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Résultats d’apprentissage :
D’ici la fin de cet article, vous comprendrez :
1. Qu’est-ce que Bitcoin et comment fonctionne-t-il
2. Les origines du modèle Bitcoin
3. Pourquoi Bitcoin a-t-il été créé et quels problèmes cherche-t-il à résoudre
4. Le rôle du réseau Bitcoin
Qu’est-ce que Bitcoin ?
Bitcoin est un réseau de paiement numérique créé par Satoshi Nakamoto, qui a publié le livre blanc de Bitcoin en octobre 2008 sous ce pseudonyme aux sonorités japonaises. Bitcoin envisage la méthode d’enregistrement et de règlement des transactions selon une approche révolutionnaire, et le bitcoin (avec une minuscule) est la monnaie intégrée sur laquelle il s’appuie.
La sauce secrète du réseau Bitcoin est une caractéristique appelée la décentralisation. Un système décentralisé fonctionne sans qu’une autorité centrale, telle qu’un gouvernement, n’en soit responsable.
En tant que réseau de paiement décentralisé, les utilisateurs de Bitcoin font leurs transactions directement les uns avec les autres, et la logique du système (le protocole Bitcoin) suit automatiquement les soldes et les transactions. Cette approche diffère totalement du système financier traditionnel, dans lequel les transactions passent par une entité centralisée.
Bitcoin n’est pas la première tentative de création d’un système financier sans les banques ; il a réussi là où les autres ont échoué parce qu’il a trouvé une solution au problème de la « double dépense ».
Le problème de la double dépense.
Tous les systèmes en ligne, ou presque, sur lesquels nous comptons pour nous faciliter la vie sont contrôlés par une autorité centrale, comme les banques qui gèrent notre argent. La première ligne du livre blanc de Bitcoin met en avant une autre solution.
« Une version d’un système de paiement purement pair-à-pair permettrait des paiements en ligne directs d’une partie à une autre sans passer par une institution financière. »
Pour assurer le fonctionnement d’un système pair-à-pair, il est nécessaire de pouvoir tenir un registre exact des soldes. Disons qu’Alice et Bob ont chacun 100 £. Si Alice envoie 20 £ à Bob, leurs soldes doivent être ajustés en conséquence.
Sans un tiers pour garder une trace de l’opération, Alice pourrait simplement ne pas réduire son solde de 20 £ et tenter de dépenser à nouveau ce montant (double dépense).
Le livre blanc de Bitcoin propose un moyen de maintenir l’honnêteté d’un système de paiement décentralisé sans médiateur.
La solution centralisée consiste à faire confiance à un émetteur de monnaie, comme une banque centrale, pour comptabiliser l’argent à chaque fois qu’il change de main. C’est ainsi que fonctionne notre système financier aujourd’hui.
Quel est le problème avec les systèmes de paiement centralisés ?
En résolvant le problème de la double dépense, Satoshi Nakamoto a créé un système de paiement décentralisé alternatif. Bitcoin permet à deux personnes vivant n’importe où dans le monde de faire librement des transactions sans se connaître ou même se faire confiance.
Cette idée a donné naissance à un écosystème de plusieurs milliards de dollars de produits et de services financiers associés, couramment dénommé la DeFi (la finance décentralisée).
Mais Bitcoin supprime également le pouvoir des autorités centralisées de contrôler la masse monétaire. La solution de Bitcoin consiste à intégrer à sa logique une règle qui fixe son approvisionnement à 21 millions de bitcoins, pour tenir compte de la question de la rareté.
Comment fonctionne Bitcoin ?
En reprenant l’exemple de l’envoi d’argent entre Alice et Bob, ils pourraient enregistrer leurs transactions tous les deux sur des morceaux de papier qui serviraient de registre. Mais ils doivent trouver un moyen de parvenir à un accord sur l’état des soldes et des transactions.
Ce problème se complique encore lorsqu’il s’applique à des milliers d’utilisateurs à travers le monde qui ne se connaissent pas et ne se font pas confiance.
La solution centralisée passerait par un registre unique, et une seule personne ou un seul comité responsable.
Étant donné que Bitcoin est décentralisé, il n’en existe pas qu’une seule instance, mais ce registre fonctionne comme une base de données distribuée avec des participants, dénommés des nœuds, sur le réseau Bitcoin. Chaque nœud maintient, compile et convient de l’état correct du registre automatiquement.
Les nœuds restent synchronisés en respectant les règles du réseau Bitcoin définies dans un logiciel qu’ils utilisent tous. Satoshi a décrit la manière dont Bitcoin maintient un registre distribué correct des soldes en bitcoins à l’aide de cinq concepts élémentaires : signatures,horodatage, consensus, communication de réseau et primes de résultat.
Les signatures
Le livre blanc de Bitcoin décrit sa monnaie comme une chaîne de signatures digitales. Elles sont comme des billets de banque avec des numéros de série que vous pouvez considérer comme des signatures.
Les signatures du réseau Bitcoin sont cryptographiques, afin de garantir l’anonymat et la sécurité, et associent deux clés : une clé privée connue uniquement de l’expéditrice (Alice) et une clé publique identifiant le bénéficiaire (Bob).
Cependant, le transfert de pièces à l’aide de signatures ne peut fonctionner qu’avec un système qui vérifie qu’elles n’ont été dépensées qu’une seule fois.
L’horodatage et la chaîne de blocs
Si Alice, Bob et le reste du réseau conservent un enregistrement des transactions, l’information qui pourrait régler tous les litiges relatifs aux entrées valides est un horodatage immuable.
C’est bien l’absence d’un système fonctionnant sans une autorité centrale qui a bloqué tous les prédécesseurs de Bitcoin. Mais le livre blanc de Bitcoin s’appuie sur les tentatives précédentes d’horodater efficacement un document numérique. Citons par exemple les travaux de Stuart Haber et Scott Stornetta (1991).
Haber et Stornetta ont conçu un moyen simple d’horodater des documents, qui était presque impossible à falsifier. En fait, Satoshi a trouvé un moyen décentralisé de reproduire leur idée pour garantir l’exactitude des données de transaction et faciliter leur vérification sans nécessiter de relation de confiance.
Les données de transaction du réseau Bitcoin sont regroupées dans des blocs de données, puis horodatées et enfin hachées (soumises à un algorithme cryptographique pour produire un identificateur de longueur uniforme). L’horodatage du bloc de données chronologique précédent est inclus dans le hachage, ce qui crée une chaîne, que l’on appelle couramment aujourd’hui une chaîne de blocs.
Il fallait maintenant concevoir un moyen de décider quels seraient les nœuds qui ajouteraient ce bloc de données horodatés d’une manière honnête et correcte, et comment les récompenser pour ce travail.
La preuve de travail et les récompenses de blocs
Pour qu’un nœud envoie un bloc de transactions en bitcoins, il doit prouver qu’il a fourni un travail suffisant pour démontrer la sincérité de ses intentions. Si c’était trop facile, le réseau serait inondé de fausses données.
La solution a consisté à demander aux nœuds de participer à une sorte de loterie dans laquelle les gagnants avaient le droit d’ajouter un nouveau bloc à la chaîne. Pour trouver le numéro gagnant de la loterie, les nœuds utilisent des ordinateurs destinés uniquement à exécuter un algorithme spécifique effectuant des permutations à l’infini. La difficulté de l’algorithme de la loterie s’adapte en fonction du nombre de participants pour garantir un gagnant toutes les dix minutes environ.
Cette loterie ne sert à rien en elle-même sauf à prouver qu’un nœud a réalisé un travail suffisant pour gagner le droit d’ajouter un nouveau bloc de données. En toute logique, les nœuds ne devraient participer à la loterie que pour en retirer un bénéfice net. Par conséquent, le nœud gagnant obtient en récompense un bloc de nouveaux bitcoins créés, ainsi que les frais que payent les utilisateurs pour l’envoi de leurs transactions. C’est pour cette raison que ce procédé s’appelle le minage de bitcoins.
Étant donné que chaque bloc contient l’horodatage du bloc qui le précède dans la chaîne, les nœuds sont dissuadés d’ajouter de fausses transactions (doubles dépenses). Ils devraient continuer à gagner à la loterie pour maintenir les fausses données dans la chaîne, mais le réseau ne respecte que la chaîne la plus longue.
Ce procédé étant aléatoire, la probabilité de gagner continuellement à la loterie est trop faible pour s’en inquiéter.
Comment Bitcoin a créé la notion de rareté numérique
La récompense de bloc a deux fonctions étant donné que le minage est le seul moyen de créer de nouveaux bitcoins. Ainsi, la qualité de la rareté est obtenue étant donné que le protocole fixe une limite d’approvisionnement de 21 millions de bitcoins.
Les récompenses de blocs ont été distribuées toutes les dix minutes environ depuis que le premier bloc (le bloc de la Genèse) a été miné en janvier 2009. La récompense pour le minage d’un bloc diminue en valeur tous les 210 000 blocs, soit environ tous les quatre ans. D’ici l’année 2140, tous les bitcoins auront été minés.
Qu’est-ce que Bitcoin ? Récapitulatif
Bitcoin est un réseau de paiement numérique ayant une approche révolutionnaire de la méthode d’enregistrement et de règlement des transactions à l’aide d’une monnaie intégrée du même nom.
Le réseau de paiement Bitcoin est décentralisé, réglant les transactions et maintenant les soldes dans un registre partagé sans aucune autorité centrale.
Les unités de bitcoin sont définies comme des signatures numériques, qui ne peuvent être dépensées qu’avec une combinaison de clés privés et publiques.
Le réseau Bitcoin héberge un registre partagé de blocs de données horodatés, qui sont chaînés pour enregistrer le transfert de bitcoins de manière cryptographique.
Tout le monde peut rejoindre le réseau Bitcoin en se soumettant à un ensemble de règles (le protocole) et en utilisant un ordinateur spécial (un nœud) pour participer à une pseudo-loterie (minage).