Comment fonctionne la technologie blockchain ?

Une chaîne de blocs n'a rien d'un exploit d'ingénierie gratuit. Elle répond à une question vieille comme le commerce : comment deux inconnus qui n'ont aucune raison de se faire confiance se mettent-ils d'accord sur qui possède quoi, sans banque, sans notaire et sans chambre de compensation au milieu ? Les blocs, les empreintes cryptographiques, les mineurs, tout cela découle de cette contrainte de départ. On explique donc ici le fonctionnement de la blockchain en partant du problème, pas du vocabulaire.

Le problème s'appelle la double dépense

Un fichier se copie. C'est même la seule chose qu'un ordinateur sache faire vraiment bien. Si votre monnaie est un fichier, rien ne vous interdit d'envoyer le même euro numérique à deux personnes différentes à trois secondes d'intervalle. Le système bancaire règle ce problème par l'autorité : votre banque tient un compte, elle débite, elle refuse le second paiement. Vous lui faites confiance parce qu'elle est régulée et parce qu'il n'existe pas d'autre option.

Le document publié le 31 octobre 2008 sous le nom de Satoshi Nakamoto pose la question autrement. Et si le registre, au lieu d'être détenu par une institution, était recopié chez tout le monde ? Le premier bloc de Bitcoin est calculé le 3 janvier 2009. Depuis, la chaîne n'a jamais été interrompue plus de quelques heures.

Ce qu'un bloc contient réellement

Un bloc, c'est trois choses empilées. D'abord un paquet de transactions, quelques milliers au maximum. Ensuite une empreinte, le fameux hash : une fonction mathématique avale le contenu du bloc et recrache une suite de 64 caractères. Changez une virgule dans une transaction, l'empreinte devient méconnaissable. Enfin, le bloc porte l'empreinte du bloc précédent.

C'est ce troisième élément qui fait la chaîne, et c'est lui qui rend la falsification absurde. Modifier une transaction vieille de six mois change l'empreinte de son bloc, donc celle du bloc suivant qui la contenait, donc celle de tous les blocs jusqu'à aujourd'hui. Il faudrait recalculer des dizaines de milliers de blocs plus vite que le reste du réseau n'en produit de nouveaux. Personne n'a les machines pour ça.

Qui écrit dans le registre, et pourquoi il ne triche pas

Reste la question du droit d'écriture. Si tout le monde peut ajouter un bloc, il suffit d'ouvrir dix mille faux comptes pour prendre le contrôle du vote. Bitcoin répond par la preuve de travail : pour proposer un bloc, il faut trouver un nombre qui, ajouté au contenu du bloc, donne une empreinte commençant par une longue série de zéros. Aucune méthode intelligente n'existe, il faut essayer au hasard, des milliards de milliards de fois par seconde. Celui qui trouve empoche la récompense en bitcoins et les frais des transactions incluses.

Le calcul est brutal mais honnête : tricher coûte plus cher que jouer le jeu. Un attaquant capable de réunir la moitié de la puissance de calcul mondiale aurait dépensé des milliards en matériel et en électricité pour saboter l'actif qu'il détient.

Ethereum a changé de règle le 15 septembre 2022. À la place du calcul, les validateurs immobilisent 32 ethers en garantie : ils écrivent chacun leur tour, et une tentative de fraude leur fait perdre ce dépôt. La consommation électrique du réseau a chuté d'environ 99 % en une nuit. Deux réponses différentes à la même question, avec des compromis différents sur la centralisation.

Le grand cahier de Jean-Paul Delahaye, et ce que l'image cache

Le mathématicien Jean-Paul Delahaye a proposé une comparaison souvent reprise : un grand cahier public, que chacun peut lire et sur lequel chacun peut écrire, indestructible et impossible à effacer. L'image est bonne pour la lecture. Elle l'est moins pour l'écriture, parce qu'écrire n'est jamais gratuit.

Chaque transaction paie des frais, calculés à la place occupée dans le bloc et non au montant transféré. Aux heures creuses, quelques dizaines de centimes suffisent. Pendant les pics de 2021, la même opération dépassait parfois vingt euros sur Ethereum. Envoyer trente euros de cryptomonnaie peut donc coûter la moitié de la somme envoyée. C'est un détail qui n'apparaît jamais dans les présentations enthousiastes, et c'est pourtant le premier mur que rencontre un débutant.

Décentralisé sur le papier, concentré dans les faits

Le discours commercial insiste sur l'absence d'organe central. La réalité mérite d'être nuancée. Le minage de Bitcoin se répartit entre une poignée de coopératives qui rassemblent chacune une part importante de la puissance mondiale. Les nœuds complets, ceux qui hébergent l'historique entier et vérifient toutes les règles, se comptent en dizaines de milliers, ce qui reste peu au regard du nombre d'utilisateurs. Et la plupart des détenteurs de cryptomonnaies ne touchent jamais la chaîne : ils laissent leurs avoirs chez une plateforme d'échange, c'est-à-dire chez un intermédiaire, exactement ce que le protocole prétendait supprimer.

La technologie tient ses promesses au niveau du protocole. Les usages, eux, recentralisent tout ce qu'ils peuvent, parce que garder soi-même ses clés est inconfortable et que les gens choisissent le confort.

Quand la chaîne de blocs est la bonne réponse

Un registre partagé se justifie quand plusieurs acteurs qui ne se font pas confiance doivent partager la même donnée et qu'aucun d'eux n'accepte que les autres tiennent le stylo. Un consortium de transporteurs, une filière agroalimentaire avec ses producteurs et ses distributeurs, un marché de certificats d'énergie : les cas existent.

Dans une entreprise unique, en revanche, une base de données classique fait le même travail pour mille fois moins cher, avec des sauvegardes et un administrateur joignable. Beaucoup de projets lancés entre 2017 et 2019 se sont arrêtés sur ce constat. Poser la question de l'arbitre avant de poser celle de la technologie fait gagner un an.