Comment une blockchain gère-t-elle le stockage des données ?

Comprendre la structure des données de la blockchain

1. Une blockchain stocke les données dans des blocs séquentiels, chacun contenant une liste de transactions ou d'enregistrements. Ces blocs sont liés entre eux à l’aide de hachages cryptographiques, formant une chaîne immuable.

2. Chaque bloc inclut une référence au hachage du bloc précédent, garantissant que toute modification d'un bloc précédent invaliderait tous les blocs suivants. Cette conception garantit l’intégrité des données sur l’ensemble du réseau.

3. La nature décentralisée de la blockchain signifie que des copies du grand livre sont conservées sur plusieurs nœuds. Aucune entité ne contrôle l’intégralité de l’ensemble de données, ce qui réduit les risques de falsification et de points de défaillance centraux.

4. Les transactions sont regroupées en blocs après validation par des mécanismes de consensus tels que le Proof of Work ou le Proof of Stake. Une fois confirmés, ils font partie du dossier permanent.

5. L’immuabilité des données est l’une des principales caractéristiques du stockage blockchain : une fois enregistrées, les informations ne peuvent pas être modifiées sans détection.

Technologie du grand livre distribué et participation aux nœuds

1. Chaque nœud participant à un réseau blockchain détient une copie totale ou partielle du grand livre. Les nœuds complets stockent l'historique complet des transactions, améliorant ainsi la transparence et le manque de confiance.

2. Lorsque de nouvelles données sont ajoutées, elles sont diffusées sur le réseau peer-to-peer. Les nœuds valident les informations indépendamment avant de les ajouter à leur copie locale de la blockchain.

3. Les algorithmes de consensus garantissent un accord entre les nœuds sur les transactions valides et dans quel ordre elles doivent être enregistrées, évitant ainsi les doubles dépenses et les entrées frauduleuses.

4. Dans les blockchains publiques comme Bitcoin ou Ethereum, n'importe qui peut exécuter un nœud et accéder à l'intégralité de l'historique des transactions, favorisant ainsi une vérification et une auditabilité ouvertes.

5. La redondance fournie par le stockage distribué rend la blockchain très résistante aux pertes de données et aux tentatives de censure.

Solutions de stockage en chaîne et hors chaîne

1. Le stockage en chaîne fait référence à la sauvegarde des données directement dans les blocs de la blockchain. Cette méthode garantit la sécurité et la permanence, mais s'accompagne de coûts élevés et de limites d'évolutivité.

2. En raison des contraintes de taille et des frais de gaz sur des réseaux comme Ethereum, le stockage de fichiers volumineux directement sur la chaîne n'est pas pratique. En conséquence, de nombreuses applications utilisent des solutions hors chaîne pour les données en masse.

3. Le stockage hors chaîne implique de conserver les données dans des systèmes externes tels que IPFS (InterPlanetary File System), tout en stockant uniquement un hachage cryptographique du fichier sur la blockchain.

4. Cette approche hybride permet de vérifier l'authenticité des données via le hachage en chaîne, même si le contenu réel réside ailleurs. Il équilibre efficacité et vérifiabilité.

5. En ancrant les données hors chaîne avec des hachages en chaîne, les systèmes blockchain maintiennent la confiance sans sacrifier les performances.

Contrats intelligents et gestion de l'état

1. Sur des plateformes comme Ethereum, les contrats intelligents sont des programmes auto-exécutables stockés sur la blockchain. Leur code et leur état sont répliqués sur tous les nœuds exécutant la même logique.

2. Chaque fois qu'une fonction contractuelle est appelée, les changements d'état qui en résultent sont enregistrés dans le state trie de la blockchain, une structure de données qui suit les soldes des comptes et le stockage des contrats.

3. Les données d’état augmentent au fil du temps à mesure que de plus en plus d’interactions se produisent, contribuant ainsi à l’enflure de la blockchain. Des techniques d’élagage et des modèles de rente étatique ont été proposés pour gérer cette expansion.

4. Les environnements d'exécution tels que la machine virtuelle Ethereum garantissent des résultats déterministes afin que chaque nœud parvienne à la même conclusion lors du traitement des appels de contrat.

5. La réplication cohérente de l'état entre les nœuds garantit la fiabilité et élimine les écarts dans le comportement des applications décentralisées.

Foire aux questions

Qu'est-ce qui empêche quelqu'un de modifier les données d'un bloc terminé ? Les règles de hachage cryptographique et de consensus rendent les modifications presque impossibles. Changer n'importe quelle donnée nécessiterait de recalculer le hachage de ce bloc et de chaque bloc suivant, ainsi que de prendre le contrôle de la majorité de la puissance de calcul du réseau dans la plupart des cas.

La blockchain peut-elle être utilisée pour stocker des fichiers comme des images ou des vidéos ? Techniquement oui, mais c'est inefficace et coûteux. La plupart des projets stockent uniquement le hachage du fichier en chaîne tout en hébergeant le fichier réel sur des réseaux de stockage décentralisés comme IPFS ou Arweave.

Comment les nœuds synchronisent-ils les données sur le réseau ? Les nœuds communiquent via un protocole peer-to-peer, demandant des blocs ou des transactions manquants à leurs pairs. Lorsqu'un nouveau bloc est extrait, il se propage à travers le réseau, et chaque nœud le valide et l'ajoute à sa chaîne locale.

Toutes les données de la blockchain sont-elles accessibles au public ? Dans les blockchains publiques, les données de transaction sont transparentes et visibles par tous. Cependant, les blockchains privées ou autorisées restreignent l'accès aux seuls participants autorisés, offrant ainsi la confidentialité si nécessaire.