La technologie blockchain expliquée de manière simple

Au cours de la dernière décennie, les secteurs économiques et industriels les plus divers ont connu tant d'innovations révolutionnaires et novatrices qu'il est logique que vous n'ayez pas le temps de toutes les examiner. La blockchain en fait partie.

Bien que des milliers d’actualités et d'articles paraissent chaque jour sur ce sujet, ou peut-être à cause de cela, beaucoup de gens en savent encore très peu.

Dans cet article, nous souhaitons expliquer les bases de la technologie blockchain en termes simples.

La blockchain est une technologie

Le point de départ est que la blockchain est une technologie. Dans la plupart des articles, la blockchain est liée au bitcoin (la plus célèbre des cryptomonnaies, un autre sujet pour un article expliquant de manière simple de quoi il s'agit). Ce lien est fait si souvent que beaucoup de gens pensent qu'il s'agit de la même chose, mais ce n'est pas le cas. 

La technologie blockchain a été développée au début des années 1990 dans le but de fournir des documents numériques avec une date fixe qui ne peut être modifiée. Après cela, la technologie est restée pratiquement inutilisée jusqu'à ce que Satoshi Nakamoto l'utilise pour créer la cryptomonnaie bitcoin en 2009.

Ainsi, la blockchain est une technologie, tandis que le bitcoin est son application la plus célèbre, tout comme l'impression en lettres d’imprimerie est la technologie et les livres imprimés en sont une application. Maintenant que nous avons clarifié ce point, voyons de quel type de technologie il s'agit.

La blockchain est ce que l’on appelle une distributed ledger technology

La technologie blockchain appartient à la famille des distributed ledger technologies, c'est-à-dire des technologies basées sur un registre informatique distribué (ledger). Ceux qui sont moins familiers avec les technologies de l'information peuvent trouver cela difficile à comprendre. C'est pourquoi nous allons expliquer ce concept plus en détail.

Pensez au bon vieux livre de classe sur papier que l'enseignante remplit à la main. Ce livre est conservé dans la salle des professeurs et repose là dans un tiroir fermé à clé. Chaque jour, l'enseignante sort le livre, le met sous son bras, se rend dans la classe, le pose sur son bureau et, au cours de la journée, elle y inscrit les absences, les notes et les punitions. À la fin de la journée, elle le remet dans le tiroir.

Le livre de classe est le document « sacré » dont dépend le destin de chaque élève, même si le système n'est pas parfait par essence : le livre peut se perdre, on peut renverser de l'eau ou du café dessus et rendre les notes illisibles, l'écriture du professeur peut être difficile à déchiffrer, les notes peuvent contenir des erreurs, les professeurs peuvent confondre les noms de famille et - comme cela arrive souvent - les élèves peuvent élaborer des stratagèmes diaboliques pour s'en emparer et le modifier, voire le détruire.

La technologie basée sur les registres informatiques distribués élimine toutes ces vulnérabilités. Non seulement le registre est numérique, donc sans risque physique, mais il est également distribué au sein d'un réseau informatique. Dans notre cas, cela signifie que chaque enseignant de la classe, chaque élève et chaque parent est un nœud de ce réseau informatique et possède une copie identique du livre de classe qui est constamment mis à jour. De cette façon, il ne peut jamais être perdu. Mais ce n'est pas tout. 

La technologie du registre distribué consiste en des systèmes informatiques dans lesquels le registre distribué peut être lu et modifié par plusieurs nœuds d'un réseau, mais pour que ces modifications soient effectivement apportées à chaque copie du registre, elles doivent être confirmées par pratiquement tous les nœuds du réseau. Cela empêche l'enseignante de noter le 9 que Laura a obtenu dans la case réservée à Pierre ou à Pierre de changer son 3 en 9. 

Les moyens et les règles par lesquels le consensus est obtenu pour apporter des modifications déterminent les différents types de registres et distinguent les diverses technologies de registres distribués, y compris la blockchain.

Comment fonctionne la blockchain ?

Avec l’aide de l’Osservatorio su Blockchain e Distributed Ledger del Politecnico di Milano (observatoire de la blockchain et des registres distribués de l'Université technique de Milan), nous allons maintenant essayer de comprendre les caractéristiques de la technologie blockchain.

Traduit littéralement, blockchain signifie une « chaîne de blocs » : il s'agit d'un réseau informatique composé de nœuds (ordinateurs et personnes) qui peuvent gérer et mettre à jour le contenu d'un registre de manière non ambiguë et sécurisée (le but) en créant des blocs d'informations qui forment ensemble une chaîne (le moyen).

Reprenons l'exemple de notre classe et considérons-la comme une application blockchain. Les notes d'un test sont un bloc de nouvelles informations que l'enseignant veut utiliser pour mettre à jour le journal, ou la chaîne. Pour ce faire, les notes attribuées à chaque élève doivent également être vérifiées par les élèves (afin que le 9 de Laura ne soit pas accidentellement attribué à Pierre qui n'a obtenu qu'un 3). Lorsque ce consensus est atteint, le bloc de notes devient un nouveau bloc dans la chaîne et chaque copie du registre est mise à jour avec celui-ci. 

De même, dans d'autres domaines d'application de la blockchain, le transfert de propriété de maisons, la souscription de polices d'assurance et la réception d'indemnités, ou encore la vente d'un lot d'œufs par un éleveur à une chaîne de magasins peuvent constituer un « bloc ».

Registres, blocs et chaînes : pourquoi pouvons-nous nous fier à la blockchain ?

Nous avons défini la blockchain comme un réseau informatique composé de nœuds qui créent et mettent à jour une chaîne de blocs d'informations, c'est-à-dire le registre, garantissant la sécurité et l'immuabilité des informations.

Mais peut-on vraiment lui faire confiance ? Pourquoi la blockchain est-elle plus fiable qu'un régulateur traditionnel ? Qu'est-ce qui protège la blockchain des tentatives de fraude ?

Nous avons vu comment la chaîne, ou l'ensemble du registre, est constituée de blocs qui sont en fait des pages du registre et qui sont à leur tour des ensembles d’enregistrements, les lignes individuelles du journal, qui, selon l'application, peuvent représenter des transactions, des droits ou d'autres informations.

Pour bien comprendre le niveau de sécurité d'une blockchain, nous devons comprendre comment les blocs sont générés et ce qu'ils représentent. 

Chaque bloc de la chaîne contient :

• des informations, dans le cas du bitcoin par exemple, sur les transactions, c'est-à-dire qui vend, qui achète et le montant des transactions ;
• un code unique du bloc, appelé « hachage », l'équivalent d'une empreinte digitale, qui identifie de manière unique les informations contenues dans le bloc ;
• et enfin, le hachage du bloc précédent auquel il est relié.

Le hachage d'identification des blocs se caractérise par le fait qu'il est indissociable de l'information contenue dans le bloc. Supposons que j'essaie d'altérer les informations d'un bloc de la chaîne. Je provoque alors un changement dans le hachage, l'empreinte digitale. Mais en conséquence, le bloc modifié n'est plus reconnu par le bloc suivant (car, comme nous l'avons vu, celui-ci contient également le hachage du bloc précédent), ce qui entraîne une rupture de la chaîne.

Qu'est-ce que cela implique ? Cela implique que pour modifier un bloc, je dois également être en mesure de modifier tous les blocs suivants pour rétablir la connexion entre eux. Difficile, mais pas impossible, grâce à la puissance de calcul des ordinateurs actuels qui peuvent calculer des centaines de milliers de hachages par seconde.

Pour réduire ce risque, la technologie blockchain dispose d'une autre mesure de sécurité appelée preuve de travail. En pratique, la preuve de travail fixe un temps prédéterminé nécessaire pour créer un nouveau bloc (dans le cas des bitcoins, il est de 10 minutes). Cela signifie que je peux avoir l'ordinateur le plus rapide du monde, mais que je dois quand même attendre 10 minutes pour chaque bloc qui doit être modifié. Imaginez 10 000 blocs à changer : cela représente 100 000 minutes, ou 70 jours.

La combinaison du hachage et de la preuve de travail est en soi une extraordinaire garantie de sécurité, mais un autre élément rend la blockchain encore plus sûre : une technologie distribuée où chaque nœud possède une copie du journal et doit approuver ou rejeter chaque modification qui y est apportée.

Ainsi, pour que ma tentative de fraude réussisse, je dois non seulement recalculer tous les hachages des blocs suivant le bloc modifié, ou simplement contourner l'obstacle de la preuve de travail, mais je dois aussi réussir à contrôler plus de 50 % des nœuds (ordinateurs) du réseau. C'est pratiquement impossible !

Nous devons maintenant nous demander ce qui est le plus probable : une violation des blockchains ou la corruption, la fraude ou une erreur d'une instance de contrôle humaine ?

Pas seulement le bitcoin : de la traçabilité des aliments aux expéditions en passant par l'exécution de contrats intelligents.

Cette garantie de sécurité détermine le succès de la technologie blockchain et la rend adaptée à de nombreuses applications différentes.

Par exemple, vous pouvez utiliser la blockchain pour assurer la traçabilité et la sécurité alimentaire dans différents secteurs. Les acteurs de la chaîne d'approvisionnement obtiennent ainsi des garanties sur l'origine des aliments, depuis leur culture jusqu'à leur mise en rayon, en passant par les différentes étapes de leur transformation, avec des informations fixes et consultables en temps réel. Cette application est déjà utilisée par Walmart et Carrefour pour fournir aux fournisseurs, aux régulateurs et aux consommateurs des informations de plus en plus complètes et transparentes, sans le risque d'erreurs, voire de fraude, que peuvent rencontrer les systèmes de traçabilité traditionnels, qui reposent encore largement sur le papier.

Une autre application est la traçabilité des conteneurs : IBM a déjà investi dans ce domaine avec Maersk, la plus grande société de transport par conteneurs du monde. Les deux géants ont créé une entreprise commune, TradeLens, dans le but d'automatiser les flux logistiques et d'éliminer les goulets d'étranglement à l'origine d'importants gaspillages. On a calculé que des marchandises d'une valeur de 4 000 milliards de dollars sont transportées par voie maritime chaque année. Cela représente pas moins de 80 % de tout ce que nous utilisons au quotidien. Mais environ 15 à 20 % des coûts de transport dépendent de la gestion des documents. Pour certains trajets, comme New York - Amsterdam, ce pourcentage atteint 50 %. Avec la blockchain, ces documents peuvent être gérés de manière beaucoup plus économique.

Bien que la blockchain soit déjà utilisée dans ces domaines, les applications futures sont beaucoup plus révolutionnaires. La blockchain peut être utilisée partout où les données doivent être préservées et protégées contre la perte et la falsification, ou pour garantir leur caractère officiel : dans le domaine des soins de santé, pour enregistrer les antécédents cliniques de chaque patient, ou pour rendre les diplômes d'études infalsifiables.

Avec la blockchain, vous pouvez en principe vous passer des banques, des notaires et des institutions financières, car vous pouvez parapher des contrats sans l'intervention d'un tiers. Il s'agit de ce que l'on appelle des smart contracts, des contrats intelligents qui ne peuvent être paraphés que si toutes les conditions fixées sont remplies, et qui peuvent être établis grâce à la blockchain.

Le maillon faible dans cette chaîne

On dit souvent que la résistance d’une chaîne est limitée à la résistance de son maillon le plus faible. Avec la blockchain, c'est l’inverse. Chaque maillon, même le plus faible, devient plus fort et plus sûr car il fait partie d'une chaîne immuable.

Si l'on y regarde bien, le seul maillon faible est notre prise de conscience du fait que cette technologie peut nous offrir des possibilités de progrès social et économique.

Nous espérons que cet article a contribué à cette prise de conscience et que vous avez maintenant envie d'en savoir plus sur le sujet.