Comment l'immuabilité de la blockchain est-elle réalisée?

Le concept d'immuabilité dans la technologie de la blockchain est une pierre angulaire qui assure l'intégrité et la sécurité des données stockées dans le réseau. L'immuabilité fait référence à l'incapacité de modifier, de supprimer ou de modifier les données une fois qu'elle a été enregistrée sur la blockchain. Cette caractéristique est cruciale pour maintenir la confiance et la transparence dans les systèmes décentralisés. L'immuabilité de la blockchain est obtenue grâce à une combinaison de techniques cryptographiques, de mécanismes de consensus et de la nature décentralisée du réseau lui-même. Approfondissons la façon dont ces éléments fonctionnent ensemble pour créer un grand livre immuable.

Hachage cryptographique

Au cœur de l'immuabilité de la blockchain se trouve le hachage cryptographique . Chaque bloc d'une blockchain contient une liste de transactions, un horodatage et une référence au bloc précédent sous la forme d'un hachage. Un hachage est une chaîne de caractères de taille fixe générée par une fonction de hachage, qui prend une entrée et produit une sortie unique. Dans le contexte de la blockchain, le hachage d'un bloc est créé en hachant l'en-tête du bloc, qui comprend le hachage du bloc précédent, la racine Merkle des transactions, l'horodatage et le nonce.

• La fonction de hachage utilisée dans la plupart des blockchains, telle que SHA-256, est conçue pour être unidirectionnelle, ce qui signifie qu'il est impossible de réduire le calcul de l'inverse de l'entrée de la sortie.
• Tout changement des données dans un bloc, même un seul caractère, entraînera un hachage complètement différent. Cette propriété garantit qu'une fois qu'un bloc est ajouté à la chaîne, il faudrait recalculer les hachages de tous les blocs suivants, ce qui est pratiquement impossible en raison de la puissance de calcul requise.

Mécanismes consensus

Un autre facteur clé dans la réalisation de l'immuabilité est le mécanisme consensuel utilisé par le réseau de blockchain. Les mécanismes de consensus sont des protocoles qui garantissent que tous les participants du réseau s'accordent sur l'état du grand livre. Les mécanismes de consensus populaires comprennent la preuve de travail (POW) et la preuve de participation (POS).

• La preuve de travail (POW) , utilisée par Bitcoin, oblige les mineurs à résoudre des puzzles mathématiques complexes pour ajouter un nouveau bloc à la chaîne. Ce processus, connu sous le nom d'exploitation minière, est à forte intensité de ressources et prend du temps, ce qui rend extrêmement difficile pour les acteurs malveillants de modifier la blockchain.
• La preuve de la participation (POS) , utilisée par Ethereum 2.0, sélectionne les validateurs en fonction du nombre de pièces qu'ils détiennent et sont prêts à «mettre» comme garantie. Les validateurs sont choisis pour créer de nouveaux blocs et valider les transactions, et toute tentative de modification de la blockchain entraînerait la perte de leur participation.

Réseau décentralisé

La nature décentralisée des réseaux de blockchain joue également un rôle crucial dans le maintien de l'immuabilité. Contrairement aux systèmes centralisés traditionnels, où une seule entité contrôle les données, les réseaux de blockchain sont distribués sur de nombreux nœuds, chacun conservant une copie de l'ensemble du grand livre.

• Les nœuds du réseau communiquent et vérifient constamment l'intégrité de la blockchain. Si un acteur malveillant tente de modifier un bloc, la majorité des nœuds rejetteraient la version modifiée, en préservant les données d'origine.
• L'attaque de 51% , où un groupe de mineurs contrôle plus de la moitié de la puissance minière du réseau, est théoriquement possible mais devient de plus en plus difficile à mesure que le réseau se développe. Même en cas de telle attaque, la nature décentralisée du réseau rend difficile de maintenir un contrôle à long terme.

Bloquer la confirmation et l'heure

La confirmation du bloc et le passage du temps améliorent encore l'immuabilité de la blockchain. Une fois qu'un bloc est ajouté à la chaîne, il est considéré comme confirmé, mais le niveau de sécurité augmente avec chaque bloc suivant ajouté par-dessus.

• Plus un bloc reste longtemps dans la chaîne sans être modifié, plus il devient sécurisé. Par exemple, dans Bitcoin, une transaction est considérée comme sécurisée après six confirmations, ce qui signifie que six blocs ont été ajoutés après le bloc contenant la transaction.
• Le facteur temporel rend de plus en plus difficile pour les acteurs malveillants de modifier la blockchain, car ils auraient besoin de refaire le travail pour tous les blocs suivants dans une courte fenêtre, ce qui est pratiquement impossible dans les grands réseaux établis.

Contrats intelligents et immuabilité

En plus de la structure de la blockchain principale, les contrats intelligents contribuent à l'immuabilité des données. Les contrats intelligents sont des contrats auto-exécutés avec les termes directement écrits en code. Une fois déployé sur la blockchain, ils ne peuvent pas être modifiés.

• Les contrats intelligents s'exécutent automatiquement en fonction des conditions prédéfinies, garantissant que les actions convenues sont effectuées sans possibilité d'interférence.
• Toute tentative de modification d'un contrat intelligent nécessiterait de modifier le code sous-jacent qui, comme discuté précédemment, est extrêmement difficile en raison des mécanismes cryptographiques et consensus en place.

Stockage de données immuables

Enfin, les solutions de stockage de données immuables construites au-dessus de la technologie blockchain améliorent encore la sécurité et l'intégrité des données. Ces solutions utilisent la blockchain pour stocker des données de manière à ne pas être modifiée ou supprimée.

• Les plates-formes de stockage de données immuables comme le système de fichiers interplanétaires (IPF) utilisent la blockchain pour créer un enregistrement permanent et vérifiable des données, garantissant qu'une fois les données stockées, elle reste inchangée.
• Ces plates-formes exploitent les mêmes mécanismes cryptographiques et consensus que la blockchain sous-jacent pour maintenir l'immuabilité des données stockées.

Questions fréquemment posées

Q: Une blockchain peut-elle jamais être modifiée si suffisamment de nœuds acceptent de le changer?

R: Bien que théoriquement possible, la modification d'une blockchain nécessiterait une majorité des nœuds pour s'accorder sur le changement, ce qui est très peu probable dans de grands réseaux décentralisés. Les mécanismes de consensus et le hachage cryptographique rendent un événement extrêmement difficile et à forte intensité de ressources.

Q: Comment l'immuabilité affecte-t-elle l'évolutivité des réseaux de blockchain?

R: L'immuabilité peut poser des défis à l'évolutivité, car la nécessité de stocker et de vérifier toutes les données historiques peut augmenter la taille de la blockchain et les ressources de calcul requises. Cependant, diverses solutions, telles que les transactions de rupture et de chain, sont en cours d'élaboration pour résoudre ces problèmes.

Q: Y a-t-il des blockchains qui ne sont pas immuables?

R: Certaines blockchains privés ou autorisés peuvent permettre l'altération des données dans certaines conditions, car elles sont contrôlées par une autorité centrale. Cependant, les blockchains publics, comme Bitcoin et Ethereum, sont conçus pour être immuables pour maintenir la confiance et la sécurité.

Q: Comment l'immutabilité a-t-elle un impact sur la confidentialité des utilisateurs sur une blockchain?

R: L'immuabilité peut affecter la confidentialité car une fois les données enregistrées sur la blockchain, elle y reste de façon permanente. Cela peut être atténué grâce à l'utilisation de technologies améliorant la confidentialité comme les preuves de connaissances zéro et les signatures de ring, qui permettent la vérification des transactions sans révéler des informations sensibles.