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Le 10.07.2018
Par :
Dominique Fidel - Citizen Press

Tout comprendre sur la blockchain

« Révolution », « nouvel Internet », « remise en cause des fondements de notre société ». Voilà quelques-uns des termes employés dans les médias pour définir la blockchain, véritable buzzword depuis plusieurs mois. Mais qu'est-ce que la blockchain, ses réalités techniques, sociales et ses enjeux ? Tout sur la blockchain en cinq questions.

Comment est née la blockchain ?

Les débuts de la blockchain sont indissociables de l'aventure Bitcoin.  Et tout a commencé au milieu des années 1990 avec les travaux de Wei Dai, un ingénieur informaticien de Microsoft, autour de la conception d'un système de paiement électronique, anonyme et distribué. Une dizaine d'années plus tard, l'informaticien américain spécialiste en cryptographie Nick Szabo décrit le concept du Bit Gold, un mécanisme qui repose sur une chaîne de preuves de calcul utilisées pour légitimer des transactions. En février 2009 tout s'accélère avec le lancement du logiciel Bitcoin sur le site P2Pfoundation par un certain Satoshi Nakamoto, dont personne ne connaît la vraie identité – ou les identités - et qui a disparu de la circulation depuis 2010. En 2014 un nouveau cap décisif est franchi avec la naissance d'Ethereum, qui utilise sa propre monnaie – l'Ether – mais surtout qui permet de faire tourner des "smart contracts", des programmes autonomes qui exécutent automatiquement des actions validées au préalable par les parties prenantes. À partir de là, la blockchain a commencé à s'aventurer au-delà des frontières de la cryptomonnaie, et  a pris une toute nouvelle dimension.

 

Comment ça marche ?

Schématiquement, une blockchain est un livre de comptes qui contient l'historique de tous les échanges effectués entre ses utilisateurs depuis sa création et qui permet de stocker de manière sécurisée, anonyme et totalement transparente. "Le principe fondamental d’une blockchain ouverte est qu'il n'y a pas d'autorité centrale de contrôle ni d'intermédiaire de confiance", explique Emmanuelle Anceaume, chercheuse au CNRS et membre de l'équipe-projet Cidre d'Inria. Tous les utilisateurs peuvent initier des transactions qui sont vérifiées et relayées à travers le réseau pair-à-pair par d'autres utilisateurs -  les nœuds du réseau - qui conservent une copie le plus à jour possible du registre. Au fil de l'eau, les transactions validées sont rassemblées dans des blocs créés contre récompense par des « mineurs » (en référence aux chercheurs d'or). Une fois créé, chaque bloc est validé et propagé par les nœuds du réseau, puis inséré à la fin de leur copie locale.  "Le processus de création des blocs repose sur la résolution d'un problème mathématique complexe, dont la difficulté est régulièrement mise à jour de manière à ce que le délai nécessaire pour trouver un bloc valide soit toujours de 10 mn en moyenne", poursuit Emmanuelle Anceaume. Si, en théorie, tout utilisateur de la blockchain pourrait s'improviser mineur, la complexité est aujourd'hui telle qu'il faut disposer d'immenses capacités de calcul pour tester toutes les solutions possibles avant de tomber sur la bonne. Les règles du minage sont implacables : une fois qu'un bloc est inséré dans la blockchain, tous les autres mineurs sont condamnés à abandonner les pistes sur lesquelles ils travaillaient et à concentrer tous leurs efforts sur un nouveau bloc. Si deux blocs valides sont créés simultanément, deux chaînes parallèles peuvent se développer. Pour que cela ne soit pas le cas, une règle d’arbitrage extrêmement simple est appliquée par chacun des nœuds du réseau: ne conserver que la chaîne la plus longue. 

 

 

Est-ce réellement infalsifiable ? 

Pour leurs utilisateurs, tout l'attrait des blockchains tient à leurs promesses en termes de transparence et de sécurité grâce à un système de contrôle distribué entre les différents nœuds qui se chargent de vérifier la validité de la séquence de blocs de transactions. Par exemple dans le cas d'un transfert d'argent sur Bitcoin, tous vérifieront chacun de leur côté que l'émetteur détient bien la somme d'argent qu'il envoie en remontant tout l'historique de ses échanges passés. Si ce n'est pas le cas, la demande de transaction sera purement et simplement refusée. Corrompre la blockchain ? Envisageable, en théorie, mais pour qu'une telle manœuvre fonctionne il faudrait que plus de la moitié de la puissance de calcul soit possédée par des nœuds corrompus…"C'est d'ailleurs pour cela que les acteurs de bitcoin sont très vigilants envers les fermes de minages – qui rassemblent de grandes quantités de nœuds de manière à augmenter leurs capacités de calcul et donc leur capacité à créer des blocs, explique Emmanuelle Anceaume. On sait que 4 d'entre elles détiennent à elles seules 60% de la puissance de calcul du réseau bitcoin. Si elles se mettaient d'accord, elles pourraient décider de détourner la chaîne à leur profit. Mais il est hautement improbable qu'elles le fassent car leur prise de pouvoir tuerait leur poule aux œufs d'or !"  Par ailleurs les blocs se comportent comme des coffres inviolables. Chacun est scellé par son propre "hash" - obtenu par un algorithme qui convertit l'ensemble des transactions du bloc en une suite numérique -, mais aussi par le hash du bloc précédent. « Si vous vouliez modifier une transaction dans le passé vous devriez aussi intervenir sur tous les blocs qui le suivent ce qui demanderait une capacité de calcul bien trop grande pour que cela soit possible ! »

 

 

À quoi ça sert ?

"Si les cryptomonnaies – elles seraient 1500 aujourd'hui - attirent l'attention des médias et suscitent de violentes passions spéculatives, ce ne sont pas – loin s'en faut – les seules applications possibles de la blockchain", affirme Nicolas Vidal, spécialiste blockchain au sein du cabinet de conseil en transformation numérique Actimage. On assiste ainsi à l'émergence de nouveaux systèmes de financement, comme les ICO (Initial Coin Offering), modèle de levées de fonds basé sur l'émission de jetons (tokens) que des investisseurs peuvent acheter en échange d'un droit d'accès à un service. La blockchain ouvre aussi des perspectives intéressantes en matière d'archivage, de traçabilité et d'échange de données, qu'il s'agisse de propriété intellectuelle, de données médicales ou sanitaires, du carnet d'entretien d'une voiture (comme en témoigne le POC lancé par Renault en fin d'année dernière) ou encore de systèmes de messagerie chiffrée, un sujet sur lequel planchent actuellement les unités de recherche du Pentagone. "Les smart contracts offrent également des perspectives intéressantes, explique Nicolas Vidal. On peut imaginer de nombreux débouchés dans des domaines comme l'assurance par exemple. AXA a déjà lancé une offre qui permet de couvrir les retards d'avion via un smart contract, tandis que d'autres acteurs s'intéressent aux risques spécifiques au transport maritime dans les zones de guerre."

 

 

Quels défis doivent être relevés ?

La multiplication des usages ne doit pas cependant faire oublier que les freins à l'avènement des blockchains sont encore nombreux.  "Le premier challenge auquel sont confrontées les entreprises que nous accompagnons est celui de la rentabilité, car les développements informatiques nécessaires sont très coûteux, indique Nicolas Vidal. La question de la sécurité est aussi centrale, en particulier pour les blockchains privées car, même si elles ne sont pas falsifiables, elles sont en revanche autant hackables que n'importe quel système informatique si la sécurisation des accès n'est pas drastique !" Pour les blockchains publiques se pose également le défi de la scalabilité (montée en charge) tant en nombre d'utilisateurs qu'en volumes de transaction. Sur ce plan la marche est encore haute : avec respectivement 25 et 7 transactions maximum par seconde, Ethereum et Bitcoin restent bien loin des capacités transactionnelles nécessaires à des acteurs économiques de grande ampleur… "Aujourd'hui plusieurs équipes de chercheurs se penchent sur cette problématique, ajoute Emmanuelle Anceaume. Au sein de Cidre nous travaillons notamment sur deux axes qui sont, d'une part, le recours à un graphe de blocs (Directed Acyclic Graph) en lieu et place de la chaine et, d'autre part, la structuration des nœuds du réseau pair-à-pair en hypercube. Combinées, ces deux pistes permettraient d'augmenter le débit tout en garantissant la même résilience aux attaques de comportements malveillants." D'autres sujets restent également à aborder d'urgence, à commencer par l'impact énergétique et environnemental des blockchains, sachant qu'à lui seul Bitcoin consommerait actuellement 50 TWh/an, soit un peu plus que l'Algérie et un peu moins que la Grèce… "C'est un enjeu qui mobilise beaucoup la communauté blockchain, ajoute Emmanuelle Anceaume. Les recherches s'orientent notamment vers la recherche d'alternatives au système central de Bitcoin, à savoir le Proof of Work (preuve de travail) qui requiert une énorme puissance de calcul. Des travaux comme ceux de Silvio Micali autour de la Preuve d'Enjeu ouvrent de nouvelles perspectives…"

 

Crédits
1) David von Diemar via Unsplash
2) Domain Public CC BY-SA 2.0 via Pixabay
3) Blockchain Workflow CC BY-SA 2.0 via Wikicommons

La blockchain au quotidien

 

iExec, le marché de la ressource informatique s'installe sur la blockchain

Créée fin 2016 par d'anciens chercheurs de l'équipe Avalon (Inria, CNRS), iExec est une start-up lyonnaise qui compte déjà une vingtaine de collaborateurs. "Dans quelques jours nous lancerons sur Ethereum une place de marché qui permettra de monétiser de pair à pair des ressources informatiques disponibles (puissance calcul de serveurs, applications, jeux de données) et nécessaires aux applications distribuées fonctionnant sur la blockchain ", explique Oleg Lodygensky, ingénieur de recherche au CNRS aujourd'hui CTO de iExec. L'enjeu pour les acheteurs : permettre au plus grand nombre d'accéder à des capacités jusqu'ici hors de portée pour des raisons techniques ou financières. "Et pour les vendeurs notre plate-forme permettra de valoriser des ressources inexploitées." Forte d'une technologie éprouvée (basée sur la plate-forme XtremWeb-HEP), de partenariats prometteurs (Intel, IBM…), du soutien d’'Inria et du CNRS, et d'une remarquable levée de fonds finalisée l'an dernier, la jeune entreprise a aujourd'hui tout l'avenir devant elle. "Pourtant l'aventure avait mal démarré, s'amuse Oleg Lodygensky. En effet avec Gilles Fedak (ex-Inria) nous avions eu cette idée de créer une place de marché dans le cloud il y a cinq ans, mais nous avions jeté l'éponge car nous ne trouvions pas de solution qui autorise des microtransactions tout en garantissant la traçabilité des échanges… Jusqu'à ce que nous découvrions les possibilités d'Ethereum ! Aujourd'hui nous pouvons dire que nous existons pour et par la blockchain !"


Vie quotidienne : et si on utilisait la blockchain pour…

- Voter, comme l'ont fait les membres du parti politique français "Nous Citoyens" ou les expatriés colombiens lors du référendum organisé autour du traité de pays avec la guérilla. Dans les deux cas aucune anomalie n'a été décelée.

- Acheter des biens garantis responsables, ainsi que va le proposer le diamantaire De Beers avec une blockchain qui permettra de s'assurer de la traçabilité des pierres précieuses jusqu'aux conditions d'extraction.

- Mettre ses données santé au service de la recherche, en permettant une transmission 100% fiable et anonyme. Un sujet au cœur d'expérimentations de grandes ampleurs aux États-Unis (partenariat IBM – Food and Drug Administration) et en Grande Bretagne (partenariat Google/Deepmind – National Health Service).


Aurélie Bayle, déléguée à la protection des données du groupe be-ys

Où en est la reconnaissance légale de la blockchain ?

Pendant longtemps la blockchain a été entourée d'une certaine méfiance, car elle était assimilée au darkweb. Les choses ont commencé à évoluer avec la "vague de hype" qui s'est emparée de Bitcoin. La blockchain a peu à peu trouvé sa voie dans les préoccupations des législateurs, jusqu'à faire l'objet d'une définition dans le "Vocabulaire de l'informatique" publié au Journal Officiel en mai 2017. En ce début d'année la dynamique s'est accentuée avec la création d'une mission parlementaire sur la blockchain pendant que l'Autorité des Marchés Financiers se saisissait de la problématique spécifique des ICO (Initial Coin Offering) afin d'envisager la constitution d'un code de conduite et prévenir ainsi les risques de dérive.

Quid des smart contracts ?

Les smart contracts souffrent d'une appellation mensongère, car dans les faits ce ne sont pas des contrats en termes juridiques ! Pour l'instant nous sommes dans une situation d'attente car les pouvoirs publics ne se rendent pas encore compte de tout ce qu'on peut faire avec, en particulier de leur portée en ce qui concerne l'organisation des sociétés et les fonctionnements de la démocratie…

La blockchain est-elle compatible avec le Réglement Général pour la Protection des Données (RGPD) ?

Avec l'entrée en vigueur du RGPD la question du droit à l'oubli est mise en avant. Et elle n'est pas anodine car les principes de base de la blockchain impliquent que les données soient ineffaçables et partagées entre tous les utilisateurs ! Donc de prime abord on pourrait dire que blockchain et RGPD sont incompatibles. Mais la situation actuelle de stockage hors-blockchain pourrait sans doute évoluer avec le recours à des solutions comme les algorithmes de chiffrement du type ZKP (zero knowledge proof) qui pourraient contribuer à garantir l'anonymat des données ou plus encore les procédés de triples clés cryptographiques qui permettraient de rendre les données qui nous concernent impossibles à déchiffrer une fois pour toute lorsque la personne concernée en ferait le choix.

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