Qu'est-ce que la blockchain ?

Il est peut-être plus simple de commencer par ce que la blockchain n'est pas: elle n'est pas synonyme de crypto-monnaie ou de Bitcoin, elle n'est pas un simple moyen d'échange, elle n'est pas un réseau d'investissement purement spéculatif et elle n'est certainement pas un simple mot à la mode. Les crypto-monnaies reposent sur une monnaie numérique qui utilise la technologie blockchain pour enregistrer et sécuriser chaque transaction.

La blockchain est une technologie de registre distribué, partagée entre les ordinateurs (nœuds) d'un réseau. Il s'agit d'une base de données open source avec des enregistrements croissants, ou des blocs d'enregistrements, liés entre eux par la cryptographie. Elle est surtout connue pour permettre les transactions de crypto-monnaies de manière sécurisée, sans besoin de contrôle centralisé.

Les institutions financières étudient comment elles pourraient également utiliser la technologie blockchain pour tout bouleverser, de la compensation et du règlement aux assurances.

Comprendre la technologie blockchain

La blockchain (ou technologie blockchain) est essentiellement un système partagé d'enregistrements souvent appelé technologie de grand livre distribué ou base de données. Un réseau blockchain peut stocker toutes les informations numérisées, des dossiers médicaux aux titres fonciers, mais il est surtout connu pour sa capacité à enregistrer les transactions et à suivre les actifs. Sa conception permet de créer des blocs d'informations qui sont traçables, impossibles à falsifier et régis de manière autonome.

Histoire de la blockchain, développements récents et popularité croissante

L'histoire de la blockchain remonte au début des années 1980, lorsque le cryptographe David Chaum a proposé pour la première fois un système de coffre-fort pour établir un réseau informatique sécurisé, qui englobe les éléments clés d'un réseau blockchain. En 1991, Stuart Haber et W. Scott Stornetta ont introduit le concept d'horodatage des documents numériques. L'année suivante, Haber et Stornetta se sont associés à Dave Bayer pour améliorer l'efficacité de ce concept en permettant le stockage de plusieurs documents numérisés dans des blocs.

Ce n'est qu'en 2008 que Satoshi Nakamoto, un mystérieux individu ou groupe de personnes, a réuni ces concepts pour concevoir le premier réseau décentralisé de blockchain. L'année suivante, Nakamoto a lancé la première crypto-monnaie Bitcoin, où la blockchain servait de réseau public pour héberger toutes les transactions. La blockchain Bitcoin ne décrit que la technologie dans laquelle la monnaie est logée, tandis que la crypto-monnaie Bitcoin ne décrit que la monnaie elle-même. La première transaction en Bitcoin a eu lieu le 12 janvier, et en novembre de la même année, le Bitcoin avait sa propre plateforme d'échange et une poignée de forums de discussion pour les développeurs et les passionnés. En 2010, un trader nommé Laszlo Hanyecz a accepté de payer 10 000 Bitcoins pour deux pizzas Papa John's et l'histoire a commencé. Le Bitcoin est une monnaie numérique qui utilise la technologie blockchain comme registre distribué.

En 2014, la popularité de la crypto-monnaie était en augmentation constante, mais le potentiel de la technologie blockchain n'a pas été pleinement exploré. C'est alors qu'entre en scène Vitalik Buterin, un programmeur russe alors âgé de 20 ans qui a lancé le réseau Ethereum avec quatre autres entrepreneurs. Ethereum a introduit de nouveaux modes d'utilisation de la technologie blockchain autres que les transactions basées sur les crypto-monnaies : il a introduit les contrats intelligents, a permis aux programmeurs de développer des applications décentralisées (DAPP), ouvert la voie aux jetons non fongibles (NFT) qui ont rugi pour prendre le contrôle d'Internet. Mais surtout, elle s'est révélée être un tournant, car les grandes entreprises et les gouvernements ont commencé à reconnaître la véritable capacité de la blockchain.

Depuis, les crypto-monnaies ont gagné en popularité et en valeur monétaire tout en créant des controverses à gauche et à droite. Pendant ce temps, la technologie blockchain est devenue l'une des principales entreprises dans lesquelles investir, plus particulièrement pour améliorer la gestion de la chaîne d'approvisionnement. Elle a été reprise par de grandes entreprises telles Walmart et Amazon. Selon l'enquête de 2020 de Deloitte, 55 % des personnes interrogées ont cité la blockchain comme une priorité stratégique majeure, tandis que 40 % ont déclaré l'avoir intégrée dans leur production.

Comment fonctionne la blockchain ?

Le nom blockchain peut être considéré comme la représentation métaphorique de la manière dont les informations sont organisées au sein d'un réseau.

Dans un réseau blockchain, les informations, qui peuvent être des transactions, des contrats intelligents ou d'autres documents codifiés, sont stockées par lots ou blocs. Ces blocs sont reliés entre eux de manière chronologique et forment une ligne continue comme une chaîne de blocs.

Ces blocs ne peuvent stocker qu'un nombre limité d'éléments d'information ou, dans le contexte de la crypto-monnaie, un nombre restreint de transactions. Les données relatives aux transactions comprennent l'expéditeur, le destinataire et le montant de la monnaie numérique qui a changé de main, par exemple Y a payé X 50 USD, X a payé Z 70 USD, Z a payé T 20 USD, etc.

Chaque nouvelle entrée dans un bloc doit être vérifiée par la majorité ou la totalité des nœuds du réseau. La blockchain utilise des mécanismes de consensus tels que la preuve de travail ou la preuve d'enjeu pour empêcher l'entrée de transactions invalides et garantir que chaque transaction enregistrée est correcte.

Outre les données, chaque bloc contient également son propre hachage et celui du bloc précédent. Un hash est similaire à une empreinte digitale, il identifie un bloc et tout son contenu, et il est toujours unique. Il constitue un nombre définitif de caractères alphanumériques. Un code de hachage est calculé lors de la création d'un bloc et toute modification du bloc est reflétée dans le code. Une chaîne est créée car chaque bloc comprend également le code de hachage du bloc précédent.

Lorsque la limite est atteinte, un nouveau bloc est ajouté à la chaîne. Le processus d'ajout et de vérification de nouveaux blocs à ces technologies de grands livres distribués est appelé "minage".

Il y a plusieurs choses à faire pour qu'un nouveau bloc soit ajouté :

1. Chaque nouveau bloc doit contenir la réponse à un puzzle cryptographique complexe créé par la fonction de hachage.

2. Le nœud qui a résolu le puzzle partage ensuite la solution avec tous les autres ordinateurs du réseau.

3. Le réseau doit ensuite vérifier le calcul. Si le calcul est correct, le nouveau bloc accompagné d'un horodatage, est ajouté à la chaîne.

Lorsqu'un bloc est rempli et stocké sur la blockchain, il est immuable. Il n'est pas possible de réécrire un bloc pour enregistrer les modifications apportées aux informations qu'il contient. Au lieu de cela, un nouveau bloc qui montre un changement tel que «X a été changé en Y à une date et une heure particulières» est ajouté comme une nouvelle entrée.

Principales caractéristiques d'une blockchain

Un réseau de blockchain possède plusieurs propriétés qui rendent la technologie unique et la distinguent des bases de données ou des grands livres traditionnels.

• Décentralisé

Un système de blockchain est décentralisé, ce qui signifie qu'il n'existe pas d'autorité centrale unique chargée de prendre des décisions et de fixer des règles. Au lieu de cela, un groupe de nœuds maintient et gère un réseau donné. Tous les nœuds d'un réseau détiennent une copie de l'ensemble du grand livre, ce qui présente de nombreux avantages. En particulier, cela résout le problème du point de défaillance unique et crée un système tolérant aux pannes et inviolable. Les nœuds peuvent toujours recouper les informations et identifier toute erreur ou tout acte répréhensible. Le réseau ne dépend pas non plus d'une seule entité pour stocker toutes les données. Si un nœud tombe en panne, les autres continuent à fonctionner.

• Immuable

La blockchain constitue un grand livre numérique ou une base de données permanente. Tous les blocs d'informations sont non seulement alignés chronologiquement et horodatés, mais aussi scellés cryptographiquement. Toute modification apportée à un bloc entraîne une modification de son code de hachage. Et comme chaque bloc contient le hachage du bloc précédent, les hachages qui y sont stockés deviennent invalides. Ainsi, toute modification d'un bloc particulier rend tous les blocs suivants, et par extension la chaîne, inopérants. L'immuabilité n'est pas seulement garantie par l'utilisation de la fonction de hachage mais aussi par des mécanismes de consensus tels que le PoW ou le PoS. Ainsi, à moins qu'un agent malveillant ne prenne le contrôle de la majorité des nœuds d'un réseau donné, il est quasiment impossible d'altérer une entrée.

• Distribué

Dans un grand livre public, chaque nœud du réseau conserve une copie du grand livre, et tous doivent participer à la vérification de chaque entrée et inclusion de bloc. Cela assure une transparence totale et permet aux agents participants de gérer et de réguler le réseau. Tout le monde doit suivre une procédure standardisée et la distribution égale signifie que chaque nœud détient le même pouvoir concernant la vérification de chaque entrée.

• Basé sur le consensus

Un système centralisé, tel qu'une base de données hospitalière contenant des informations sur les patients, est géré par un administrateur qui est responsable de la mise à jour des données et de leur actualisation. Cette personne ou ce groupe a toute autorité pour traiter les informations sensibles. En revanche, un système autogéré comme une blockchain distribue la mise à jour et la vérification des données à chaque nœud participant au réseau en utilisant des mécanismes de consensus. Ce processus fait référence à un ensemble de règles aidant les nœuds à approuver l'authenticité de chaque entrée. Il existe deux algorithmes courants de mécanisme de consensus.

• Programmable

Certains réseaux de blockchain, notamment Ethereum, sont programmables. Cela signifie que les développeurs peuvent programmer des protocoles, appelés contrats intelligents, qui déclenchent des réponses lorsque les conditions prédéterminées sont remplies. Dans le contexte des transactions basées sur les crypto-monnaies, les contrats intelligents permettent des transactions automatisées telles que : X paiera 2 ETH à Y lorsque Z paiera 3 ETH à X. Les contrats intelligents peuvent englober autant de stipulations que nécessaire et peuvent impliquer un nombre quelconque de participants.

Types de réseaux blockchain

Il existe quatre catégories de réseaux blockchain classées par niveau d'accessibilité.

• Blockchains publiques

Comme leur nom l'indique, les systèmes de blockchains publiques sont totalement ouverts à tous ceux qui souhaitent y participer. Ils sont fidèles à la propriété décentralisée d'une blockchain, ne sont pas détenus par un individu ou un groupe d'individus et sont gérés par chaque nœud faisant partie du réseau.

Chaque agent participant détient une copie du grand livre et chacun a le pouvoir de vérifier et d'authentifier les nouvelles entrées en utilisant des mécanismes de consensus de type Proof of Work ou Proof of Stake. L'absence de limite à la participation et la distribution totale signifient une plus grande répartition du contrôle, ce qui renforce la sécurité et la fiabilité du réseau. Bitcoin et Ethereum sont les exemples les plus notables de blockchains publiques.

• Blockchains privées

Une blockchain privée consiste en un réseau à autorisation dans lequel le consensus peut être atteint par un processus appelé "approbation sélective", dans lequel des utilisateurs connus vérifient les transactions. Les blockchains privées n'autorisent que des nœuds autorisés à participer et fonctionnent comme un réseau fermé. Contrairement aux systèmes publics, les réseaux privés ont une gouvernance centralisée et les utilisateurs peuvent déterminer manuellement leur taille et leur évolutivité. C'est la meilleure solution à utiliser au sein des entreprises car elle permet de bénéficier de la technologie blockchain tout en ayant la possibilité de ne pas sacrifier la confidentialité. En raison du nombre limité de nœuds, le processus de vérification est également beaucoup plus rapide par rapport à un réseau public. Enfin, ce processus de blockchain privée ressemble davantage à un système de stockage de données en interne, sauf qu'il est réparti sur plusieurs nœuds afin de renforcer la sécurité.

• Blockchains hybrides

Une architecture blockchain hybride réunit des éléments d'une blockchain publique et d'une blockchain privée. Une entité centrale se réserve le droit de garder certaines parties du réseau privées tout en permettant à certaines parties d'être publiques, mais ladite entité ne peut pas modifier les transactions enregistrées. Le système peut utiliser des contrats intelligents pour définir l'accès des utilisateurs. Seul un nombre défini de nœuds a le pouvoir de vérifier les entrées. Elle est considérée comme le type d'architecture de blockchain le plus personnalisable, constituant la solution la mieux adaptée pour les gouvernements ou les organismes de santé, où le public peut accéder à certains types de données mais où les entités peuvent encore préserver la confidentialité..

• Blockchains de consortium

Aussi appelées blockchains fédérées, les blockchains de consortium sont maintenues par un groupe d'entités ou d'individus représentatifs. A l’instar des blockchains hybrides, un consortium bénéficie à la fois des systèmes avec et sans autorisation. Contrairement aux blockchains hybrides, elles ne sont pas régies par une seule entité centrale. Ces entités dirigeantes, ou le consortium, autorisent ou restreignent les participants et détiennent le pouvoir d'authentifier en utilisant un mécanisme de preuve de vote.

Avantages de la blockchain

En raison de ses caractéristiques uniques, la blockchain offre une plus grande confiance, transparence et traçabilité à ses utilisateurs.

Transparence et confiance

L'attribut le plus frappant d'un réseau blockchain est peut-être sa nature décentralisée et sa transparence sans précédent. Dans un système ou une base de données à gestion centralisée, le contrôle de toute activité ou organisation donnée est concentré sur une seule personne ou entité. Cela signifie que ces entités agissent comme des gardiens de toutes les données et de tous les utilisateurs : elles régulent l'accès et fixent les règles.

Par exemple, dans un système bancaire centralisé, les clients peuvent avoir rejeté des paiements ou gelé des comptes et il n'est pas certain que la banque en prenne la responsabilité. C’est aussi le cas d’une plateforme sociale comme Twitter qui peut censurer certains discours, fermer des comptes et peut monétiser les données personnelles des utilisateurs.

Un système décentralisé retire l'autorité à un groupe central et la distribue aux participants du réseau. Chaque participant détient une copie complète de la base de données dans son intégralité et décide collectivement de sa gestion.

Le système de vérification élaboré avec lequel un réseau de blockchain fonctionne permet de renforcer la confiance de ses participants. Contrairement à un système centralisé, les participants ont une connaissance complète de ce qui est stocké et de la manière dont il est géré.

Pas besoin de vérification par un tiers

Un système de vérification distribué et inviolable élimine également le besoin d'intermédiaires pour vérifier les transactions ou l'authenticité des documents, comme les banques qui s'assurent que l'expéditeur dispose des fonds nécessaires pour effectuer le transfert, un avocat qui exécute un contrat commercial en s'assurant que les deux parties remplissent les conditions requises ou un notaire qui signe un document. Les réseaux blockchain suppriment la nécessité pour ces parties de négocier un accord et, par extension, au temps et à l'argent dépensés pour ces tiers.

Règlement plus rapide des transactions

Les institutions bancaires fonctionnent pendant les heures de bureau et sont fermées pendant les vacances. La blockchain, en revanche, fonctionne 24h/24 et 7j/7 et tous les jours de l'année. Les innombrables nœuds d'un réseau se précipitent pour approuver les transactions au fur et à mesure qu'elles se produisent. Une transaction en Bitcoin, par exemple, prend en moyenne 10 minutes et peut se produire à tout moment de la journée et tous les jours de l'année. Cela pourrait notamment résoudre les problèmes de paiements transfrontaliers qui sont liés non seulement à des frais élevés mais aussi à de longs délais de transfert en raison des différences de fuseaux horaires et de l'intervention de plusieurs parties intermédiaires pour faciliter la communication entre deux parties correspondantes.

Sécurité de la blockchain

L'utilisation créative par Blockchain d'une fonction de hachage et d'algorithmes de mécanisme de consensus rend la base de données totalement immuable et inviolable. Cela confère à la base de données ou au grand livre distribué une immunité totale contre toute tentative malveillante de la part de mauvais agents.

Outre le système de vérification complexe grâce auquel chaque transaction est approuvée et authentifiée, une blockchain est également un logiciel libre, ce qui signifie que tout le monde peut voir son code. Cela permet aux développeurs d'examiner le code et ses niveaux de sécurité et de faire des suggestions pour l'approuver.

Accessibilité de la blockchain

Selon les recherches de la Banque mondiale, environ 31 % de la population mondiale ne sont pas bancarisés, la plupart d'entre eux résidant dans les pays en développement. Les personnes non bancarisées doivent non seulement relever les défis logistiques liés à l'absence de compte bancaire, comme le paiement des services publics ou l'obtention d'un salaire, mais elles sont également exclues du réseau financier mondial et leur patrimoine est vulnérable face aux cambrioleurs lorsqu'il est stocké physiquement.

Les technologies des crypto-monnaies et des blockchains permettent à quiconque, indépendamment de son sexe, de son origine ethnique, de sa nationalité ou de sa solvabilité, d'effectuer des transactions avec n'importe qui sur le réseau et de stocker son capital en toute sécurité. Cela signifie que les personnes non bancarisées peuvent utiliser la crypto si elles le souhaitent.

Limites et défis actuels de la blockchain

La nature complexe et exigeante de la blockchain entraîne des défis uniques qui n'ont pas encore été relevés, notamment en matière d'accessibilité et de conscience écologique.

Coûts de développement et de maintenance de la blockchain

Lors de la maintenance d'un réseau de blockchain, des mécanismes tels que PoW en particulier, utilisent d'énormes quantités de puissance de calcul pour résoudre les énigmes, ce qui augmente également les factures d'électricité des nœuds.

Une plus grande puissance de calcul augmente les chances de résoudre l'énigme plus rapidement, c'est pourquoi les mineurs améliorent constamment leurs capacités matérielles en intégrant davantage de cartes GPU dans le système, mais cela exige l'utilisation d'une plus grande puissance.

En outre, le cycle de vie des cartes GPU est faible. De plus, la chaleur générée par la consommation d'énergie doit également être refroidie à l'aide de ventilateurs ou de climatiseurs. Tous ces aspects combinés ensemble entraînent des coûts de développement et de maintenance élevés.

Non respectueux de l'environnement

Le processus de validation des transactions via Proof of Work consomme de grandes quantités d'énergie. En plus d'alourdir les factures, cela fait que les crypto-monnaies, et par extension la blockchain, sont loin d'être une technologie verte. Le minage du Bitcoin, par exemple, génère 40 milliards de livres d'émissions de carbone rien qu'aux États-Unis. L'industrie de la crypto-monnaie vise à être 100 % sans carbone d'ici 2030 et a commencé à investir dans des solutions énergétiques plus vertes pour alimenter les activités de minage.

Difficultés de mise en œuvre de la blockchain

La technologie blockchain est incroyablement compliquée et coûteuse à mettre en œuvre. Elle nécessite des investissements importants dans les infrastructures et les talents. Pour qu'une entreprise adopte une solution blockchain, elle doit également former ses professionnels et s'assurer que la direction est parfaitement informée de la technologie blockchain afin qu'elle puisse l'utiliser pleinement et atténuer les difficultés que celle-ci entraîne.

Utilisations de la blockchain et applications dans la vie réelle

Bien qu'elle soit le plus souvent associée au trading de crypto-monnaie, les applications réelles de la blockchain vont au-delà de la simple facilitation des transactions de devises numériques.

Utilisations de la blockchain dans la banque et la finance

La technologie blockchain est considérée par beaucoup comme une solution naturelle pour améliorer les opérations des institutions financières. Elle peut accélérer considérablement les délais de transaction, améliorer la communication entre les institutions correspondantes et réduire les erreurs de manipulation. Une transparence accrue permettra également d'optimiser les activités réglementaires et de renforcer la confiance dans l'audit des institutions financières.

Les grandes banques comme Wells Fargo et HSBC sont les premières à adopter la blockchain. Les géants bancaires font appel à la technologie blockchain pour améliorer le règlement des paiements transfrontaliers et utilisent un grand livre commun pour traiter les transactions en dollars américains, dollars canadiens, livres sterling et euros.

Utilisation de la blockchain dans le secteur juridique

Le secteur juridique peut tirer parti de la technologie blockchain pour automatiser ses flux de travail, stocker les contrats de manière sûre et immuable et se rendre plus transparent pour les clients. L'utilisation de contrats intelligents peut réduire considérablement le temps de préparation et de modification des documents, et donc éviter des frais élevés pour couvrir la préparation qui est généralement prise en charge par les clients.

Si les contrats intelligents ne sont pas encore reconnus au niveau fédéral, certains États américains, dont le Nevada et l'Iowa, acceptent désormais leur légitimité et les reconnaissent comme des accords juridiquement contraignants entre les parties concernées.

Utilisation de la blockchain dans le domaine de la santé

La blockchain a une variété d'applications dans le secteur de la santé, dont les plus importantes sont le stockage sécurisé des données des patients et la gestion rationalisée de la chaîne d'approvisionnement pharmaceutique.

Les violations de données continuent d'être un problème crucial au sein du secteur, avec plus de 600 cas signalés entre 2021 et 2022. Les services exploitant le potentiel de cryptage de la blockchain permettent une transmission et un stockage sécurisés des informations sensibles. BurstIQ, par exemple, aide les entreprises du secteur de la santé à conserver, partager ou autoriser des données tout en respectant strictement les règles HIPAA. Elle permet également d'accéder en temps réel aux données relatives aux activités de soins de santé des patients, ce qui peut contribuer à éliminer les problèmes d'abus de médicaments sur ordonnance.

IBM et Sonoco se sont récemment associés pour minimiser les problèmes de transport des médicaments en permettant des niveaux plus élevés de transparence de la chaîne d'approvisionnement grâce aux réseaux blockchain. Pharma Portal, une plateforme blockchain, aide les fournisseurs et les acheteurs à suivre les médicaments à température contrôlée grâce à des données précises et en temps réel.

Utilisation de la blockchain dans la gestion immobilière

Compte tenu de ses capacités de suivi des actifs impeccables, la blockchain est également destinée à bouleverser le secteur immobilier. La technologie blockchain pourrait apporter des solutions aux problèmes liés aux conflits de propriété, à la nécessité de recourir à des intermédiaires pour conclure une transaction, aux commissions élevées réclamées par les agents immobiliers et les notaires, etc.

ATLANT, par exemple, a créé une plateforme blockchain dans laquelle les propriétés sont tokenisées et peuvent être échangées comme des crypto-monnaies. Cela permet de rationaliser les transactions et de réduire le besoin d'un intermédiaire pour sceller l'accord entre le vendeur et l'acheteur, tout en minimisant les frais de transaction et de courtage.

Perspectives d'avenir: l'avenir de la blockchain

Sans aucun doute, la technologie la plus perturbatrice de la dernière décennie, la blockchain a déjà transformé les opérations de plusieurs secteurs verticaux au cours de sa brève existence. L'augmentation astronomique de sa popularité a permis aux développeurs d'étendre la technologie blockchain au-delà d'un simple moyen d'acheter des crypto-monnaies - permettant ainsi aux principaux acteurs des marchés, y compris les gouvernements, de reconnaître son potentiel pour rationaliser leur système de gestion des données et faire passer leurs services au niveau supérieur.

Alors que son adoption généralisée est de plus en plus proche, il est crucial de formuler des solutions à ses limites actuelles et d'investir dans l'amélioration de la technologie pour qu'elle soit plus accessible et plus écologique.

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