Comment fonctionne le bitcoin

Comment catégoriser un bitcoin est un sujet de controverse. S'agit-il d'un type de devise, d'un magasin de valeur, d'un réseau de paiement ou d'une classe d'actifs?

Heureusement, il est plus facile de définir ce qu'est réellement le bitcoin. C'est un logiciel. Ne vous fiez pas aux images de stock de pièces de monnaie brillantes ornées de symboles baht thaïlandais modifiés. Le bitcoin est un phénomène purement numérique, un ensemble de protocoles et de processus.

C’est également la plus fructueuse des centaines de tentatives de création d’argent virtuel grâce à la cryptographie, la science de la création et de la suppression de codes. Mais la concurrence monte en puissance.

La blockchain

Bitcoin est un réseau qui fonctionne sur un protocole appelé blockchain. Un article de 2008 rédigé par une personne ou des personnes se faisant appeler Satoshi Nakamoto a d'abord décrit à la fois la blockchain et le bitcoin. Pendant un temps, les deux termes ont été synonymes.

La blockchain a depuis évolué vers un concept séparé et des milliers de blockchains ont été créés à l'aide de techniques cryptographiques similaires. Cette histoire peut rendre la nomenclature déroutante. La blockchain fait parfois référence à la blockchain originale bitcoin. D'autres fois, il fait référence à la technologie de la blockchain en général, ou à toute autre blockchain spécifique, telle que celle qui alimente Ethereum.

Les bases de la technologie blockchain sont heureusement simples. Une chaine de blocs donnée consiste en une seule chaîne de blocs d’informations discrets, classés chronologiquement. En principe, ces informations peuvent être des chaînes de 1 et de 0, ce qui signifie qu’elles peuvent inclure des courriels, des contrats, des titres fonciers, des certificats de mariage ou des transactions en obligations. Cette polyvalence a attiré l'attention des gouvernements et des entreprises privées.

Dans le cas de Bitcoin, cependant, les informations sont principalement des transactions.

Bitcoin est vraiment juste une liste. La personne A a envoyé X bitcoin à la personne B, qui a envoyé Y bitcoin à la personne C, etc. En faisant le total de ces transactions, tout le monde sait où se trouvent les utilisateurs individuels.

Un autre nom pour une blockchain est un "grand livre distribué", qui souligne la différence essentielle entre cette technologie et un document Word bien conservé. La blockchain de Bitcoin est publique. Tout le monde peut le télécharger dans son intégralité ou accéder à un nombre quelconque de sites qui l'analysent.

Vous pouvez voir, par exemple, que 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ a envoyé 0.01718427 bitcoin à 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t le 14 août 2017, entre 11 h 10 et 11 h 20, il est également en stock. -informé, vous pourriez probablement savoir qui les contrôlait. Le réseau de Bitcoin n'est pas totalement anonyme, en d'autres termes, bien que certaines précautions puissent rendre très difficile la mise en relation des individus avec des transactions.

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Post-confiance

Bien qu’il soit absolument public, ou plutôt à cause de cela, le bitcoin est extrêmement difficile à altérer. Un bitcoin n'a aucune présence physique, vous ne pouvez donc pas le protéger en l'enfermant dans un coffre-fort ou en l'enfouissant dans la nature canadienne.

En théorie, tout ce qu'un voleur devrait faire pour l'enlever serait d'ajouter une ligne au grand livre qui se traduirait par "vous m'avez payé tout ce que vous avez".

Une préoccupation connexe est la double dépense. Si un mauvais acteur pouvait dépenser un bitcoin, puis le dépenser à nouveau, la confiance dans la valeur de la devise s'évaporerait rapidement.

Pour éviter que cela ne se produise, vous avez besoin de confiance. Dans ce cas, la solution habituelle serait de faire appel à un arbitre central et neutre. Une banque. Bitcoin a toutefois rendu cela inutile. (Ce n'est probablement pas une coïncidence. La description originale de Satoshi avait été publiée en octobre 2008, alors que la confiance envers les banques était à son plus bas niveau.) Plutôt que de disposer d'une autorité fiable pour tenir le grand livre et présider le réseau, le réseau de bitcoins est décentralisé. Tout le monde surveille les autres.

Personne n'a besoin de savoir ou de faire confiance à quiconque. En supposant que tout fonctionne comme prévu, les protocoles cryptographiques garantissent que chaque bloc de transactions est verrouillé sur le dernier d'une longue chaîne immuable.

Exploitation minière

Le processus qui maintient ce grand livre public sans confiance est appelé extraction. Le réseau des utilisateurs de bitcoins qui négocient la crypto-monnaie est un réseau de mineurs, qui enregistrent ces transactions sur la blockchain.

L'enregistrement d'une chaîne de transactions est trivial pour un ordinateur moderne, mais son extraction est difficile car le logiciel de Bitcoin rend le processus artificiellement fastidieux. Sans la difficulté supplémentaire, les gens pourraient usurper des transactions pour s'enrichir ou mettre d'autres personnes en faillite. Ils pourraient le consigner dans la blockchain et y empiler des transactions si triviales qu'il serait impossible de démêler la fraude.

De même, il serait facile d’insérer des transactions frauduleuses dans des blocs antérieurs. Le réseau deviendrait un fouillis spammy et tentaculaire de grands livres concurrents et le bitcoin serait sans valeur.

La combinaison de la "preuve de travail" avec d'autres techniques cryptographiques a été la percée de Satoshi. Le logiciel de Bitcoin ajuste les difficultés rencontrées par les mineurs afin de limiter le réseau à un nouveau bloc de transactions d'un mégaoctet toutes les 10 minutes. De cette façon, le volume des transactions est digeste. Le réseau a le temps de vérifier le nouveau bloc et le registre qui le précède, et tout le monde peut parvenir à un consensus sur le statu quo. Dans la "fourche" - c’est-à-dire que la chaîne se divise en versions divergentes - la chaîne la plus longue est considérée comme la plus valable car elle a fait l’objet de beaucoup de travail. (Pour une lecture connexe, voir "Comment acheter Bitcoin")

Des hachis

Voici une description un peu plus technique du fonctionnement de l’exploitation minière. Le réseau de mineurs, dispersés à travers le monde et non liés par des liens personnels ou professionnels, reçoit le dernier lot de données de transaction. Ils exécutent les données via un algorithme cryptographique qui génère un "hachage", une chaîne de chiffres et de lettres qui vérifie la validité de l'information, mais ne révèle pas cette information. (En réalité, cette vision idéale de l'exploitation minière décentralisée n'est plus exacte, les exploitations minières à échelle industrielle et les gisements miniers puissants formant un oligopole. Plus de détails ci-dessous.)

Étant donné le hachage 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, vous ne pouvez pas savoir quelles transactions le bloc concerné contient (# 480504). Vous pouvez cependant prendre un tas de données supposées être le bloc 480504 et vous assurer qu’elles n’ont pas été falsifiées. Si un nombre était déplacé, aussi minime soit-il, les données généreraient un hachage totalement différent. Si vous exécutez la déclaration d'indépendance via une calculatrice de hachage, vous obtenez 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Supprimez la période qui suit "soumis à un monde candide" et vous obtiendrez 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Ce qui est plus qu'un peu différent.

Cette technologie permet au réseau de bitcoins de vérifier instantanément la validité d'un bloc. Il serait incroyablement fastidieux de parcourir tout le registre pour s'assurer que la personne chargée de l'extraction du dernier lot de transactions n'a pas essayé de faire des choses amusantes. Au lieu de cela, le hachage du bloc précédent apparaît dans le nouveau bloc. Si le détail le plus minutieux avait été modifié dans le bloc précédent, le hachage changerait. Même si la modification concernait 20 000 blocs dans la chaîne, le hachage de ce bloc déclencherait une cascade de nouveaux hachages et ferait basculer le réseau.

Générer un hash n'est pas vraiment efficace, cependant. Le processus est tellement rapide et facile que de mauvais acteurs pourraient toujours envoyer du spam sur le réseau et peut-être, avec suffisamment de puissance de calcul, effectuer des transactions frauduleuses quelques blocs en arrière dans la chaîne. Le protocole Bitcoin nécessite donc une preuve de travail.

Pour ce faire, il lance une balle courbe aux mineurs: leur hash doit être inférieur à une certaine cible. C'est pourquoi le hachage du bloc # 480504 commence par une longue chaîne de zéros. C'est minuscule. Comme chaque chaîne de données ne génère qu'un seul hachage, la recherche d'un nombre suffisamment petit consiste à ajouter des nonces ("nombres utilisés une fois") à la fin des données. Donc, un mineur va exécuter [thedata]. Le hash est trop gros, essayez encore. [thedata] 1. Trop grand. [thedata] 2. Enfin, [thedata] 93452 donne un hachage commençant par le nombre requis de zéros.

Le bloc miné sera diffusé sur le réseau pour recevoir les confirmations, qui prendront environ une heure, bien que parfois beaucoup plus longtemps, à traiter. (Encore une fois, cette description est simplifiée. Les blocs ne sont pas hachés, mais divisés en structures plus efficaces appelées arbres de Merkle.)

Selon le type de trafic que le réseau reçoit, le protocole de Bitcoin nécessitera une chaîne de zéros plus longue ou plus courte, ajustant la difficulté pour atteindre un taux d'un nouveau bloc toutes les 10 minutes. La difficulté actuelle est d'environ 2 603 milliards de dollars, contre 1 en 2009.

L'exploitation minière est intensive et nécessite de gros appareils de forage coûteux et beaucoup d'électricité pour les alimenter. Et c'est compétitif. On ne sait pas ce que le nonce fonctionnera, le but est donc de les examiner le plus rapidement possible.

Les mineurs ont commencé à former des piscines, partageant les bénéfices entre eux. Et les récompenses sont juteuses. Chaque fois qu'un nouveau bloc est extrait, le mineur qui réussit reçoit un groupe de bitcoins nouvellement créés. Au début, il était de 50 ans, puis il a été réduit de moitié à 25 et il est maintenant de 12, 5 (environ 64 000 $ en avril 2019).

La récompense continuera à être réduite de moitié tous les 210 000 blocs, environ tous les quatre ans, jusqu'à atteindre zéro. À ce stade, les 21 millions de bitcoins auront été extraits et les mineurs dépendront uniquement des frais d’entretien du réseau.

Le fait que les mineurs aient commencé à s'organiser en piscines inquiète certains. Si un pool dépasse 50% de la puissance d'extraction du réseau, ses membres peuvent potentiellement dépenser des pièces, annuler les transactions et les dépenser à nouveau. Ils pourraient également bloquer les transactions des autres.

Cela pourrait sonner le glas de Bitcoin, mais même une prétendue attaque à 51% ne permettrait probablement pas aux mauvais acteurs d’annuler des transactions anciennes, car l’exigence de la preuve du travail rend ce processus très fastidieux. Pour revenir en arrière et modifier la blockchain, un pool aurait besoin de contrôler une si grande majorité du réseau qu'il serait probablement inutile. Lorsque vous contrôlez la totalité de la devise, avec qui pouvez-vous trader?

Une attaque de 51% est une proposition financièrement suicidaire, du point de vue des mineurs. Lorsque Ghash.io, un pool minier, a atteint la moitié de la puissance de calcul du réseau en 2014, il s'est volontairement dissocié afin de maintenir la confiance dans la valeur de Bitcoin. D'autres acteurs, tels que les gouvernements, pourraient toutefois trouver l'idée d'une telle attaque intéressante.

Une autre source d'inquiétude liée aux mineurs est la tendance pratique à se concentrer dans des régions du monde où l'électricité est bon marché, comme en Chine ou, à la suite d'une répression chinoise au début de 2018, au Québec.

Clés et portefeuilles

La possession de bitcoins se résume à deux chiffres, une clé publique et une clé privée. Une analogie approximative est un nom d'utilisateur (clé publique) et un mot de passe (clé privée). Un hachage de la clé publique appelée adresse est celui affiché sur la blockchain. L'utilisation du hachage fournit une couche de sécurité supplémentaire.

Pour recevoir des bitcoins, il suffit que l'expéditeur connaisse votre adresse. La clé publique est dérivée de la clé privée, dont vous avez besoin pour envoyer bitcoin à une autre adresse. Le système facilite la réception d’argent mais nécessite une vérification de l’identité pour l’envoyer.

Pour accéder à Bitcoin, vous utilisez un portefeuille, qui est un ensemble de clés. Celles-ci peuvent prendre différentes formes, des applications Web tierces proposant des cartes d’assurance et de débit aux codes QR imprimés sur du papier. La distinction la plus importante concerne les portefeuilles "chauds", connectés à Internet et donc vulnérables au piratage, et les portefeuilles "froids", qui ne sont pas connectés à Internet.

De nombreux utilisateurs optent pour des échanges tels que Coinbase, ce qui leur permet de contrôler les clés privées.