypto-monnaies, telles que Bitcoin. Fin 2016, plusieurs autres produits opérationnels avaient également dépassé la phase de validation de principe. Depuis 2016, certaines entreprises testaient activement la technologie et effectuaient des implémentations de bas niveau pour évaluer les effets de la blockchain sur l'efficacité organisationnelle au sein de leurs opérations de back-office.

En 2019, les investissements dans la technologie blockchain ont atteint environ 2,9 milliards de dollars, soit une augmentation de 89 % par rapport à l'année précédente. Un rapport de 2021 de PricewaterhouseCoopers (PwC) prévoyait que la technologie blockchain pourrait générer une valeur commerciale annuelle supérieure à 3 000 milliards de dollars d'ici 2030. L'enquête de PwC auprès de 600 dirigeants d'entreprise a révélé que 84 % d'entre eux possédaient au moins une certaine familiarité avec la technologie blockchain ou y étaient impliqués.

En 2019, la série de radio et de podcasts du BBC World Service 50 Things That Made the Modern Economy a reconnu la blockchain comme une technologie prête à avoir de profondes conséquences sur l’économie et la société. L'économiste, journaliste et animateur Tim Harford, écrivant pour le Financial Times, a exploré le potentiel d'applications plus larges de cette technologie sous-jacente et les défis requis pour sa mise en œuvre. Sa première émission sur ce sujet a été diffusée le 29 juin 2019.

Crypto-monnaies

La conception de la plupart des crypto-monnaies intègre un mécanisme permettant de réduire progressivement leur émission, établissant ainsi une limite finie à l'offre totale qui circulera un jour. Contrairement aux monnaies conventionnelles gérées par des institutions financières ou détenues physiquement, les cryptomonnaies présentent de plus grands défis en matière de saisie par les forces de l'ordre.

L'intégrité des unités individuelles de cryptomonnaie est garantie par une blockchain. Une blockchain constitue une séquence d’enregistrements en constante expansion, appelés blocs, interconnectés et protégés par des principes cryptographiques. Généralement, chaque bloc comprend un pointeur de hachage reliant au bloc précédent, un horodatage et des informations transactionnelles. Par nature, les blockchains sont conçues pour résister à l’altération des données. Il fonctionne comme « un grand livre ouvert et distribué qui peut enregistrer les transactions entre deux parties de manière efficace et vérifiable et permanente ». Lorsqu'elle est utilisée comme registre distribué, une blockchain est généralement gérée par un réseau peer-to-peer, qui adhère collectivement à un protocole prédéfini pour valider les nouveaux blocs. Après leur enregistrement, les données d'un bloc ne peuvent pas être modifiées rétrospectivement sans altérer simultanément tous les blocs suivants, une action nécessitant le consensus de la majorité du réseau.

Les blockchains sont intrinsèquement sécurisées de par leur conception, illustrant un système informatique distribué caractérisé par une robuste tolérance aux pannes byzantine. Par conséquent, un consensus décentralisé est possible grâce à la technologie blockchain.

Dans le domaine des crypto-monnaies, la blockchain fonctionne comme un grand livre public pour toutes les transactions enregistrées. Les crypto-monnaies utilisent diverses méthodologies d'horodatage pour « prouver la validité des transactions ajoutées au registre de la blockchain sans avoir besoin d'un tiers de confiance ».

Bitcoin, la première crypto-monnaie, a été initialement lancée en tant que logiciel open source en 2009.

Avec l'importance croissante des crypto-monnaies, de nombreuses juridictions ont amélioré leurs cadres juridiques privés et commerciaux pour atténuer les ambiguïtés juridiques qui y sont associées. Par exemple, aux États-Unis, les révisions de 2022 du Uniform Commercial Code (UCC) ont incorporé l'article 12, qui désigne les « enregistrements électroniques contrôlables » (CER) comme une classe distincte de biens personnels. Cette structure réglementaire offre une précision juridique concernant la propriété, le transfert et l'utilisation des crypto-monnaies en tant qu'URCE, dans laquelle la notion de « contrôle » fonctionne comme l'équivalent opérationnel de la possession d'actifs numériques. Ces ajustements législatifs visent à harmoniser les normes juridiques avec les pratiques de marché en vigueur, réduisant ainsi les conflits de titres et facilitant l'incorporation des crypto-monnaies dans les échanges commerciaux.

Contrats intelligents

Les contrats intelligents, tirant parti de la technologie blockchain, représentent des accords capables d'être exécutés et appliqués partiellement ou totalement sans nécessiter d'intervention humaine. L’un des principaux objectifs des contrats intelligents implique les services de dépôt automatisés. Une caractéristique déterminante des contrats intelligents est leur indépendance par rapport à un tiers de confiance (par exemple, un fiduciaire) pour servir de médiateur entre les parties contractantes, car le réseau blockchain exécute l'accord de manière autonome. Ce mécanisme a le potentiel d’atténuer les frictions transactionnelles entre les entités lors du transfert de valeur et pourrait par conséquent permettre des niveaux améliorés d’automatisation des transactions. Une discussion des services du Fonds monétaire international (FMI) en 2018 a indiqué que les contrats intelligents basés sur la blockchain pourraient potentiellement réduire les risques moraux et optimiser globalement les applications contractuelles, tout en notant qu '«aucun système de contrat intelligent viable n'a encore émergé». Compte tenu de leur adoption généralisée limitée, leur statut juridique est resté ambigu.

Services financiers

En 2016, comme le rapporte Reason, de nombreuses institutions financières ont manifesté leur intérêt pour l'intégration de la technologie du grand livre distribué (DLT) dans leurs opérations bancaires et collaborent avec des entreprises développant des solutions de blockchain privées. Une étude menée par IBM en septembre 2016 a indiqué que cette adoption progressait plus rapidement que prévu.

La technologie blockchain a été présentée comme une solution potentielle pour améliorer l'efficacité des systèmes de règlement de back-office.

En 2017, UBS a créé un laboratoire dédié pour étudier les applications potentielles de la technologie blockchain dans le secteur des services financiers.

En 2017, l'institution financière allemande Berenberg a qualifié la blockchain de « technologie surfaite », soulignant son de nombreuses « preuves de concept », mais mettant en évidence des défis importants et persistants et une rareté de mises en œuvre réussies démontrables.

La technologie Blockchain a facilité l'émergence de nouveaux mécanismes de collecte de fonds, notamment les offres initiales de pièces de monnaie (ICO) et les offres de jetons de sécurité (STO), qui sont également parfois appelées offres de sécurité numérique (DSO). Ces STO/DSO peuvent être exécutées soit en privé, soit par l'intermédiaire de bourses publiques réglementées, servant à symboliser divers actifs tels que des actions d'entreprise, de la propriété intellectuelle et des biens immobiliers.

Applications de jeux

La technologie blockchain, englobant les crypto-monnaies et les jetons non fongibles (NFT), a été intégrée aux jeux vidéo principalement à des fins de monétisation. Les jeux traditionnels en direct fournissent fréquemment des éléments de personnalisation dans le jeu, tels que des skins de personnages ou d'autres objets virtuels, que les joueurs peuvent acquérir et échanger entre eux en utilisant les devises du jeu. Bien que certains jeux permettent l'échange d'objets virtuels contre de la monnaie réelle, cette pratique peut être juridiquement problématique dans les juridictions où les jeux vidéo sont assimilés aux jeux de hasard, ce qui entraîne des problèmes de marché gris comme le jeu de peau. Par conséquent, les éditeurs ont généralement évité de permettre aux joueurs de générer des revenus réels directement à partir des jeux. En revanche, les jeux basés sur la blockchain facilitent généralement l'échange de ces éléments du jeu contre de la crypto-monnaie, qui peut ensuite être convertie en monnaie fiduciaire.

Le premier jeu connu pour exploiter les technologies blockchain était CryptoKitties, introduit en novembre 2017. Dans ce jeu, les joueurs ont acquis des NFT à l'aide de la crypto-monnaie Ethereum, chaque NFT représentant un animal de compagnie virtuel qui pourrait être croisé avec d'autres pour produire une progéniture possédant des traits combinés, se manifestant sous la forme de nouveaux NFT. Le jeu a attiré beaucoup d'attention en décembre 2017 lorsqu'un seul animal de compagnie virtuel a été vendu pour plus de 100 000 $ US. De plus, CryptoKitties a souligné les défis d'évolutivité inhérents aux jeux basés sur la blockchain sur Ethereum, provoquant une congestion importante du réseau début 2018, avec environ 30 % de toutes les transactions Ethereum attribuées au jeu.

Au début des années 2020, les jeux vidéo intégrés à la blockchain n'avaient pas connu de succès majeur, principalement parce que leur conception donnait souvent la priorité à la spéculation basée sur la blockchain plutôt qu'aux mécanismes de jeu conventionnels, limitant ainsi leur attrait pour une large base de joueurs. Ces jeux présentaient également des risques d'investissement considérables en raison de la nature imprévisible de leurs flux de revenus. Néanmoins, les modestes réalisations de certains titres, comme Axie Infinity pendant la pandémie de COVID-19, associées aux stratégies d'entreprise pour le développement de métaverses, ont revitalisé l'intérêt pour GameFi au cours du second semestre 2021. GameFi est un concept délimitant la convergence des jeux vidéo et de la finance, généralement soutenus par les monnaies blockchain. D'éminents éditeurs, dont Ubisoft, Electronic Arts et Take Two Interactive, ont indiqué que les jeux basés sur la blockchain et les NFT font l'objet d'une évaluation sérieuse en vue d'une intégration future dans leurs portefeuilles.

En octobre 2021, Valve Corporation a interdit les jeux blockchain, y compris ceux utilisant la crypto-monnaie et les NFT, de sa vitrine numérique Steam, une plate-forme de premier plan pour les jeux sur ordinateur personnel. La société a affirmé que cette interdiction était une extension de sa politique existante contre les jeux proposant des objets en jeu ayant une valeur monétaire réelle. Les spéculations suggèrent que l'implication historique de Valve dans le jeu, en particulier le jeu de skin, a influencé cette décision. L'interdiction a été accueillie positivement par les journalistes et les joueurs, en grande partie en raison de la perception répandue des jeux blockchain et NFT comme étant susceptibles d'escroqueries et de fraudes au sein de la communauté des jeux sur PC. À l'inverse, Epic Games, opérateur du concurrent Epic Games Store, s'est dit ouvert à l'hébergement de jeux blockchain suivant la position de Valve.

Gestion de la chaîne d'approvisionnement

De nombreuses initiatives ont exploré l'application de la technologie blockchain dans la gestion de la chaîne d'approvisionnement.

Systèmes de noms de domaine basés sur la blockchain

Plusieurs initiatives explorent la fourniture de services de noms de domaine via la technologie blockchain. Ces noms de domaine sont gérés via une clé privée, censée permettre des sites Web non censurables. Cependant, ce mécanisme contourne également la capacité d'un registraire à suspendre les domaines associés à une fraude, à un abus ou à un contenu illicite.

Namecoin fonctionne comme une crypto-monnaie prenant en charge le domaine de premier niveau (TLD) « .bit » et est né comme un fork de Bitcoin en 2011. Le TLD .bit n'a pas la sanction de l'ICANN et nécessite une racine DNS alternative. En 2015, seuls 28 sites Web utilisaient le TLD .bit, malgré 120 000 noms enregistrés. Namecoin a été abandonné par OpenNIC en 2019, en raison de préoccupations concernant les logiciels malveillants et les complications juridiques potentielles. D'autres alternatives basées sur la blockchain aux systèmes gérés par l'ICANN comprennent The Handshake Network, EmerDNS et Unstoppable Domains.

Les TLD notables incluent « .eth », « .luxe » et « .kred ». Ceux-ci sont liés à la blockchain Ethereum via l’Ethereum Name Service (ENS). De plus, le TLD .kred offre une alternative simplifiée aux adresses de portefeuille de crypto-monnaie traditionnelles pour faciliter les transferts.

Diverses applications de la technologie blockchain

La technologie Blockchain permet la création d'un système de registre permanent, public et transparent pour regrouper les données de ventes, surveiller l'utilisation numérique et traiter les paiements aux créateurs de contenu, y compris les utilisateurs sans fil et les musiciens. L'enquête Gartner 2019 CIO a indiqué que 2 % des établissements d'enseignement supérieur avaient lancé des projets blockchain, et 18 % supplémentaires prévoyaient des mises en œuvre académiques dans les 24 mois suivants. En 2017, IBM a collaboré avec ASCAP et PRS for Music pour intégrer la technologie blockchain dans la distribution musicale. Le service Mycelia d'Imogen Heap a été proposé comme une alternative basée sur la blockchain, visant à accorder aux artistes une plus grande autonomie dans la diffusion de leur musique et des données associées parmi les fans et les autres musiciens.

Le secteur de l'assurance a vu l'émergence de nouveaux modèles de distribution, tels que le peer-to-peer, la paramétrique et la micro-assurance, suite à l'adoption de la blockchain. L’économie du partage et l’Internet des objets (IoT) sont sur le point de bénéficier de l’intégration de la blockchain en raison de leur dépendance inhérente à une collaboration approfondie entre pairs. Des recherches sur les applications blockchain au sein des bibliothèques sont actuellement en cours, soutenues par une subvention de l'Institut américain des services de musées et de bibliothèques.

Les architectures blockchain alternatives incluent Hyperledger, une initiative collaborative de la Linux Foundation visant à faire progresser les technologies de registre distribué basées sur la blockchain. Les projets notables dans ce cadre incluent Hyperledger Burrow (développé par Monax) et Hyperledger Fabric (dirigé par IBM). De plus, Quorum, une blockchain privée autorisée développée par JPMorgan Chase, propose un stockage privé et est utilisée pour des applications basées sur des contrats.

Oracle a intégré une fonctionnalité de table blockchain dans sa base de données Oracle 21c.

La blockchain trouve également des applications dans le commerce d'énergie peer-to-peer.

Les

blockchains légères, également connues sous le nom de blockchains simplifiées, présentent une meilleure adéquation aux applications de l'Internet des objets (IoT) par rapport aux systèmes de blockchain conventionnels. Les recherches indiquent qu'un réseau léger basé sur une blockchain pourrait traiter jusqu'à 1,34 million d'opérations d'authentification par seconde, une capacité potentiellement adéquate pour les environnements IoT aux ressources limitées.

La technologie blockchain offre un potentiel de détection des contrefaçons en attribuant des identifiants uniques aux produits, aux documents et aux expéditions, créant ainsi des enregistrements de transactions immuables. Cependant, une perspective critique suggère que les systèmes blockchain nécessitent d'être renforcés par des technologies qui établissent des liens solides entre les objets physiques et le grand livre numérique, ainsi que par des mécanismes de vérification des créateurs de contenu similaires aux normes Know Your Customer (KYC). L'EUIPO a lancé un forum Blockathon anti-contrefaçon, visant à « définir, piloter et mettre en œuvre » une infrastructure anti-contrefaçon au niveau européen. De même, l'organisation néerlandaise de normalisation NEN utilise la blockchain en conjonction avec les codes QR pour l'authentification des certificats.

Au 30 janvier 2022, Pékin et Shanghai figuraient parmi les villes chinoises sélectionnées pour piloter les applications blockchain. Dans le cadre de procédures judiciaires chinoises, le tribunal Internet de Hangzhou a initialement reconnu la technologie blockchain comme méthode valide pour authentifier les preuves Internet en 2019, un précédent adopté par la suite par d'autres tribunaux chinois.

Interopérabilité de la blockchain

La prolifération des systèmes blockchain, y compris ceux prenant en charge les crypto-monnaies, a fait de l'interopérabilité de la blockchain un domaine d'intérêt critique. L’objectif principal est de faciliter le transfert transparent d’actifs entre des environnements blockchain distincts. Comme le définit Wegner, « l’interopérabilité est la capacité de deux composants logiciels ou plus à coopérer malgré les différences de langage, d’interface et de plate-forme d’exécution ». Par conséquent, l'objectif de l'interopérabilité de la blockchain est de permettre une telle coopération entre divers systèmes de blockchain, malgré leurs variations architecturales inhérentes.

Il existe actuellement une gamme de solutions d'interopérabilité de la blockchain, généralement classées en trois types principaux : les approches d'interopérabilité des cryptomonnaies, les moteurs de blockchain et les connecteurs de blockchain.

Un projet d'architecture pour l'interopérabilité de la blockchain a été développé par plusieurs participants individuels au sein de l'IETF.

Préoccupations en matière de consommation d'énergie

Certaines crypto-monnaies utilisent le minage de blockchain, en particulier des processus informatiques peer-to-peer pour la validation et la vérification des transactions, qui sont intrinsèquement gourmands en énergie. En juin 2018, la Banque des règlements internationaux a émis des critiques concernant la consommation d'énergie substantielle associée aux blockchains publiques de preuve de travail.

Les inquiétudes concernant la consommation élevée d'énergie ont influencé l'adoption ultérieure de modèles de preuve de participation plus économes en énergie par les plateformes de blockchain ultérieures, notamment Cardano (2017), Solana (2020) et Polkadot (2020). Les chercheurs ont estimé que la consommation d'énergie de Bitcoin est 100 000 fois supérieure à celle des réseaux de preuve de participation.

Une étude réalisée en 2021 par l'Université de Cambridge a révélé que la consommation électrique annuelle de Bitcoin (121 térawattheures) dépassait celle de pays entiers comme l'Argentine (121 TWh) et les Pays-Bas (109 TWh). Digiconomist a rapporté qu'une seule transaction Bitcoin nécessitait 708 kilowattheures d'énergie électrique, ce qui équivaut à la consommation moyenne d'un ménage américain sur 24 jours.

En février 2021, la secrétaire au Trésor américaine, Janet Yellen, a qualifié le Bitcoin de « moyen extrêmement inefficace d'effectuer des transactions », faisant remarquer que « la quantité d'énergie consommée pour traiter ces transactions est stupéfiante ». Par la suite, en mars 2021, Bill Gates a affirmé que « Bitcoin utilise plus d'électricité par transaction que toute autre méthode connue de l'humanité », soulignant en outre ses implications environnementales négatives.

Nicholas Weaver, affilié à l'Institut international d'informatique de l'Université de Californie à Berkeley, a mené une analyse de la sécurité en ligne de la blockchain et de l'efficacité énergétique des blockchains publiques de preuve de travail, concluant que les deux aspects étaient significativement déficients. Les 31 à 45 TWh d'électricité consommés par Bitcoin en 2018 ont entraîné l'émission de 17 à 23 millions de tonnes de CO2. D'ici 2022, les estimations de l'Université de Cambridge et de Digiconomist indiquaient que Bitcoin et Ethereum, en tant que deux plus grandes blockchains de preuve de travail, consommaient collectivement deux fois plus d'électricité par an que la Suède, contribuant ainsi à des émissions annuelles allant jusqu'à 120 millions de tonnes de CO2.

Certains développeurs de cryptomonnaies envisagent de passer du mécanisme de consensus de preuve de travail au modèle de preuve de participation. Notamment, Ethereum a migré avec succès de la preuve de travail à la preuve de participation en septembre 2022.

Recherche universitaire

En octobre 2014, le MIT Bitcoin Club, soutenu par le financement d'anciens élèves du MIT, a distribué 100 $ de Bitcoin aux étudiants de premier cycle du Massachusetts Institute of Technology. Une étude de Catalini et Tucker (2016) sur les taux d'adoption a indiqué que les premiers utilisateurs de la technologie, lorsqu'ils bénéficient d'un accès retardé, ont souvent tendance à rejeter la technologie. En 2017, de nombreuses universités, dont le MIT, avaient créé des départements dédiés aux études sur les cryptomonnaies et la blockchain. La même année, Édimbourg a été reconnue par le Financial Times comme « l'une des premières grandes universités européennes à lancer un cours sur la blockchain ».

Décisions d'adoption

Les chercheurs ont exploré les motivations qui sous-tendent l'adoption de la technologie blockchain, la considérant comme une facette spécifique de l'adoption de l'innovation. Par exemple, Janssen et al. ont proposé un cadre analytique, tandis que Koens et Poll ont souligné l'influence significative des facteurs non techniques sur l'adoption. De plus, Li, s'appuyant sur des modèles comportementaux, a fait une distinction entre les modèles d'adoption au niveau individuel et au niveau organisationnel.

Collaboration

Des chercheurs en commerce et en gestion ont lancé des études sur la capacité de la technologie blockchain à faciliter la collaboration. Il a été postulé que les blockchains peuvent améliorer à la fois la coopération, définie comme la prévention des comportements opportunistes, et la coordination, englobant la communication et le partage d’informations. En raison de leur fiabilité inhérente, de leur transparence, de la traçabilité des enregistrements et de l’immuabilité des informations, les blockchains permettent une forme de collaboration distincte des accords contractuels traditionnels et des normes relationnelles. Contrairement aux contrats, les blockchains ne dépendent pas directement du système juridique pour l’application des accords. De plus, contrairement aux normes relationnelles, les blockchains ne nécessitent pas de confiance préexistante ni de connexions interpersonnelles directes entre les collaborateurs.

Blockchain et audit interne

L'impératif pour les audits internes d'assurer une surveillance efficace de l'efficacité organisationnelle nécessite une évolution des méthodologies et des formats d'accès à l'information. La mise en œuvre de la technologie blockchain nécessite un cadre pour identifier les risques d'exposition associés aux transactions basées sur la blockchain. L’Institut des auditeurs internes a reconnu la nécessité cruciale pour les auditeurs internes de s’impliquer dans cette technologie transformatrice. Par conséquent, de nouvelles méthodologies sont nécessaires pour élaborer des plans d’audit qui identifient efficacement les menaces et les risques potentiels. Ces facteurs sont évalués de manière exhaustive dans l'étude de l'Internal Audit Foundation, Blockchain and Internal Audit. En outre, l'American Institute of Certified Public Accountants a défini de nouvelles responsabilités pour les auditeurs découlant de l'avènement de la blockchain.

Testnet

Au sein de la technologie blockchain, un testnet représente une instance d'une blockchain fonctionnant sur la même version ou sur une version plus récente du logiciel de base, conçue pour les tests et l'expérimentation sans compromettre les fonds réels ou le réseau principal. Les pièces Testnet sont distinctes des pièces officielles du mainnet, ne possèdent aucune valeur monétaire intrinsèque et peuvent être obtenues gratuitement auprès des robinets.

Les testsnets facilitent le développement d'applications blockchain en atténuant les risques financiers associés à la perte de fonds.

L'utilisation des testnets a conduit à la découverte d'un bug critique dans le logiciel Bitcoin Core, qui aurait pu permettre aux mineurs de compromettre des composants essentiels de l'infrastructure Bitcoin (nœuds) en transmettant un bloc mal formé à la blockchain.

Mainnet

Un mainnet, abréviation de main network, constitue l'itération pleinement opérationnelle d'une blockchain où de véritables transactions sont traitées, contrairement à un testnet. Ce réseau est sécurisé par des mécanismes de consensus tels que la preuve de travail ou la preuve de participation et facilite les contrats intelligents, les transferts de jetons et les applications décentralisées.

L'événement d'un lancement du réseau principal signifie la transition d'un environnement de testnet à une blockchain opérationnelle et opérationnelle, un processus qui englobe généralement des audits de sécurité complets, le déploiement du réseau et la migration des jetons.

Journaux

En septembre 2015, le lancement de Ledger a été annoncé, marquant la création de la première revue universitaire à comité de lecture spécifiquement dédiée à la recherche sur la technologie des cryptomonnaies et des chaînes de blocs. Son premier numéro a ensuite été publié en décembre 2016. La revue englobe diverses disciplines académiques, notamment les mathématiques, l'informatique, l'ingénierie, le droit, l'économie et la philosophie, toutes liées aux crypto-monnaies. Les auteurs sont encouragés à signer numériquement un hachage de fichier de leurs manuscrits soumis, qui sont ensuite horodatés sur la blockchain Bitcoin. De plus, les auteurs sont priés d'inclure une adresse Bitcoin personnelle sur la page initiale de leurs soumissions afin de faciliter la non-répudiation.

Un journal des modifications est un enregistrement complet documentant toutes les modifications importantes mises en œuvre dans un projet.

Références

Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

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