Bien entrée dans les mœurs depuis quelques années, la technologie blockchain reste néanmoins toujours un mystère pour certains, et une définition ne fait jamais de mal. Quelle est cette technologie et comment fonctionne-t-elle ? Est-elle indissociable du Bitcoin (BTC) et des cryptomonnaies ? Ou est-ce une technologie indépendante des actifs numériques ?

La blockchain est la réunion de trois éléments existants depuis plusieurs décennies :

  1. Les bases de données
  2. La cryptographie
  3. Le consensus distribué

En d’autres termes, la technologie blockchain n’est pas, à proprement parler, une révolution. Cependant, cette réunion d’éléments fait de la blockchain une technologie révolutionnaire, permise grâce à l’apparition du protocole Bitcoin. Les évolutions ultérieures sont également toutes issues de Bitcoin. 

🔎 Cet article a pour but de définir et de vous expliquer de manière complète et claire ce qu’est la blockchain.

Comment bien définir la blockchain ?

La définition technique de la blockchain

La blockchain, rarement (jamais ?) appelée chaîne de blocs en français, est une technologie qui réunit des éléments techniques datant du XXe siècle : les bases de données, la cryptographie et le consensus distribué. Creusons un peu plus chacun de ces points.

Une base de données

Inutile de vous présenter en détail ce qu’est une base de données informatique. Il s’agit d’une réunion d’informations collectées en amont, organisées selon le classement souhaité et stockées dans un serveur informatique.

La quasi-totalité des entreprises possède aujourd’hui des bases de données, ne serait-ce que les données liées à la clientèle.

Une base de données non informatique c’est globalement ça : une bibliothèque

À la différence d’une base de données classique, celle du grand livre qu’est la blockchain publique est entièrement transparente et traçable, sans possibilité de la modifier une fois qu’une transaction a été validée.

L’utilisation de la cryptographie

La cryptographie est une composante essentielle de la blockchain. C’est elle qui permet de sécuriser les transactions. Toutes les blockchains utilisent une cryptographie similaire, en associant une clé publique et une clé privée

La clé publique, c’est l’adresse visible d’une personne sur le réseau. Par exemple, si vous envoyez 1 BTC à votre sœur (elle a de la chance 😅), votre adresse crypto (publique) et celle de votre sœur apparaîtront dans le registre Bitcoin. Pour faire une analogie avec le système bancaire, la clé publique, c’est un peu comme votre IBAN.  Dans une blockchain publique, cette clé est visible par tous. C’est en effet une conséquence de ce système public, transparent et entièrement traçable.

Cette clé publique est liée à une clé privée, qui revêt une autre importance. La clé privée permet de signer numériquement une transaction et de prouver que vous en êtes bien l’auteur. Souvent matérialisée par une suite de mots de 12, 18 ou 24 mots, la clé privée est la seule garantie vous permettant d’accéder à votre portefeuille sur la blockchain. Par exemple, si, pour une raison ou une autre, vous perdez l’accès à ce portefeuille, la clé privée sera exigée pour recouvrer cet accès. Si la clé privée est égarée, l’accès devient impossible et le portefeuille ne peut plus jamais être utilisé.

Hadrien
Les conseils de Hadrien

Avoir son propre wallet crypto si vous le souhaitez, c’est bien, mais cela requiert donc un minimum d’organisation. Comme éviter que vos enfants dessinent sur le papier contenant votre clé privée et que la baby-sitter le jette à la poubelle après 😱.

Si vous ne voulez pas vous préoccuper de tout cela, optez pour une plateforme d’échange sûre qui conservera vos actifs. Il y a également ZenGo dont la sécurité du wallet s’appuie sur l’authentification biométrique avec votre visage.  Pour en savoir plus, lisez mon avis sur ZenGo.

C’est à la fois toute la magie et toute la peur de la blockchain. D’une part, sauf si vous les confiez à une plateforme d’échange, vous êtes entièrement propriétaire de vos données et donc de vos cryptomonnaies. D’autre part, toute perte de cette clé entraîne une perte irréversible des cryptomonnaies stockées sur votre portefeuille.

Un consensus distribué

Une fois que l’on a une base de données sécurisée par la cryptographie, pour compléter notre définition de la blockchain, il faut un consensus pour valider les transactions

La quasi-totalité des blockchains utilise soit la preuve de travail (Proof-of-Work, PoW), soit la preuve d’enjeu (Proof-of-Stake, PoS). Bitcoin est la blockchain la plus connue fonctionnant avec la PoW, tandis que la PoS est utilisée par la majorité des blockchains, incluant Ethereum (ETH) depuis le 15 septembre 2022 et le Merge.

Quel que soit le consensus utilisé, le réseau est dit distribué, allant ainsi au-delà de la décentralisation. Nous allons développer ce point juste après.

La réunion des trois éléments par le protocole Bitcoin (BTC)

Jusqu’au protocole Bitcoin, il n’avait pas été possible de transférer de la valeur entre deux machines, car les deux machines conservaient une copie de l’objet. Par exemple si vous envoyez un email, vous pouvez également conserver une copie de cet email dans votre boite d’envoi. Il n’y a pas de propriétaire unique de ce mail. Avec son protocole, Satoshi Nakamoto, fondateur de Bitcoin, a permis de résoudre cet épineux problème, appelé double dépense.

La définition de la block chain passe forcément par le Bitcoin
Le Bitcoin : la première blockchain

L’objectif consiste à s’assurer que lorsque vous envoyez 1 BTC à votre sœur, ce BTC est effectivement transféré de votre wallet à celui de votre sœur. En d’autres termes, vous ne devez plus l’avoir à la fin de l’opération.

L’ingéniosité du protocole permet cela et toutes les autres blockchains en sont des dérivés. Par conséquent, le protocole Bitcoin est clairement à l’origine de la blockchain telle que définie aujourd’hui.

La définition utilitaire de la blockchain

Tentons une définition en une phrase de la blockchain.

La blockchain est une base de données sécurisée par des moyens cryptographiques dans un registre transparent et ouvert à tous, qui répertorie les transactions dans un ordre chronologique.

Ces transactions sont validées et authentifiées par un réseau décentralisé et pair à pair, sans intermédiaire ou tiers de confiance. Les participants au réseau sont rémunérés en conséquence pour les efforts qu’ils fournissent pour valider les transactions. Ce sont les fameux mineurs pour les blockchains en Proof-of-Work.

Si, au départ avec le Bitcoin, une transaction ne se comprenait que sous l’angle monétaire, la blockchain Ethereum l’a étendue à toute sorte d’activités grâce aux smart contracts

Avec ceux-ci, la blockchain peut permettre le versement d’une indemnité d’assurance conditionnelle (par exemple vous êtes automatiquement remboursé si votre avion arrive en retard), la création d’un avatar dans un métavers, ou d’un NFT, ou encore la consultation de diplômes ou de certificats conservés par une blockchain.

La blockchain permet donc de sécuriser un grand nombre d’activités.

Le fonctionnement de la technologie blockchain expliqué

Le consensus de la preuve de travail

Principalement utilisée par Bitcoin, la PoW fait appel à ce que l’on appelle des mineurs et des nœuds. Chacun de ces derniers possède une copie de la blockchain et en assure son intégrité. Les nœuds sont cantonnés à ce rôle de gardien, au contraire des mineurs.

Lorsqu’une transaction est initiée, elle apparaît dans la liste des transactions à valider pour les mineurs. C’est alors qu’une sorte de course débute entre eux. Leurs machines doivent résoudre une équation mathématique le plus vite possible. Le premier qui trouve remporte la mise et peut valider la transaction ou un bloc de transactions. Le bloc s’ajoute à la blockchain, sécurisé par une clé cryptographique, de standard SHA-256, communément appelé un hash. Une cryptomonnaie de la blockchain en question vient récompenser le mineur ayant validé le bloc. Par exemple en lui octroyant un BTC pour la blockchain Bitcoin.

Illustration d'Asic de minage, des machines nécessaire au fonctionnement de la blockchain
Le minage de cryptomonnaie requiert des machines puissantes, comme les Asic, spécialement conçus pour.
Feel Mining permet d’investir dans des Asic de minage pour générer des revenus récurents.

La preuve de travail (PoW) nécessite une très importante puissance de calcul pour valider les blocs, et donc une forte consommation d’énergie. Cependant, c’est le consensus le plus sécurisé. En effet, pour en prendre le contrôle, il faudrait une puissance de calcul équivalente à plus de la moitié du réseau. C’est impossible avec les moyens d’aujourd’hui. Les limites technologiques et la consommation d’énergie sont donc ce qui permet de sécuriser au maximum les blockchain fonctionnant avec la PoW. 

Le consensus de la preuve d’enjeu

Passons désormais à la définition du consensus de preuve d’enjeu (Proof-of-Stake), qui est aujourd’hui majoritaire dans l’écosystème des projets blockchain. Il fait appel à des personnes, appelées validateurs, qui vont immobiliser un nombre important de tokens (staking) de la blockchain en question.

Lorsque des transactions sont initiées, le système va attribuer de manière aléatoire à un validateur la validation d’une ou plusieurs transactions. Plus on a de tokens immobilisés, plus on a de chances que le système nous désigne. 

Comme pour le consensus PoW, une fois le bloc validé, il est ajouté à la blockchain et sécurisé par un hash de standard SHA-256. Autre similitude, les nœuds restent avant tout cantonnés au rôle de gardien de la blockchain. 

En revanche, contrairement à la preuve de travail, il y a très peu de dépense d’énergie dans le consensus Proof-of-Stake. En effet, puisqu’un seul validateur travaille pour valider la transaction, et non plusieurs mineurs en même temps pour une seule transaction. Le consensus de la preuve d’enjeu est moins sécurisé, car la prise de contrôle du réseau est possible si l’on possède la moitié des tokens. Il faut donc un maximum de validateurs pour sécuriser au maximum le réseau.

Les détracteurs du Merge d’Ethereum ont notamment pu critiquer la sécurité inférieure du Proof-of-Stake comparée à celle du Proof-of-Work. Néanmoins, avec plus de 99% de consommation d’énergie en moins, la preuve d’enjeu a aussi ses avantages 🌍.

Les avantages et les inconvénients de la technologie blockchain

Les avantages de la blockchain

Maintenant que nous avons donné une définition de la blockchain et expliqué son fonctionnement, venons en à ce que cette technologie apporte. Le principal avantage de la blockchain est d’être une technologie distribuée. Cela signifie que le registre est stocké dans plusieurs milliers de serveurs (nœuds), tous reliés entre eux. Ainsi, même si un nœud est défaillant, par exemple en cas de cyberattaques, des milliers d’autres peuvent compenser. S’il est possible d’attaquer un nœud, il est donc impossible aujourd’hui de falsifier une blockchain. A l’inverse, lorsque les données sont centralisées, il suffit que le serveur soit attaqué pour qu’une défaillance apparaisse. 

Le second avantage, c’est la transparence et la traçabilité. En effet, tout le monde peut télécharger le registre et consulter les transactions enregistrées. Par exemple sur Etherscan pour ce qui concerne les transactions sur Ethereum. Bon, il faut être un peu geek quand même 🤓. En outre, les données ne sont pas modifiables, car il faudrait l’accord de l’ensemble du réseau pour le faire. 

Le troisième avantage est la conséquence des deux autres : l’absence de tiers de confiance. En effet, grâce au consensus de validation, à la distribution et à la transparence, le réseau se régule de manière autonome. Ainsi, un projet comme Ripple (XRP) a comme ambition de limiter les tiers de confiance dans tout ce qui est échange de monnaie. Là où aujourd’hui une ou plusieurs banques sont nécessaires lors d’un paiement en devises étrangères. Les Decentralized Exchange (DEX) sont un autre exemple, permettant à des services financiers de fonctionner sans tierce partie.

Enfin, le dernier avantage est une automatisation accrue des processus et une réduction des coûts. On ne sait jamais, cela pourrait intéresser quelques uns… 😊

Les inconvénients de la blockchain

Le principal inconvénient est lié à la consommation d’énergie des blockchains fonctionnant avec la preuve de travail (PoW). Certains ont ainsi pu avancer que le minage de Bitcoin consommait autant d’électricité qu’un pays comme la Finlande. Il est donc nécessaire de réduire la consommation au fil du temps, sans perdre en sécurité.

La sécurité justement, c’est le principal problème des protocoles utilisant le consensus de preuve d’enjeu (PoS), ayant encore des failles de sécurité. Le nombre de piratages dans l’univers crypto reste encore relativement important et fait souvent l’actualité.

Le troisième inconvénient, c’est l’immuabilité des données inscrites. Cela peut donc poser des questions au regard de la protection des données personnelles. Avec le RGPD (Règlement Général sur la Protection des Données) mis en place en 2018, bon nombre de règles consiste à pouvoir effacer les données sur demande de l’utilisateur, ou passé un certain temps.

Le dernier inconvénient, c’est la lenteur des blockchains PoW comme Bitcoin, qui ne sont pas capables de gérer plus de 10 transactions par seconde. C’est la contrepartie de la sécurité. Mais cela ne permet pas de remplacer le système de paiement actuel par exemple, qui gère des milliers de transactions simultanées par seconde.

Au delà de la définition, quels cas d’usage de la blockchain ?

En premier lieu nous pensons évidemment au secteur financier au sens large. Le premier cas d’usage de la blockchain, c’est les cryptomonnaies, le transfert d’argent, sans intermédiaire et sans conservation en banque. La blockchain permet aussi de fortement réduire le temps de transfert et, généralement, les frais de transaction.

La blockchain VeChain a pour ambition de révolutionner la logistique (supply chain)
La blockchain VeChain a pour ambition de révolutionner la logistique (supply chain)

Mais il y a d’autres cas d’usage, dont nous allons lister quelques uns ici :

  • Chaînes d’approvisionnement (supply chain) : traçabilité de toutes les actions liées à un produit, de sa fabrication à la mise en rayon ou à la livraison, comme par exemple la blockchain VeChain
  • Artistes : possibilité de percevoir des droits d’auteurs « blockchainisés », notamment via des NFTs
  • Données de santé : sécurisation des données auxquels seule la personne propriétaire a accès
  • Assurance : automatisation des indemnisations grâce aux smart contracts (assurances paramétriques)
  • Cadastre et immobilier : conservation des registres des notaires sur une blockchain et tokénisation d’un bien immobilier, qui sera la SCPI du futur
  • Identité : comme pour les données de santé, protection de son identité pour se connecter à certains services, ce que propose l’entreprise française Archipels

La blockchain dans la finance

Comme nous sommes un site de finance, nous allons tout de même creuser un peu plus ce point !

Applications dans la finance de marché

Un système permettant de gérer des transactions de manière sécurisée, en toute confiance entre les acteurs et avec fluidité ne pouvait pas manquer d’intéresser les acteurs de la finance. Et c’est ce qui ce passe actuellement.

On assiste à une explosion d’initiatives autour de la blockchain et des registres distribués (distributed ledger), même si certaines restent encore à l’état de tests ou « proof of concept ». Il ne se passe pas de jours sans que des communiqués de presse sur le sujet fassent irruption. Petit tour d’horizon des domaines d’applications :

  • La technologie blockchain pourrait apporter un progrès énorme dans la transparence et la sécurisation des dérivés OTC et les transactions « securities finance » (repo et prêt-emprunt de titres). En gros la blockchain en elle-même constituerait le « trade repository » permettant à tout instant de savoir qui détient quel contrat. Ce dont rêvent les régulateurs (cf. EMIR, Dodd-Franck) !
  • La chaîne post-marché des titres : dans ce domaine, tout repose sur le rôle pivot du dépositaire central, qui est le seul à tenir le registre de la quantité de titres en circulation. (cf. cet article de Finance Héros). Avec la blockchain, plus besoin de passer par un dépositaire central (et par la cascade d’intermédiaires qui permettent d’y accéder) pour matérialiser le transfert de propriété suite à un achat-vente de titres
  • Le financement du commerce international ou trade finance. Ici la complexité réside dans le stockage et l’accès aux documents commerciaux qui permettent de prouver la présence de la marchandise dans tel ou tel port et son acheminement à destination. Ces informations pourraient être stockées sous forme de « smart contracts » dans une blockchain.
  • Le financement privé en capital ou en dette des entreprises : la blockchain permet d’enregistrer et d’échanger des parts d’entreprises en croissance, dont le financement n’est pas encore public (le « non coté »).

Blockchain bancaire : un oxymore ?

L’initiative à l’origine de la blockchain, nommément le bitcoin, est éminemment idéologique. L’idéologie sous-jacente est celle des libertariens américains qui militent pour la disparition de l’Etat. La blockchain a été conçue pour permettre l’émergence du bitcoin, c’est-à-dire d’une monnaie qui pourrait fonctionner (et fonctionne effectivement) de manière satisfaisante pour les utilisateurs, sans le contrôle des Etats, des banques centrales et… des banques commerciales !

En effet le rôle de « tiers de confiance » est au cœur du métier des banques, non seulement pour ce qui concerne les échanges monétaires mais aussi de tous types de contrats financiers : titres, dettes, produits dérivés

➡️ Il en découle que la stratégie des banques dans ce domaine ne peut qu’être défensive : chevaucher la vague afin d’éviter qu’elle ne vous submerge. Il y a donc fort à parier que les initiatives les plus intéressantes ne viendront pas des banques ni des acteurs actuels du post-marché (chambres de compensation etc.), ce qui reviendrait pour eux à scier la branche sur laquelle ils sont assis.

D’où l’entrée en scène d’acteurs essentiels, les régulateurs, qui observent avec énormément d’intérêt les développements de la technologie… avec certes la possibilité de tuer dans l’œuf toute évolution qui leur semblerait contraire à la sécurité et à la stabilité financière, mais aussi d’encourager fortement ce qui apporterait de l’eau à leur moulin (cf. ce que j’ai mentionné sur les dérivés OTC).

Il convient aussi de prendre en considération l’acceptabilité de ce type de solution par la communauté des utilisateurs, particuliers ou entreprises pour la banque, investisseurs dans le contexte des marchés de capitaux. Faut-il faire davantage confiance :

  •  A un intermédiaire unique, la banque, ayant pignon sur rue, contrôlée par des autorités de tutelle et une armada d’auditeurs et de commissaires aux comptes… mais susceptible d’héberger dans son sein un trader fou capable de mettre en jeu plusieurs fois le capital de la banque sur les marchés ?
  •  Ou plutôt à une communauté d’individus très nombreux, totalement inconnus et potentiellement plus ou moins honnêtes, mais dont aucun ne détient à lui seul le pouvoir de prendre le contrôle du système ?

C’est une question philosophique fascinante à laquelle chacun est libre de répondre à son niveau !

Conclusion : bientôt tout le monde connaîtra la blockchain ?

Si la technologie blockchain reste encore abstraite pour certains (sauf pour vous maintenant que vous avez lu notre définition 😉), les cas d’usages potentiels sont nombreux. La technologie blockchain est déjà prête à l'emploi dans des cas concrets : logistique, paiements transfrontaliers, droits d’auteur, etc. Et de nombreuses autres expérimentations sont en cours (assurance, données de santé). Le moment où tout le monde utilisera une blockchain, comme aujourd’hui nous utilisons tous internet, n’est peut être pas si lointain.

Persuadé que la blockchain fait partie de l’avenir ? Et notamment les cryptomonnaies ?

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Questions fréquentes

Quel est le but de la blockchain ?

Un des buts principaux de la blockchain est de pouvoir procéder à un échange, de manière sécurisée, sans avoir besoin d’un tiers de confiance (ex. une banque). La technologie a rendu possible, et notamment les méthode de consensus comme la Proof of Work ou la Proof of Stake.

Quelles sont les 3 propriétés de la blockchain ?

La blockchain est décentralisée, immuable et transparente. Autrement dit, les informations de la blockchain ne sont pas détenues par une seule entité, mais plusieurs. Il n’est pas possible d’effacer des données d’une blockchain. Et enfin, tout le monde peut accéder aux informations d’une blockchain (même si c’est un peu technique il faut l’avouer…).

Que se passe-t-il si deux blocks sont validés en même temps ?

Dans ce cas, il va y avoir un « fork » ou fourche dans la chaîne, deux blocks faisant référence au même block précédent, ce qui n’est pas souhaitable car deux versions de l’histoire sont en train d’être écrites. Dans ce cas, une règle de fonctionnement essentielle s’applique : si à un instant T deux chaînes apparaissent, c’est la chaîne la plus longue qui constitue la version valide de la blockchain. Au pire, pendant un bref moment la communauté des mineurs va se fractionner et travailler en parallèle sur les deux versions, mais très rapidement une des branches va finir par devenir plus longue que l’autre. Cette dernière sera invalidée, et les transactions qui s’y trouvent devront être validées de nouveau.