Dans notre quotidien numérique, la blockchain et le Bitcoin peuvent sembler être des concepts énigmatiques. Pourtant, en les comparant à un calepin familial partagé, ces technologies avant-gardistes deviennent soudainement plus claires et tangibles. Imaginez un instant une grande famille qui utilise un calepin pour noter toutes ses transactions financières, un système qui révèle comment la blockchain et le Bitcoin fonctionnent de manière simple et sécurisée. Cet article est une vulgarisation du fonctionnement de la blockchain à travers une analogie familiale.
A. La Blockchain : Un Calepin Partagé au Sein de la Famille
Imaginez une famille où chaque membre possède une copie exacte d’un calepin. À chaque fois qu’un membre donne de l’argent de poche, vend un vieux jouet à un cousin, ou reçoit un cadeau d’anniversaire, cela est noté dans le calepin. Mais pas dans un seul calepin ; l’information est inscrite simultanément dans tous les calepins de la famille. Ainsi, si Tante Élise donne 10€ à Marc pour son anniversaire, tout le monde le sait instantanément. C’est un peu le principe de la blockchain : un registre numérique partagé et sécurisé où chaque transaction est enregistrée de manière transparente et indélébile sur plusieurs ordinateurs à travers le monde.
Bon, tout ça c’est génial, mais c’est quoi l’intérêt de l’écrire dans un calepin ? L’intérêt est de connaître toutes les transactions sans passer par une autorité centrale. Si on veut donner de l’argent à un membre de notre famille sans la blockchain, nous devons demander à un tiers de confiance, actuellement c’est votre banque. Elle vérifie que le compte de Tante Élise a bien dix euros et que le compte de Marc existe bien, et elle garde une trace de cet échange. L’intérêt de la blockchain est que ce tiers de confiance n’existe pas ; au lieu de cela, ce sont les utilisateurs qui sont responsables de la sécurité de ces échanges, ici les membres de notre famille.
B. Le Secret des Clés dans le Calepin Familial
Si vous vous êtes déjà intéressé aux cryptomonnaies, vous avez déjà dû entendre parler de clé privée ou de clé publique.
Imaginez que chaque membre de la famille possède une boîte secrète pour stocker son argent. Pour envoyer de l’argent à quelqu’un, vous devez non seulement écrire la transaction dans le calepin mais aussi utiliser une clé spéciale pour ouvrir la boîte du destinataire et y déposer l’argent.
Dans ce scénario, chaque membre de la famille a deux clés : une clé privée, que personne d’autre ne connaît et qui sert à ouvrir sa propre boîte, et une clé publique, que tout le monde connaît et qui permet d’ouvrir une sorte de fente sur la boîte pour y déposer de l’argent.
B.1. Clé Privée : La Protection Ultime
La clé privée est secrète et uniquement connue de son propriétaire. Dans notre analogie, c’est comme une combinaison secrète pour un coffre-fort. Elle permet à son propriétaire de prouver qu’il est bien l’émetteur d’une transaction. Si Tante Élise veut envoyer de l’argent à Marc, elle utilise sa clé privée pour « signer » la transaction, prouvant ainsi qu’elle est l’auteur de cette action sans révéler la combinaison de son coffre.
B.2. Clé Publique : L’Adresse pour Recevoir
La clé publique fonctionne comme une adresse ou un numéro de boîte aux lettres. Tante Élise peut partager sa clé publique avec n’importe qui dans la famille, permettant à chacun de lui envoyer de l’argent de manière sécurisée. Lorsqu’une transaction est signée avec une clé privée, seul le destinataire ayant la clé publique correspondante peut « ouvrir » et vérifier cette transaction.
B.3. Authenticité et Sécurité des Transactions
Quand Marc reçoit de l’argent de Tante Élise, il peut vérifier que l’argent vient bien d’elle en utilisant la clé publique d’Élise. Si la « signature » de la transaction correspond à la clé publique d’Élise, cela confirme que la transaction est authentique et que l’argent a bien été envoyé par Élise.
Cette méthode de clés publiques et privées garantit que toutes les transactions dans notre calepin familial numérique sont à la fois sécurisées et vérifiables. Personne ne peut prétendre avoir reçu de l’argent de quelqu’un d’autre sans la preuve cryptographique correspondante, et personne ne peut envoyer de l’argent sans sa clé privée.
Donc pour résumé ce que nous avons appris jusque là :
Création de la transaction : Tante Élise initie la transaction en indiquant qu’elle souhaite envoyer 10 € à Marc. Cette transaction contient les informations suivantes : le montant de 10 €, l’identifiant du portefeuille numérique de Tante Élise (son adresse publique) et l’adresse publique du portefeuille numérique de Marc.
Signature numérique : Avant de soumettre la transaction au réseau blockchain (à toute la famille), Tante Élise « signe » numériquement la transaction avec sa clé privée. Cette signature est un code cryptographique complexe qui ne peut être généré que par la clé privée de Tante Élise.
Vérification : Lorsque la transaction est transmise au réseau, les nœuds de la blockchain utilisent l’adresse publique de Tante Élise pour vérifier que la signature est valide. Ils ne peuvent pas voir la clé privée de Tante Élise (qui reste secrète), mais ils peuvent utiliser sa clé publique pour s’assurer que la transaction a été bien signée par elle et n’a pas été altérée.
Validation et ajout à la blockchain : Une fois la signature vérifiée, la transaction est validée par le réseau. Selon le protocole de la blockchain (par exemple, par preuve de travail, nous verrons cela plus tard), la transaction est incluse dans un bloc avec d’autres transactions. Ce bloc est ensuite lié à la blockchain existante après un processus de consensus.
Dans cet exemple, la « signature » numérique de Tante Élise garantit que personne d’autre ne peut prétendre envoyer de l’argent en son nom et que la transaction est bien de sa part. C’est un peu comme si elle avait écrit un chèque que seule sa signature pouvait authentifier, mais avec la sécurité supplémentaire que la blockchain offre contre la fraude et la contrefaçon.
C. L’Interdépendance des Blocs : Le Lien Familial Renforcé par le Hashage
Après avoir exploré comment notre grande famille numérique utilise des feuilles de calepins partagés, sécurisés par des clés publique et privée, nous allons maintenant nous intéresser à la blockchain. Une page de calepin ne peux pas contenir toutes les transactions de notre famille mais un nombre définie, mettons 10 transactions familiale.
Lorsque l’on arrive à la transaction 10, il va falloir que la famille créer un nouveau bloc pour écrire les nouvelles transactions. Pour que notre système d’historique soit fiable, il va falloir noter quelle est le bloc précédent à quelque part. Pour ce faire on va noté sur le calepin n+1, l’identifiant du block précédent.
C’est bien de mettre un identifiant, mais si l’identifiant est une adresse, il « suffit » de trouver tout les blocks grâce à leur adresse et de modifier la valeur des anciennes transaction. Pour s’assurer que personne ne modifie secrètement une transaction dans son calepin (comme changer le montant d’argent donné par Tante Élise), chaque transaction est transformée en une suite complexe de chiffres et de lettres, appelée hash.
C.1. Explication du hashage
Les informations contenu dans le block son transformé en une suite de caractère. Un hash est facile à générer mais il est très difficile de retrouver une information à partir de son hash. Les fonction de hash sont très rependu, celle utilisé pour le bitcoin est le sha-256.
Dans l’exemple si dessus, il est facile à voir qu’une petite modification des informations enregistrer entrainerai un hash complétement différents. La fonction de hashage fais qu’il est très facile de passé de notre valeur à notre hash mais l’inverse est impossible :
C.2. Le hashage entre les blocks
Notre calepin familial ne se contente pas de lister les transactions de manière isolée, mais chaque nouvelle page contient un résumé de tout ce qui s’est passé avant. Ce résumé n’est pas une simple liste d’événements, mais ce code secret (hash) généré à partir de toutes les transactions précédentes. Lorsqu’une nouvelle transaction est ajoutée, elle prend en compte ce code secret pour générer son propre hash, reliant ainsi chaque nouvelle page à l’ensemble de l’histoire familiale. Donc si nous voulons frauder le système, ils faudrait changer le hash de la « page » en question et donc changer toutes les pages suivante sur tout les calepins de la famille.
À quoi cela servirai de changer de changer des informations sur son calepin ? Et bien il faut comprendre que l’argent n’existe pas vraiment ce n’est pas physique, en faite nous savons dans se système qui à quoi comme argent grâce à l’historique des transactions. Donc si Marc changeais dans son calepin pour mettre 20€ ils pourraient par la suite envoyés 20€ et pas 10€. Le fais que chaque membres de la famille est une copie de ce calepin rend cette tâche complexe mais pas infaisable.
C.3. Une sécurité renforcés grâce au hash
Cette méthode garantit que l’histoire de notre calepin familial numérique est immuable et transparente. Si quelqu’un tentait de modifier une transaction passée (par exemple, en prétendant que Tante Élise a donné plus d’argent qu’elle ne l’a fait en réalité), cela changerait le hash de cette transaction, ainsi que tous les hashs des blocs suivants. Cette modification évidente serait immédiatement repérée par les autres membres de la famille, garantissant ainsi l’intégrité de l’ensemble du calepin.
Grâce à l’interdépendance des blocs par le hashage, la blockchain assure une sécurité et une transparence sans précédent, permettant à notre famille numérique de s’épanouir dans un environnement de confiance mutuelle. L’analogie du calepin familial, enrichie par cette couche de sécurité supplémentaire, rend la blockchain non seulement fascinante mais aussi essentielle à la compréhension de la révolution numérique que représentent le Bitcoin et les technologies similaires.
D. Le Minage : La Clé de la Sécurité et de la Validation dans Notre Calepin Familial Numérique
Depuis le début de l’article, il est expliqué que les membres de notre famille vérifient les transactions mais comment font ils ?
Dans le contexte de notre grande famille numérique utilisant un calepin partagé pour enregistrer les transactions, le concept de minage prend une importance capitale. Il représente la méthode par laquelle les transactions sont non seulement vérifiées mais également sécurisées, grâce à un processus qui implique à la fois la technologie et la confiance mutuelle entre les membres de la famille.
D.1. Le Concours Familiale
Imaginez que, pour chaque page de transactions (blocks) que nous voulons ajouter à notre calepin, la famille organise un concours. Le but de ce concours est de trouver une combinaison spéciale de chiffres, appelée « nonce », qui, ajoutée aux transactions de la page, génère une empreinte numérique (ou hash) qui suit un critère spécifique, comme commencer par un certain nombre de zéros, c’est le protocole utilisé par le bitcoin. Comme nous l’avons expliqué dans la section sur le hashage, il est impossible de retrouver l’origine d’un hash par fonction cryptographique. Afin de pouvoir vérifier les hash il faut tester toutes les combinaisons.
En d’autre terme pour ajouter un nouveau block à notre calepin, il faut ajouter une clé (le nonce) à notre block n-1, pour que le résultat du hash corresponde 0000XXXXXXXXX.
D.2. Le nonce
Un nonce (un nombre utilisé une seule fois) dans le contexte du minage de la blockchain est typiquement un entier qui est incrémenté à partir de zéro jusqu’à ce qu’un hash valide soit trouvé qui satisfait les conditions spécifiées par le réseau (par exemple, un hash commençant par un certain nombre de zéros).
Voici un exemple simplifié pour illustrer à quoi pourrait ressembler un nonce :
Supposons que le réseau exige que le hash du bloc commence par « 0000 ». Le mineur commence avec un nonce à 0 et combine ce nonce avec les données du bloc, puis calcule le hash du résultat. Si le hash ne commence pas par « 0000 », le mineur incrémente le nonce par 1 et répète le processus.
Imaginons que le nonce « 42 » soit le premier à générer un hash qui satisfait la condition de commencer par « 0000 ». Dans ce cas, « 42 » est le nonce valide pour ce bloc. Le mineur inclut ce nonce dans le bloc avant de le diffuser au réseau pour vérification et ajout à la blockchain.
Un exemple très simplifié d’un tel processus pourrait ressembler à ceci :
- Données du bloc (simplifiées) : « Transactions: Alice paie 10 à Bob; Bob paie 5 à Charlie. »
- Nonce initial : 0
- Hash avec nonce = 0 : « 1a2b3c4d5e… » (Le hash ne commence pas par « 0000 », donc le mineur essaie le nonce suivant.)
- Nonce incrémenté : 1, 2, 3, …, jusqu’à ce que le mineur essaie…
- Nonce = 42
- Hash avec nonce = 42 : « 00001234abcd… » (Ce hash commence par « 0000 », donc le nonce « 42 » est valide pour ce bloc.)
Dans la réalité, les nonces et les calculs de hash sont beaucoup plus complexes, et trouver le nonce correct peut nécessiter des milliards ou des trillions d’essais, nécessitant une puissance de calcul considérable. Cependant, une fois la combinaison trouvée, il est très facile pour les autres membres de la famille de vérifier que la solution est correcte. Cette vérification est instantanée, un peu comme vérifier la réponse à une charade.
D.3. La Récompense pour la Contribution Familiale
Le premier membre de la famille qui résout le hash a le droit d’ajouter la nouvelle page de transactions au calepin. En récompense pour son travail et l’énergie dépensée pour trouver la solution, il reçoit des « points de famille », similaires à la manière dont les mineurs de Bitcoin sont récompensés avec des bitcoins pour chaque bloc qu’ils ajoutent à la blockchain.
En effet une fois que la première personne à trouvé le nonce dont il est besoin, il est alors facile aux autres membres de la familles de vérifier le hash grâce aux algorythmes de hachage.
Cette récompense sert de motivation pour que les membres de la famille participent activement au processus de validation des transactions et à la sécurité du calepin familial numérique.
D.4. Approfondissement sur le Système de Hash et le Protocole de la Blockchain
Le système de hash et les protocoles de la blockchain, comme le protocole de Preuve de Travail (Proof of Work – PoW), sont essentiels pour comprendre comment les transactions sont sécurisées et vérifiées dans notre « calepin familial ».
Le protocole de Preuve de Travail (PoW) est ce qui oblige les mineurs à « travailler » pour trouver le bon hash grâce au nonce. Ce travail assure plusieurs choses :
- Sécurité : En nécessitant un effort considérable pour trouver le hash correct, le PoW protège le calepin familial numérique contre les modifications frauduleuses. Pour changer une transaction passée, un acteur malveillant devrait refaire le travail de minage pour le bloc modifié et tous les blocs qui suivent, une tâche pratiquement irréalisable sans une puissance de calcul énorme.
- Validation des Transactions : Le processus de minage vérifie et confirme la légitimité des transactions. Une fois qu’un mineur réussit à trouver le bon hash, cela prouve que toutes les transactions incluses dans le bloc sont approuvées et peuvent être ajoutées de manière fiable à la blockchain.
- Création de Consensus : Dans notre grande famille numérique, le PoW aide à établir un consensus sur l’histoire des transactions sans nécessiter une autorité centrale. Les mineurs concourent pour résoudre le puzzle, et le premier à y parvenir et à obtenir la validation de son travail par les autres ajoute le nouveau bloc à la chaîne. Cela garantit que tout le monde est d’accord sur l’état actuel du calepin.
En résumé, le système de hash et le protocole de Preuve de Travail sont deux piliers qui assurent l’intégrité, la sécurité et la fiabilité de notre calepin familial numérique (la blockchain). Ils garantissent que chaque page ajoutée au calepin a été méritée par un travail ardu, empêchent les modifications non autorisées et facilitent un accord général sur l’histoire des transactions. Grâce à ces mécanismes, notre calepin familial numérique reste un registre transparent, sécurisé et inaltérable de notre activité financière familiale.
Conclusion: Une Famille Numérique Unie par la Technologie
En conclusion, l’analogie familiale utilisée pour expliquer la blockchain et le Bitcoin offre une perspective à la fois enrichissante et accessible, permettant de démystifier des concepts technologiques complexes. En comparant la blockchain à un calepin partagé au sein d’une grande famille, l’article réussit à rendre tangible l’idée de transactions décentralisées, sécurisées, et transparentes, sans la nécessité d’une autorité centrale de vérification. Cette approche narrative souligne l’importance de la blockchain en tant que technologie révolutionnaire, capable de transformer non seulement le secteur financier mais aussi de nombreux autres domaines nécessitant confiance et intégrité.
Toutefois, il est crucial de reconnaître que, malgré son efficacité à simplifier la compréhension de ces technologies, l’analogie ne saurait capter toute la complexité et les subtilités de la blockchain et du Bitcoin. Les défis liés à la sécurité, à l’évolutivité, aux implications environnementales du minage, ainsi qu’aux fluctuations des cryptomonnaies, restent des aspects fondamentaux qui nécessitent une exploration plus approfondie et technique.
Les lecteurs sont donc invités à considérer cet article comme un point de départ dans leur voyage d’apprentissage sur la blockchain. Pour saisir pleinement son potentiel disruptif et ses implications, une exploration plus détaillée et technique est indispensable. En somme, la blockchain et le Bitcoin représentent une avancée majeure dans notre quête d’un système financier plus ouvert, sécurisé et inclusif, marquant le début d’une ère numérique où la transparence et la confiance mutuelle prévalent.
Merci d’avoir lu cet article.