La portée révolutionnaire du bitcoin est incontestable. Née en 2008, à l’initiative de Satoshi Nakamoto, la première monnaie virtuelle est à la base de la technologie Blockchain et du phénomène plus large de l’Internet of Value. En d’autres termes, il s’agit de l’internet de la valeur, le paradigme selon lequel il est possible d’échanger de la valeur sur l’internet aussi facilement que nous échangeons des informations aujourd’hui.
Mais quel est le mécanisme qui se cache derrière ce protocole ? Quelles sont les propriétés les plus innovantes du bitcoin qui ont ouvert la porte au marché des crypto-monnaies ? Quelles sont les limites qui ont freiné son enthousiasme initial ? Quelles sont les nouvelles plateformes blockchain qui ont surmonté ces limites ?
Qu’est-ce que les Bitcoins ?
Pour répondre à toutes ces questions, commençons par le début. Bitcoin consiste en un protocole qui utilise des technologies de cryptographie, de mise en réseau informatique et de conception de mécanismes pour mettre en œuvre un système décentralisé, non censuré, sécurisé et programmable d’enregistrement et d’échange de valeurs.
L’histoire du bitcoin est aussi celle de la blockchain. Lancé sous forme de logiciel open-source en 2009, le bitcoin est en fait la première crypto-monnaie à utiliser un nouveau type de registre distribué, connu sous le nom de blockchain.
Le protocole Bitcoin permet aux utilisateurs d’effectuer des transactions peer-to-peer (de pair à pair) en utilisant une monnaie numérique tout en évitant le problème de la double dépense. Aucune autorité centrale ne vérifie les transactions et la légitimité des transactions est déterminée par le réseau décentralisé lui-même.
En savoir plus : L’histoire du bitcoin entre le passé et l’avenir de la blockchain
Comment fonctionne le bitcoin en 3 points fondamentaux
Comment fonctionne le Bitcoin ? Essayons de penser à un « grand livre » imaginaire, dans lequel les correspondances entre « adresses » et valeurs (ou quantités de jetons) sont enregistrées. À tout moment, chaque adresse correspond à une certaine valeur (c’est-à-dire à un certain nombre de jetons).
Seuls ceux qui connaissent la clé (non publique), associée de manière unique à chaque adresse (publique), peuvent transférer tout ou partie de la valeur à une autre adresse.
Le bitcoin a ainsi introduit plusieurs innovations qui serviront plus tard de base au développement de nouvelles plateformes blockchain. Voici les trois innovations principales :
- Pseudonymat :
La première caractéristique fondamentale qui sous-tend le fonctionnement de Bitcoin est que n’importe qui peut générer une adresse de manière indépendante, sans l’autorisation d’une autre entité (comme c’est le cas avec les IBAN et les banques). - Décentralisation :
La deuxième nouveauté fondamentale est précisément la décentralisation, qui est possible grâce au mécanisme de consensus sur les modifications à apporter au registre, réparti sur un nombre variable d’acteurs potentiellement « égoïstes », c’est-à-dire motivés uniquement par leur propre intérêt.
En particulier, le problème des ambiguïtés quant à la bonne version du registre parmi plusieurs versions possibles qui pourraient se développer est résolu, puisque le système n’a pas d’autorité centrale. - Programmabilité :
La troisième caractéristique remarquable du bitcoin est sa programmabilité : le propriétaire d’un bitcoin, par exemple, peut envoyer de la valeur à une autre adresse, ou peut organiser des transferts plus bizarres, comme donner de l’argent au premier qui trouve la solution à un certain problème de calcul, ou à la majorité dans un groupe d’adresses, ou encore le bloquer pendant un certain temps.
Ces mécanismes peuvent être décrits à l’aide de Bitcoin Script, un langage de script dont la définition fait partie de Bitcoin.
Du Bitcoin à l’Ethereum
Des notes révolutionnaires, nous passons aux notes douloureuses. Bien que le bitcoin présente de nombreux avantages, il se caractérise par des possibilités d’expression limitées (même si c’est intentionnel, car plus le langage est limité, plus les conséquences de son exécution sont prévisibles), ce qui réduit à son tour les possibilités d’automatisation.
C’est de la volonté de dépasser ces limites qu’est né le projet Ethereum, qui possède presque toutes les caractéristiques techniques du bitcoin mais introduit une grande nouveauté : un langage de script appelé « Turing complet », capable d’exprimer toute logique accessible avec n’importe quel autre langage de programmation.
Grâce à ce système, il est possible d’écrire des programmes arbitraires, dont l’exécution est garantie par le réseau, et qui peuvent recevoir et transférer des fonds, ce qui rend possible l’automatisation de mécaniques diverses (financières et d’assurance avant tout) ainsi que la mise en place d’applications distribuées et non censurables, les fameuses DApps.
Le bitcoin et ses descendants : comment surmonter les limites des premières cryptomonnaies ?
Le fonctionnement du bitcoin, combiné aux innovations apportées par Ethereum, offre certes des propriétés très intéressantes, mais aussi plusieurs limites. En particulier, on retrouve :
- Le Proof of Work (preuve de travail) consomme beaucoup d’énergie
- Peu de transactions sont traitées par seconde
- La vie privée n’est pas suffisamment protégée
Pour faire face à ces difficultés et surmonter les limites des premières plateformes Blockchain, de nombreuses « galaxies » alternatives ont vu le jour.
- Réduire le Proof of Work :
Afin de réduire le coût énergétique de la preuve de travail, deux approches améliorées sont explorées : définir une version de celle-ci basée sur les problèmes dont la résolution a des effets secondaires positifs, ou la remplacer par un autre mécanisme.
Parmi les tentatives les plus significatives de la première approche figure Primecoin, qui propose d’utiliser l’effort de calcul pour résoudre les problèmes de recherche de nombres premiers. Pour la seconde approche, la principale déclinaison est l’utilisation de ce que l’on appelle le Proof of Stake (preuve d’enjeu), c’est-à-dire un mécanisme par lequel les détenteurs de la monnaie garantissent les transactions avec un enjeu. La plateforme Peercoin en est un des pionniers. - Traiter plus de transactions par seconde :
En plus de réduire le coût énergétique du consensus, Proof of Stake peut également augmenter la fréquence (throughtput) des transactions en diminuant leur temps d’enregistrement.
Pour augmenter le débit, des plateformes telles que Iota et Nano, conçues pour réduire les frais de transaction, ainsi que Stellar et Ripple (qui utilisent des mécanismes de consensus alternatifs à ceux basés sur la preuve de travail et la preuve d’enjeu), ont vu le jour. - Protection de la vie privée :
Pour résoudre le problème de la confidentialité et empêcher le suivi des échanges, des plateformes telles que Monero et Zcash utilisent des techniques cryptographiques avancées pour cacher les informations sensibles et garantir l’intégrité des transactions.
Entre avantages, propriétés innovantes, limites et évolutions, le sillon tracé par le bitcoin dans l’univers de la blockchain est l’un des plus profonds.
Mais le développement d’une multitude de plates-formes, comme on le voit, inspirées par le fonctionnement du bitcoin soulève une grande question : laquelle d’entre elles l’emportera sur le long terme ?