Qu’est-ce qu’une blockchain et comment garantit-elle l’immuabilité des données ?

Comprendre la technologie Blockchain

1. Une blockchain est un registre numérique décentralisé qui enregistre les transactions sur plusieurs ordinateurs de manière à ce que les transactions enregistrées ne puissent pas être modifiées rétroactivement. Cette technologie constitue l’épine dorsale de la plupart des crypto-monnaies, notamment Bitcoin et Ethereum. Chaque bloc de la chaîne contient une liste de transactions et, une fois terminé, il est ajouté à la chaîne dans un ordre chronologique linéaire.

2. La structure d’une blockchain repose sur le hachage cryptographique. Chaque bloc comprend un hachage unique, généré en fonction du contenu du bloc, y compris le hachage du bloc précédent. Cela crée un lien sécurisé entre les blocs, ce qui rend extrêmement difficile la modification d’une partie de la chaîne sans détection.

3. Les nœuds du réseau conservent des copies de la blockchain et valident les nouveaux blocs via des mécanismes de consensus tels que la preuve de travail (PoW) ou la preuve de participation (PoS). Ces protocoles garantissent l'accord entre les participants sur la validité des transactions et préviennent les activités frauduleuses.

4. Étant donné qu’aucune entité ne contrôle l’intégralité de la blockchain, le système résiste à la censure et aux points centraux de défaillance. Cette nature distribuée améliore la transparence et la confiance entre les utilisateurs qui peuvent ne pas se connaître ou se faire directement confiance.

5. L'immuabilité des données dans une blockchain découle de la combinaison de règles de hachage cryptographique, de décentralisation et de consensus, rendant les modifications non autorisées pratiquement impossibles sans contrôler la majorité du réseau.

Comment le hachage cryptographique sécurise les données

1. Chaque bloc utilise une fonction de hachage cryptographique – généralement SHA-256 dans Bitcoin – pour générer une sortie de taille fixe à partir de données d'entrée variables. Même un changement mineur dans l'entrée entraîne un hachage complètement différent, une propriété connue sous le nom d'effet d'avalanche.

2. Lorsqu'un nouveau bloc est créé, il inclut le hachage du bloc précédent, formant ainsi une chaîne. Si quelqu'un tente de modifier une transaction passée, le hachage de ce bloc changera, invalidant tous les blocs suivants.

3. Pour réussir à falsifier un bloc, un attaquant devrait recalculer les hachages de chaque bloc qui suit, ce qui nécessite une immense puissance de calcul, en particulier dans les grandes blockchains établies.

4. Ce mécanisme de chaînage garantit qu'une fois les données écrites dans un bloc et confirmées par le réseau, leur modification devient prohibitive sur le plan informatique et facilement détectable par des nœuds honnêtes.

5. De plus, la cryptographie à clé publique est utilisée pour signer les transactions, garantissant que seul le propriétaire légitime d'un portefeuille de crypto-monnaie peut autoriser les transferts, renforçant ainsi la sécurité et l'intégrité.

Le rôle des mécanismes de consensus

1. Les mécanismes de consensus sont des protocoles qui permettent aux réseaux distribués de se mettre d’accord sur l’état de la blockchain. Dans Proof of Work, les mineurs s'affrontent pour résoudre des énigmes mathématiques complexes, et le premier à les résoudre ajoute un nouveau bloc et reçoit une récompense.

2. Proof of Stake sélectionne les validateurs en fonction du nombre de pièces qu'ils détiennent et sont prêts à « miser » en garantie. Cela réduit la consommation d’énergie par rapport au PoW tout en maintenant la sécurité contre les acteurs malveillants.

3. Ces mécanismes rendent économiquement irréalisable la manipulation de la blockchain par des attaquants. Par exemple, exécuter une attaque à 51 %, dans laquelle une entité prend le contrôle de la majorité de la puissance minière, nécessiterait un investissement financier énorme et offrirait peu de retour.

4. Une fois qu'une transaction est incluse dans un bloc et que plusieurs blocs supplémentaires sont construits dessus, la probabilité de son annulation diminue rapidement. Ce concept est connu sous le nom de confirmations ; plus de confirmations signifie une plus grande confiance dans la permanence de la transaction.

5. Les règles de consensus renforcent l’immuabilité en exigeant un accord écrasant avant qu’un changement puisse être accepté, verrouillant ainsi les données historiques en place.

Foire aux questions

Que se passe-t-il si deux blocs sont extraits en même temps ? Dans les cas où deux mineurs produisent simultanément des blocs valides, le réseau se divise temporairement en deux chaînes. Les mineurs continuent de construire sur la version qu'ils reçoivent en premier. Finalement, la chaîne avec le travail le plus accumulé (plus long ou plus lourd) prévaut et l'autre branche est abandonnée. Les transactions du bloc rejeté reviennent au pool si elles ne sont pas confirmées.

Les données peuvent-elles être supprimées d’une blockchain ? Non, les données ne peuvent pas être supprimées d’une blockchain une fois qu’elles ont été validées et intégrées dans un bloc. Le principe de conception de l’immuabilité empêche la suppression. Les tentatives d’effacement des données rompraient les liens cryptographiques et seraient rejetées par le réseau.

Les blockchains privées sont-elles également immuables ? Les blockchains privées peuvent offrir l’immuabilité, mais dans une moindre mesure que les blockchains publiques. L'accès étant restreint et contrôlé par une autorité centrale, les administrateurs peuvent avoir la possibilité de modifier ou de réinitialiser le grand livre dans certaines conditions, réduisant ainsi le niveau de sécurité sans confiance que l'on trouve dans les systèmes publics.

Quel est le lien entre les contrats intelligents et l’immuabilité de la blockchain ? Les contrats intelligents sont des programmes auto-exécutables stockés sur une blockchain. Leur code et leur historique d’exécution deviennent permanents une fois déployés. Tout résultat ou changement d'état produit par un contrat intelligent est enregistré de manière immuable, garantissant la transparence et empêchant les modifications rétroactives de la logique ou des résultats du contrat.