Qu'est-ce que la blockchain ?

La blockchain se raconte souvent par ses usages, rarement par son mécanisme, ce qui laisse la plupart des lecteurs avec une formule apprise par coeur (« un registre distribué ») et aucune idée de ce qui se passe réellement quand quelqu'un envoie une transaction. Cet article prend le chemin inverse et suit la chaîne de bout en bout : ce qu'on écrit dedans, comment les blocs se lient les uns aux autres, qui décide de ce qui est valide, et quel problème précis tout cet appareillage résout.

Le problème que ça résout : la double dépense

Un fichier numérique se copie. Un euro sur un compte bancaire ne se copie pas, parce que la banque tient le registre et refuse le second débit. Retirez la banque et le problème réapparaît : rien n'empêche d'envoyer la même unité à deux personnes en même temps.

C'est la question à laquelle le document publié en 2008 sous le nom de Satoshi Nakamoto répond, et la seule que la blockchain traite vraiment. Tout le reste, contrats automatisés, traçabilité alimentaire, jetons de jeu, découle de cette réponse : un ordre chronologique des opérations sur lequel des inconnus se mettent d'accord sans se faire confiance.

Ce qu'il y a dans un bloc

Un bloc contient trois choses. D'abord une liste de transactions, chacune indiquant une adresse d'origine, une adresse de destination, un montant et une signature. Ensuite l'empreinte du bloc précédent. Enfin quelques métadonnées : horodatage, numéro, et sur les chaînes à preuve de travail, un nombre arbitraire appelé nonce.

L'empreinte, ou hash, est le point qui fait tout fonctionner. C'est le résultat d'une fonction mathématique qui transforme n'importe quel contenu en une suite de 64 caractères, toujours la même pour un contenu donné, complètement différente au moindre changement. Modifiez un centime dans une transaction et l'empreinte du bloc devient méconnaissable.

Qui écrit, et selon quelle règle

Chaque machine du réseau, appelée noeud, détient une copie complète de la chaîne et vérifie chaque nouvelle transaction : la signature correspond-elle à l'adresse émettrice, le solde existe-t-il, l'unité n'a-t-elle pas déjà été dépensée. Une transaction invalide est rejetée sur place, sans arbitrage.

Reste à savoir qui assemble le prochain bloc. Deux méthodes dominent.

La preuve de travail

Les mineurs cherchent, par essais successifs, un nonce qui donne au bloc une empreinte commençant par un certain nombre de zéros. Il n'existe pas de raccourci : on essaie, des milliards de fois par seconde. Le premier qui trouve diffuse son bloc, les autres vérifient en une fraction de seconde et passent au suivant. Sur Bitcoin, la difficulté s'ajuste pour maintenir un bloc toutes les dix minutes environ, quelle que soit la puissance branchée sur le réseau.

Cette méthode consomme beaucoup d'électricité, et c'est assumé : le coût énergétique est ce qui rend une attaque plus chère que le gain espéré.

La preuve d'enjeu

Ethereum a basculé sur ce modèle en septembre 2022. Au lieu de dépenser du calcul, les validateurs immobilisent des jetons en garantie, 32 ethers pour un validateur individuel. Le tirage désigne qui propose le bloc, et un validateur pris à tricher perd une partie de sa mise. La consommation électrique du réseau a chuté de plus de 99 % lors de cette transition. Le principe de dissuasion reste le même, la garantie remplace la facture d'électricité.

Les clés, et ce qu'elles impliquent

Une adresse est dérivée d'une clé publique, elle-même dérivée d'une clé privée que vous seul détenez. Signer une transaction prouve que vous possédez la clé privée sans jamais la révéler. Le portefeuille, matériel ou logiciel, ne stocke pas d'argent : il stocke cette clé.

La conséquence est brutale et mérite d'être dite clairement. Une clé privée perdue est une somme perdue, sans recours, sans service client, sans procédure de récupération. On estime que plusieurs millions de bitcoins sont immobilisés sur des adresses dont personne ne détient plus la clé. C'est la contrepartie directe de l'absence d'autorité centrale : personne ne peut vous voler par décision administrative, personne ne peut non plus vous rendre ce que vous avez égaré.

Contrats automatisés et usages hors monnaie

Ethereum a ajouté en 2015 la possibilité d'inscrire du code dans la chaîne. Un contrat intelligent est un programme qui s'exécute quand ses conditions sont remplies, sans intervention humaine : si tel versement arrive avant telle date, tel transfert part automatiquement.

C'est sur cette brique que reposent les usages hors monnaie. Carrefour a lancé dès 2018 une traçabilité par blockchain sur certaines filières, poulet fermier puis d'autres produits, avec un code à scanner sur l'emballage renvoyant à l'historique du lot.

La blockchain déplace la confiance : elle la retire à un intermédiaire unique pour la répartir sur un réseau et un protocole. Elle ne la supprime pas. Dans la majorité des projets qui l'invoquent, une base de données classique ferait très bien l'affaire.