Qu’est-ce qu’une «blockchain»?

Si vous avez regardé les nouvelles ces derniers temps, vous avez peut-être entendu parler de quelque chose qui s’appelle une blockchain. C’est un concept qui rend les données ultra-sécurisées pour des usages spécifiques. Vous l’avez probablement entendu à propos du Bitcoin, mais il a des applications bien au-delà des crypto-monnaies préférées de tout le monde. Voici une explication rapide de son fonctionnement.

Tout commence par le chiffrement

Pour comprendre les blockchains, vous devez comprendre la cryptographie. L’idée de la cryptographie est bien plus ancienne que celle des ordinateurs: cela signifie simplement réorganiser les informations de telle sorte que vous ayez besoin d’une clé spécifique pour la comprendre. Le jouet en anneau décodeur simple que vous avez trouvé dans votre boîte de céréales Kix est une forme de cryptographie la plus élémentaire: créez une clé (également appelée chiffrement) qui remplace une lettre par un chiffre, exécutez votre message via la clé, puis donnez la clé de quelqu’un d’autre. Quiconque trouve le message sans la clé ne peut pas le lire, sauf s’il est «fissuré». L’armée a utilisé une cryptographie plus complexe bien avant les ordinateurs (la machine Enigma encodait et décodait des messages pendant la Seconde Guerre mondiale, par exemple).

Le cryptage moderne, cependant, est entièrement numérique. Les ordinateurs d’aujourd’hui utilisent des méthodes de cryptage si complexes et si sûres qu’il serait impossible de les casser par de simples calculs effectués par des humains. Cependant, la technologie de cryptage informatique n’est pas parfaite; il peut encore être «craqué» si des personnes suffisamment intelligentes attaquent l’algorithme, et les données sont toujours vulnérables si quelqu’un d’autre que le propriétaire trouve la clé. Mais même le cryptage au niveau du consommateur, comme le cryptage AES 128 bits qui est désormais standard sur l’iPhone et Android, est suffisant pour éloigner les données verrouillées du FBI.

La Blockchain est un registre de données collaboratif et sécurisé

Le cryptage est normalement utilisé pour verrouiller les fichiers afin qu’ils ne soient accessibles que par des personnes spécifiques. Mais que se passe-t-il si vous avez des informations qui doivent être vues par tout le monde – comme, par exemple, les informations comptables d’une agence gouvernementale qui doivent être publiques par la loi – et qui doivent encore être sécurisées? Là, vous avez un problème: plus il y a de personnes qui peuvent voir et modifier des informations, moins elles sont sécurisées.

Les blockchains ont été développées pour répondre aux besoins de sécurité de ces situations spécifiques. Dans une blockchain, chaque fois que les informations sont consultées et mises à jour, le changement est enregistré et vérifié, puis scellé par cryptage, ne pouvant pas être modifié à nouveau. L’ensemble des modifications est ensuite enregistré et ajouté à l’enregistrement total. La prochaine fois que quelqu’un fait des changements, tout recommence, en préservant les informations dans un nouveau «bloc» qui est chiffré et attaché au bloc précédent (d’où la «chaîne de blocs»). Ce processus répétitif relie la toute première version de l’ensemble d’informations à la dernière, afin que tout le monde puisse voir toutes les modifications jamais apportées, mais ne peut contribuer et modifier que la dernière version.

Cette idée résiste en quelque sorte aux métaphores, mais imaginez que vous êtes dans un groupe de dix personnes assemblant un ensemble LEGO. Vous ne pouvez ajouter qu’une seule pièce à la fois et ne pouvez jamais retirer aucune pièce du tout. Chaque membre du groupe doit s’entendre sur la destination précise de la pièce suivante. De cette façon, vous pouvez voir toutes les pièces à tout moment – jusqu’à la toute première pièce du projet – mais vous ne pouvez modifier que la dernière pièce.

Pour quelque chose d’un peu plus pertinent, imaginez un document collaboratif, comme une feuille de calcul sur Google Docs ou Office 365. Tous ceux qui ont accès au document peuvent le modifier, et chaque fois qu’ils le font, la modification est enregistrée et enregistrée dans une nouvelle feuille de calcul, puis verrouillé dans l’historique du document. Vous pouvez donc revenir en arrière, étape par étape, à travers les modifications apportées, mais vous ne pouvez ajouter des informations qu’à la dernière version, pas modifier les anciennes versions de la feuille de calcul qui ont déjà été verrouillées.

Comme vous l’avez probablement entendu, cette idée d’un «registre» sécurisé et constamment mis à jour est principalement appliquée aux données financières, là où cela a le plus de sens. Les monnaies numériques distribuées comme Bitcoin sont l’utilisation la plus courante des blockchains – en fait, la toute première a été faite pour Bitcoin et l’idée s’est répandue à partir de là.

Les éléments techniques: étape par étape, bloc par bloc

Comment tout cela se joue-t-il réellement sur un ordinateur? C’est une combinaison de cryptographie et de mise en réseau peer-to-peer.

Vous connaissez peut-être le partage de fichiers peer-to-peer: des services comme BitTorrent qui permettent aux utilisateurs de télécharger et de télécharger des fichiers numériques à partir de plusieurs emplacements plus efficacement qu’à partir d’une seule connexion. Imaginez les «fichiers» comme les données de base dans une blockchain, et le processus de téléchargement comme la cryptographie qui le maintient à jour et sécurisé.

Ou, pour revenir à notre exemple Google Docs ci-dessus: imaginez que le document collaboratif sur lequel vous travaillez n’est pas stocké sur un serveur. Au lieu de cela, c’est sur l’ordinateur de chaque individu, qui se vérifient et se mettent constamment à jour pour s’assurer que personne n’a modifié les enregistrements précédents. Cela le rend «décentralisé».

C’est l’idée centrale de la blockchain: ce sont des données cryptographiques qui sont consultées et sécurisées en permanence en même temps, sans serveur ni stockage centralisé, avec un enregistrement des modifications qui s’intègre dans chaque nouvelle version des données.

Nous avons donc trois éléments à considérer dans cette relation. Premièrement, le réseau d’utilisateurs peer-to-peer qui stockent tous des copies de l’enregistrement blockchain. Deuxièmement, les données que ces utilisateurs ajoutent au dernier «bloc» d’informations, ce qui permet de les mettre à jour et de les ajouter à l’enregistrement total. Troisièmement, les séquences cryptologiques que les utilisateurs génèrent pour s’accorder sur le dernier bloc, le verrouillant en place dans la séquence de données qui forme l’enregistrement.

C’est ce dernier morceau qui est la sauce secrète du sandwich blockchain. À l’aide de la cryptographie numérique, chaque utilisateur contribue à la puissance de son ordinateur afin d’aider à résoudre certains de ces problèmes mathématiques extrêmement complexes qui assurent la sécurité de l’enregistrement. Ces solutions extrêmement complexes – connues sous le nom de «hachage» – résolvent des parties essentielles des données de l’enregistrement, comme le compte qui a ajouté ou soustrait de l’argent dans un grand livre comptable, et où cet argent est allé ou provient. Plus les données sont denses, plus la cryptographie est complexe et plus il faut de puissance de traitement pour les résoudre. (C’est là que l’idée de «minage» dans Bitcoin entre en jeu, d’ailleurs.)

Donc, pour résumer, on peut penser qu’une blockchain est une donnée qui est:

1. Constamment mis à jour. Les utilisateurs de la blockchain peuvent accéder aux données à tout moment et ajouter des informations au bloc le plus récent.
2. Distribué. Des copies des données de la blockchain sont stockées et sécurisées par chaque utilisateur, et tous doivent s’entendre sur de nouveaux ajouts.
3. Vérifié. Les modifications apportées aux nouveaux blocs et les copies des anciens blocs doivent être approuvées par tous les utilisateurs via une vérification cryptographique.
4. Sécurise. La falsification des anciennes données et la modification de la méthode de sécurisation de nouvelles données sont empêchées à la fois par la méthode cryptographique et le stockage non centralisé des données elles-mêmes.

Et croyez-le ou non, ça devient encore plus compliqué que ça… mais c’est l’idée de base.

La blockchain en action: montrez-moi l’argent (numérique)!

Prenons donc un exemple de la façon dont cela s’applique à une crypto-monnaie comme Bitcoin. Disons que vous avez un Bitcoin et que vous souhaitez le dépenser pour une nouvelle voiture. (Ou un vélo, une maison ou une nation insulaire de petite à moyenne taille – quelle que soit la valeur d’un Bitcoin cette semaine.) Vous vous connectez à la blockchain Bitcoin décentralisée avec votre logiciel et vous envoyez votre demande pour transférer votre Bitcoin au vendeur de la voiture. Votre transaction est ensuite transmise au système.

Chaque personne sur le système peut le voir, mais votre identité et celle du vendeur ne sont que des signatures temporaires, de minuscules éléments des énormes problèmes mathématiques qui forment le cœur de la cryptographie numérique. Ces valeurs sont insérées dans l’équation de la blockchain, et le problème lui-même est «résolu» par les membres du réseau peer-to-peer générant des hachages de cryptographie.

Une fois la transaction vérifiée, un Bitcoin est déplacé de vous vers le vendeur et enregistré sur le dernier bloc de la chaîne. Le bloc est fini, scellé et protégé par cryptographie. La prochaine série de transactions commence et la blockchain s’allonge, contenant un enregistrement complet de toutes les transactions à chaque mise à jour.

Maintenant, quand vous pensez à une blockchain comme «sécurisée», il est important de comprendre le contexte. Les transactions individuelles sont sécurisées et l’enregistrement total est sécurisé, tant que les méthodes utilisées pour sécuriser la cryptographie restent «non fissurées». (Et rappelez-vous, ce truc est vraiment difficile à briser – même le FBI ne peut pas le faire avec de simples ressources informatiques.) Mais le maillon le plus faible de la blockchain est, eh bien, vous – l’utilisateur.

Si vous autorisez quelqu’un d’autre à utiliser votre clé personnelle pour accéder à la chaîne, ou s’il la trouve en piratant simplement votre ordinateur, il peut apporter des ajouts à la blockchain avec vos informations, et il n’y a aucun moyen de les arrêter. C’est ainsi que Bitcoin est «volé» lors d’attaques très médiatisées sur les principaux marchés: ce sont les entreprises qui exploitaient les marchés, et non la blockchain Bitcoin elle-même, qui ont été compromises. Et comme les Bitcoins volés sont transférés à des utilisateurs anonymes, via un processus vérifié par la blockchain et enregistré pour toujours, il n’y a aucun moyen de trouver l’attaquant ou récupérer le Bitcoin.

Que peuvent faire les blockchains?

La technologie Blockchain a commencé avec Bitcoin, mais c’est une idée tellement importante qu’elle n’y est pas restée longtemps. Un système constamment mis à jour, accessible à tous, vérifié par un réseau non centralisé et incroyablement sécurisé, a de nombreuses applications différentes. Des institutions financières telles que JP Morgan Chase et la bourse australienne développent des systèmes de blockchain pour sécuriser et distribuer des données financières (pour la monnaie conventionnelle, pas la crypto-monnaie comme Bitcoin). La fondation Bill & Melinda Gates espère utiliser des systèmes de blockchain pour fournir des services bancaires gratuits et distribués à des milliards de personnes qui ne peuvent pas se permettre un compte bancaire régulier.

Des outils open source comme Hyperledger tentent de rendre les techniques de la blockchain disponibles à un plus large éventail de personnes, dans certains cas, sans avoir besoin des quantités monstrueuses de puissance de traitement nécessaires pour sécuriser d’autres conceptions. Les systèmes de travail collaboratifs peuvent être vérifiés et enregistrés avec des techniques de blockchain. Presque tout ce qui doit être constamment enregistré, consulté et mis à jour peut être utilisé de la même manière.

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