Qu’est-ce que le Bitcoin ? Guide du livre blanc pour les débutants

Qu’est-ce que la CTB et comment fonctionne-t-elle ?

Le sujet du bitcoin est aussi profond que vous voulez le rendre. En termes simples, le bitcoin est un système de monnaie électronique de pair à pair utilisant un grand livre public, un algorithme de consensus « Proof-of-Work » et une cryptographie à clé privée. Si cela vous suffit et que l’engrenage est en marche, alors vous pouvez arrêter de lire et commencer à l’utiliser. Si ce n’est pas le cas, nous allons nous pencher sur les raisons de son existence et sur la manière dont il a changé à jamais le paysage financier mondial. Vous voulez en savoir plus ?

Qui a créé le bitcoin ?

Satoshi Nakamoto

Il n’y a pas de créateur officiel du bitcoin mais un pseudonyme. Bien que le livre blanc ait été rédigé par une personne se faisant appeler Satoshi Nakamoto, il n’y a aucune confirmation officielle quant à l’identité de ce pseudonyme. Il n’y a que des spéculations, est-ce Adam Back? Hal Finney? Craig Wright?

Puisque nous ne pouvons pas vraiment dire qui l’a fait, nous pouvons au moins essayer de le comprendre. Pour comprendre comment le bitcoin en tant que technologie a vu le jour et comment il a modifié le fonctionnement de la finance, il est important de se familiariser brièvement avec la progression des solutions apportées aux problèmes informatiques par divers mathématiciens et informaticiens.

Le problème des généraux byzantins

Le problème des généraux byzantins est une abstraction pour le problème de l’informatique distributive dans lequel l’information doit traverser des environnements hostiles sans être molestée afin de fonctionner correctement.

La métaphore met en scène des généraux loyaux entourant une ville ennemie où ils doivent trouver un consensus sur l’opportunité d’attaquer ou de se retirer ; un consensus est nécessaire, sinon le siège échouera certainement. Le problème est qu’il existe des généraux traîtres qui tentent de diffuser des informations malveillantes à des généraux honnêtes dans le but de diviser le consensus et de faire échouer l’attaque. Il en va de même pour un réseau d’ordinateurs.

En ce qui concerne le bitcoin, ce problème est utilisé pour trouver une méthode permettant de garantir que les nœuds honnêtes parviendront à un accord sur le grand livre public des transactions dans un environnement de nœuds hostiles. L’une des solutions les plus pratiques consistait à envoyer des messages chiffrés en utilisant la cryptographie.

Cryptographie à clé publique

Bien que le problème puisse être résolu à l’aide de nombreuses formes de cryptage, l’utilisation d’une paire de clés publiques/privées serait le catalyseur qui changerait à jamais le paysage financier.

L’idée de base est de générer une paire de clés, une clé privée et une clé publique dérivée de la clé privée. La clé privée sera, vous l’aurez deviné, gardée privée tandis que la clé publique sera diffusée publiquement pour être utilisée par n’importe qui. Il existe de nombreuses façons d’utiliser la clé publique pour vérifier la propriété ou la légitimité d’un message, mais il n’y a aucun moyen de trouver la clé privée à partir de la clé publique.

En ce qui concerne les crypto-monnaies, la clé privée est utilisée pour signer (créer un hash) une transaction, tandis que la clé publique sert à vérifier que la signature est liée à la clé privée sans révéler cette dernière.

Hashcash d’Adam Back

En 1997, Adam Back a annoncé son paquet Hashcash au groupe de messagerie Cypherpunks comme une contre-mesure au spam et plus tard aux attaques par déni de service. L’idée était de créer un protocole dans lequel l’expéditeur d’un courriel devait créer un hachage de son courriel qui nécessitait une certaine dépense de puissance de calcul.

Ce hachage devait être relativement difficile à créer mais facile à décrypter pour fournir une preuve d’expéditeur ou une preuve de travail de l’expéditeur. Pour l’utilisateur lambda, cela signifie que le courriel est retardé d’un temps négligeable, mais pour le spammeur dont le modèle économique exige l’envoi de dix mille courriels par minute, cela coûterait cher.

Ce sont des explications incroyablement brèves de problèmes complexes, et je vous suggère de vous lancer dans une lecture plus approfondie pour comprendre l’importance de ces étapes. Mais pour l’instant, ces concepts sont importants à connaître lorsqu’on s’intéresse à la cryptographie en tant qu’outil financier.

Comment fonctionne le Bitcoin ?

Bien que le taux du marché pour l’accès à un seul bitcoin semble actuellement décourageant (le bitcoin vaut actuellement ~24K USD), vous pouvez être assuré que les affaires peuvent se faire en utilisant des dénominations d’un bitcoin connues sous le nom de « satoshis ». Il y a cent millions de satoshis dans un bitcoin, comme cent cents dans un dollar. Mais la monnaie est simplement une unité de compte dans le réseau Bitcoin. Le gros du travail du réseau se fait sous le capot et n’est pas accessible aux utilisateurs.

La transaction

Le réseau Bitcoin repose sur les règles qui associent des techniques cryptographiques pour communiquer en toute sécurité entre les portefeuilles et les blocs pour contenir les données (UTXO), et les nœuds pour inciter à l’honnêteté des mineurs. Cet aperçu ne fournira pas une explication technique complète, mais nous pouvons commencer par un bref aperçu de deux concepts clés.

Une brève explication des UTXOs

Il est essentiel d’avoir une compréhension sommaire du modèle de sortie des transactions non dépensées (UTXO) que Bitcoin utilise, par opposition au modèle de compte que les autres réseaux utilisent.

Pour nos besoins éducatifs, les UTXO peuvent généralement être décrits comme un système d’argent liquide/de change similaire à la dépense de monnaie fiduciaire :

1. 1. J’ai un UTXO avec 2 BTC et je veux envoyer 1 BTC au portefeuille de Bob.
2. 2. La totalité de l’UTXO de 2 BTC avec mes informations associées est incluse dans une transaction, débloquée et divisée en deux UTXO de 1 BTC.
3. 3. Mes informations clés sont ensuite attachées à l’un des UTXO, tandis que les informations clés de Bob sont attachées à l’autre.
4. 4. Chaque UTXO est verrouillé et maintenant associé aux portefeuilles respectifs dans la transaction. Nous avons maintenant chacun un UTXO avec 1 BTC.

Ces étapes sont collectées et stockées dans un bloc, créé par les mineurs, sur la blockchain. Il s’agit d’une explication simple mais qui vous aidera à mieux contextualiser les fonctions et les limites du réseau Bitcoin.

Blockchain : Un grand livre public

Le concept central d’un système d’argent liquide de pair à pair est la confiance, ou le manque de confiance. Les systèmes monétaires efficaces font appel à un tiers (une fiducie ou une banque) pour assurer une comptabilité précise des transactions ainsi que la détection des fraudes.

Satoshi a affirmé que ce nouveau réseau devait utiliser la preuve cryptographique au lieu de la confiance pour que les transactions de pair à pair fonctionnent. Les pairs avaient également besoin d’une source unique de vérité sur laquelle s’accorder et une blockchain a été utilisée pour résoudre ces variables. Chaque nœud du réseau posséderait une copie de l’enregistrement du compte et celui-ci servirait de point de vérité pour le réseau et les mineurs qui extraient les blocs pour lui.

En savoir plus sur la blockchain

La blockchain n’est pas un concept nouveau. Il s’agit simplement d’un grand livre numérique immuable constitué de blocs contenant des transactions (données). L’immuabilité est la propriété de la blockchain dans laquelle les blocs ne peuvent être qu’ajoutés, et non supprimés ou modifiés. Chaque nouveau bloc utiliserait un hachage du bloc précédent pour renforcer les propriétés immuables du grand livre, ce qui permettrait au réseau de vérifier facilement chaque hachage, mais rendrait incroyablement difficile la recréation de chaque hachage.

Toute modification détectée dans la chaîne rend les données invalides car elles ne correspondent pas à l’enregistrement distribué dans le réseau. Mais comment le réseau sait-il quels hachages enregistrer comme vérité ?

D’où vient le bitcoin ?

Il existe deux façons d’obtenir des bitcoins : vous pouvez acheter des bitcoins sur un marché d’échange comme AscendEX avec des devises ou vous pouvez fournir un service en échange de bitcoins. Pour répondre à la question de savoir d’où il vient, vous devrez employer la méthode numéro deux, mais au lieu de fournir un service à un client, votre client serait le réseau.

Preuve de travail et extraction de bitcoins

Nous avons brièvement passé en revue certains des mécanismes clés du logiciel Bitcoin, comme les UTXO, la blockchain et la cryptographie à clé publique. Nous pouvons maintenant expliquer en toute sécurité le minage de blocs et le but de la preuve de travail.

Les mineurs de bitcoins sont des nœuds qui dépensent de l’énergie et de la puissance de calcul pour trouver le prochain hachage d’un bloc sur la blockchain. Ces ordinateurs effectuent des calculs des milliers de fois par seconde jusqu’à ce qu’ils trouvent un hachage correspondant. Le mineur recueille alors la transaction « coinbase » comme récompense et passe à la recherche du bloc suivant. Le reste du réseau met alors à jour sa copie du grand livre et la diffuse au reste du réseau.

Note : Le simple fait de miner un bloc ne garantit pas le succès d’un mineur, le hachage doit coïncider avec le prochain bloc trouvé dans la chaîne. Les nœuds honnêtes ne feront référence qu’à la plus longue copie de la blockchain.

Le concept de preuve de travail n’a pas beaucoup changé depuis qu’il a été créé pour être utilisé avec Hashcash. L’idée est d’exiger une dépense d’énergie sous forme de puissance de calcul pour montrer qu’un certain temps s’est écoulé et qu’un travail a été effectué. C’est l’une des rares façons de représenter le temps linéaire sur un réseau, car il faut du temps à un ordinateur pour calculer l’algorithme nécessaire à la résolution du hachage utilisé (SHA-256) dans le bitcoin.

Les mathématiques et la conception font qu’un mineur trouvera un hash toutes les 10 minutes environ, selon la difficulté fixée par le réseau en fonction de la quantité de minage en cours. Plus il y a de mineurs sur le réseau, plus la difficulté est élevée.

Offre maximale et récompense réduite de moitié

L’un des principaux arguments de vente que vous rencontrerez est le taux d’inflation régulier du bitcoin. Il n’y aura que 21 millions de bitcoins en circulation lorsque le calendrier sera achevé, vers l’an 2140. Pendant cette période, les mineurs de bitcoins continueront à percevoir leur transaction de récompense pour la création de blocs, où la récompense sera réduite de moitié tous les quatre ans environ, soit environ 210 000 blocs.

Une note sur l’extraction de blocs

La question évidente est : pourquoi quelqu’un ne créerait-il pas sa propre blockchain pour tromper le réseau ? C’est ce qu’on appelle une « attaque » sur le réseau. Il faut une quantité importante d’énergie, 51 % de la puissance de calcul du réseau, pour extraire un bloc légitime et il en faut encore plus pour extraire un bloc illégitime et faire correspondre les hachages de la blockchain à ce faux bloc. Il est plus rentable de se comporter honnêtement sur ce réseau que d’essayer de le subvertir.

L’idée est toujours de faire en sorte qu’il soit incroyablement difficile de créer le hachage que de vérifier le hachage.

Facile à apprendre, difficile à maîtriser

Les interactions de l’utilisateur avec le réseau Bitcoin ne sont pas si complexes, c’est juste que l’utilisateur moyen n’a jamais eu à utiliser la cryptographie dans ses transactions quotidiennes. La couche de complexité provient des étapes supplémentaires ajoutées pour obscurcir les aspects non sécurisés d’une transaction financière.

La compréhension des concepts clés ci-dessus n’a pas pour but de vous donner la maîtrise du sujet, mais simplement de vous donner les outils nécessaires pour approfondir un sujet aussi complexe que le bitcoin. Il y a l’économie, la philosophie, le débat sur l’utilisation de l’énergie de la preuve de travail, les hard-forks, la sécurité de la phrase de semence et ainsi de suite. Plus d’informations à venir !