Blockchain

Le terme Blockchain désigne à la fois une solution technologique d’échange sécurisé de valeur et un type très spécifique de Fichier Numérique que cette technologie met en œuvre.

La solution technologique de la Blockchain :
La Blockchain permet de réaliser sur L’Internet une transaction contrôlée de bout en bout et sécurisée au point que son Protocole automatisé dispense de l’appel à un organisme de certification tiers. Le système de stockage garantit la pérennité et la disponibilité des traces et preuves infalsifiables des transactions exécutées en ligne.

Pour exemple : l’entreprise A et l’entreprise B travaillent sur un même projet innovant dont elles établissent ensemble les brevets.

• Selon le plan de travail défini, chacune des équipes de Recherche et Développement fait parvenir ses propositions ou résultats intermédiaires à son correspondant chez le partenaire. Ces échanges sécurisés d’informations se font selon le protocole blockchain connu et accepté par les parties impliquées.
• Parce que le contexte l’impose, ce protocole assurera la stricte confidentialité du contenu des contributions successives. Il tiendra un registre infalsifiable de ces échanges successifs et les algorithmes de certification automatique garantiront la stricte intégrité des contenus échangés.
• Plusieurs copies des transactions dont le contenu peut être automatiquement certifié sont archivées sur un nombre significatif de nœuds du réseau de la blockchain. Ce contenu restera accessible aux conditions agréées pendant toute la durée du cycle de vie qui lui est fixée.

Le Protocole blockchain est sommairement présenté plus loin dans cet article.

Les fichiers blockchain :
Un fichier blockchain, comme tous les autres Fichiers Informatiques, est un recueil organisé de Données Digitales. Là s’arrête pratiquement la comparaison.

• Un fichier blockchain peut être défini comme un coffre-fort de données numériques dont l’objectif est de garantir l’absolue intégrité et la pérennité des contenus qui y sont déposées, ce quelle que soit la nature ou la valeur de ce dépôt.
  La structure interne d’un fichier blockchain est d’abord conçue pour répondre aux exigences du protocole et des algorithmes qui rendent son contenu infalsifiable et indestructible. Contrairement à l’approche conventionnelle, elle ne considère pas l’optimisation du volume de stockage des données, l’analyse du contenu ou l’ergonomie de sa restitution : ces objectifs ne font pas partie du cahier des charges.
• La blockchain fonctionne selon le principe des registres : elle s’enrichit chronologiquement, on ne peut que lui ajouter des pages. L’accès en écriture aux pages précédemment publiées est proscrit dans tous les cas. Seule la création de nouvelles pages peut enrichir, corriger voire contredire le contenu fonctionnel des pages précédentes.
• Un registre blockchain est une forme de Base de Données répartie. Les fragments de données qui la composent sont répliqués sur les nœuds du réseau qui les hébergent. Au-delà de faciliter la constitution et la gestion des blocs confiés aux organisations qui proposent leurs puissances de calcul pour la certification des transactions, la multiplication des copies participe de l’éradication des risques d’une destruction accidentelle ou malintentionnée des données.

Pourquoi les blockchains sont-elles considérées comme révolutionnaires ?
Après tout, la possibilité de partage de fichiers de pair à pair sur L’Internet existe depuis sa création. Les internautes qui ne sont pas familiers avec ses outils échangent leurs fichiers par le biais d’un simple attachement à un mail. Les mots de passe ou le Chiffrement des données permettent, si besoin, la protection de leur contenu.
L’offre de services de l’Économie Numérique déborde déjà de réponses pour faciliter les échanges et la collaboration entre internautes (achat en ligne, réseaux sociaux, location hôtelière, réservation d’un restaurant, accès aux œuvres artistiques [livres, musiques, images], etc.).
Quoi de si nouveau avec la blockchain ?

• Après un échange de fichier par les outils conventionnels, l’émetteur et le destinataire disposent chacun de leur copie. Chacun d’eux fait vivre le contenu : ils le compressent, changent son format, enrichissent le contenu, le modifient ou sélectionnent les seules parties les intéressent, etc. Chaque copie a son propre cycle de vie. L’intégrité de la version originale échangée n’est plus respectée.
• La comparaison à l’échange de fichier est limitée : l’objectif d’une blockchain n’est pas d’échanger des Données, mais d’échanger de la valeur. Pour exemples, une blockchain permet de transférer de l’argent d’un compte à un autre, tout ou partie de la propriété d’un bien matériel ou intellectuel (don, droit d’usage, droit de commercialisation, etc.), la fourniture d’un service, la collaboration à la réalisation d’un projet, etc. Ce que gère la blockchain c’est la formalisation de la transaction et l’archivage sécurisé de ses traces transformées en données.
• Les Plateformes Multifaces conventionnelles, par exemple Uber, Airbnb ou Netflix permettent également l’échange de valeurs (respectivement un trajet en voiture, une location, le visionnage d’une série contre rémunération). Mais cet échange a également pour acteur et témoin impliqué un tiers intégrateur, celui qui propose et administre la plateforme d’échange, qui contrôle le processus de commande voire capte au passage des données pour le profilage de sa clientèle. Facebook et Instagram vont même jusqu’à s’accaparer des droits relatifs à la propriété intellectuelle des photos qui leur sont confiées. Si toute application a un commanditaire du service, propriétaire et gestionnaire de son Infrastructure Technique, l’objectif fonctionnel de la blockchain est d’éviter tout régulateur central pouvant intercepter le détail sujet de la transaction elle-même.
• La blockchain participe de la dématérialisation des relations contractuelles.
  On peut moralement le regretter, mais la parole donnée (que validait la poignée de main du maquignon) a été depuis longtemps remplacée par l’écrit. La formalisation des transactions économiques certifiée par un tiers (pour exemples non exhaustifs : une administration publique, un huissier, un notaire, un juge, un avocat, un banquier voire un simple témoin agréé par les deux parties) s’est généralisée comme réponse nécessaire, tant pour limiter les déséquilibres potentiels entre parties que pour donner un droit de regard à la collectivité.
  La certification de l’intégrité du registre de la blockchain dépend uniquement du réseau des nombreux automates qui, par exécutions d’algorithmes complexes, se partagent la certification numérique des fragments d’une transaction. En dispensant d’une personne physique ou morale chargée de la régularité de la transaction, la blockchain permet la réalisation d’échanges confidentiels, hors du regard de la collectivité et qui substitue à l’intervention d’un « tiers de confiance » l’efficacité mathématique d’un système numérique.

C’est probablement dans la généralisation de ce dernier point que réside la véritable révolution, aux conséquences sociétales voire écologiques, bien plus que technologiques.

Les applications de la blockchain :
L’histoire de la blockchain est très liée à celle du Bitcoin, la première des monnaies numériques qui a été créée en 2008.
Toutes les applications du modèle blockchain qui ont suivi sont héritières de l’architecture technique et fonctionnelle de cette cryptomonnaie originelle (en particulier de son protocole d’échange, de son choix des algorithmes et de la modélisation des données d’un bloc).

Le nom de blockchain (terme anglais qui est la concaténation des deux mots de l’expression « block chain »), régulièrement traduite par chaîne de blocs, est directement hérité de la structure de son Fichier.
Cette traduction française peine à s’imposer.

La blockchain a aujourd’hui commencé une histoire qui lui est propre. Si les offres de cryptomonnaies se sont d’abord multipliées, des applications dans les domaines les plus divers sont créées chaque jour. À titre d’exemples seulement :

• Les applications les plus nombreuses restent liées aux activités financières. Pour exemple, en 2015, vingt-cinq banques internationales ont signé un partenariat avec la société R3 CEV (entreprise américaine fondée en 2014 et spécialisée dans la technologie blockchain) pour se donner les moyens de réduire les délais de paiement et les coûts de transaction.
• Un amendement a été proposé au parlement français en 2017 pour autoriser le Quai d’Orsay à expérimenter la blockchain pour la dématérialisation des actes d’état civil.
• Au Ghana, une organisation non gouvernementale « Bitland » a développé un cadastre virtuel, basé sur une infrastructure blockchain, pour protéger les petits propriétaires terriens contre les expulsions arbitraires en leur permettant de faire la preuve de l’antériorité de leurs droits.
• La traçabilité des produits de la chaîne alimentaire est un des domaines potentiels d’application. En 2018, la chaîne de distribution Carrefour a annoncé un projet s’appuyant sur la technologie blockchain qui garantira la traçabilité des poulets fermiers qu’elle commercialise.
• En août 2018, le Journal du net annoncé le lancement de l’outil ICO (acronyme anglais pour « Initial Coin Offering »), dont l’architecture blockchain permettra des levées rapides de fonds pour les projets à Financement Participatif.

Les principes appliqués à ces applications de natures très diverses soulèvent encore de nombreuses réserves et objections, juridiques pour la plupart, liées en particulier à la propriété intellectuelle et aux brevets, aux droits locaux du contrat, au contrôle effectif de la gouvernance et à la définition des responsabilités, au respect des obligations de déclaration et de la législation fiscales.

Signalons également l’indignation légitime des protecteurs de l’environnement devant le gouffre énergétique qu’entraine la production des preuves rendues indispensables par le protocole de certification en vigueur. Leur exécution requiert déjà une puissance de calcul phénoménale, alors que l’appel aux blockchains est encore au début de sa montée en charge. Une projection en l’état sur 10 ans indique une consommation d’énergie supérieure à celle de l’ensemble du trafic aérien. Des réponses moins voraces sont à l’étude, mais leur plan de déploiement n’est pas encore annoncé à la date de publication initiale de cet article (août 2018).

Une blockchain, comment ça marche ?
Ce chapitre est une vulgarisation des grands principes et étapes du Protocole d’une blockchain. Des informations détaillées sur le protocole lui-même, sur la structure interne des blocs de données numérisées ou sur leur Chiffrement sont disponibles sur l’Internet.

Le schéma ci-dessous résume en cinq étapes les activités que requiert généralement la validation automatique d’une transaction dans le registre de la blockchain.

1. Émission de la transaction par « E », porteuse de sa signature numérique :
   L’interlocuteur-émetteur « E » certifie son identité grâce à un système de signature numérique. La transaction acquiert une empreinte numérique qui lui est propre.
2. Vérification de la validité de la transaction émise par « E » :
   Le récepteur « R » s’assure que c’est bien « E » qui a émis le message grâce à cette signature. Il demande au réseau de s’assurer de la validité de la transaction. Le système assigne aléatoirement à un des pairs du réseau la charge de cette validation.
   Une liste d’attente consolide l’ensemble des transactions confirmées en cours de validation et s’enrichit ou enrichie des nouvelles arrivées. Elle est diffusée à l’ensemble des nœuds de réseau pour validation.
   Un ‘mineur’ est organisation disposant de ressources de calcul et intéressé par les primes versées pour la validation des transactions en attentes. Quand il se présente au guichet, le système lui soumet un « bloc » issu de la liste d’attente de la blockchain. Une prime lui sera versée s’il est le premier à apporter les preuves de la validité des transactions dans son bloc.
3. Validation du bloc par les mineurs :
   La preuve attendue est la réponse à une équation très compliquée que seule la force brute offre une vraie chance de trouver la réponse. Cette « course au trésor » auquel chacun est convié n’offre de chance réelle qu’à ceux qui disposent de ressources de calcul considérables. Les mineurs se regroupent et constituent des Infrastructures Techniques gigantesques essentiellement dédiées à cette quête.
   Lorsqu’un mineur a les preuves qui confirment les transactions dans son bloc, il les communique à l’ensemble des nœuds du réseau pour vérification.
4. Confirmation et intégration des blocs dans la chaîne :
   La prime est versée au mineur qui apporte le plus rapidement les preuves requises. La confirmation et la distribution des primes peut nécessiter une attente supplémentaire pour pallier les situations où deux (ou plusieurs) mineurs valident leurs blocs respectifs au même instant précis. La prime pour les transactions certifiées reviendra à celui qui annonce la résolution du bloc dont la chaîne de transaction est la plus longue.
   L’application de l’algorithme qui règle certaines situations complexes liées à ces de simultanéité cas peut décaler le moment d’officialisation de la certification d’une transaction.
5. Réception de la confirmation par l’interlocuteur récepteur « R »
   Une fois le bloc validé, il est horodaté et ajouté à la chaîne des blocs. La transaction est alors visible pour le récepteur ainsi que l’ensemble du réseau.

Notes :
Les plus passionnés pourront s’intéresser à l’algorithme ECDSA (pour « Elliptic Curve Digital Signature Algorithm ») qui décrit le mécanisme de génération et de vérification de la signature des transactions.
Ils pourront également étudier le système dit « Merkle Tree » (arbre de Ralph C. Merkle, du nom du mathématicien américain qui a inventé son principe) : il chaine les transactions dans le bloc et rend impossible de porter atteinte aux données de l’une d’entre elles sans que ce cette intrusion ne soit détectée par les blocs simultanément actifs sur cette transaction.
Autre incontournable pour approfondir la compréhension de la blockchain : le « hashing », ou hachage numérique, procédé algorithmique de Cryptographie qui calcule une empreinte unique servant à identifier avec un nombre limité de caractères un ensemble  important de données numérisées.

Qui paie pour tout ça :
Un service blockchain est toujours proposé par le Nouvel Intermédiaire commanditaire du Système d’Information, celui qui le réalise, le propose et l’administre (association, entreprise, organisation gouvernementale, etc.). Le principe de financement de ce service ne fait pas exception aux règles générales de la Nouvelle Économie Numérique.

Un service blockchain privé, commandé par une organisation privée, pour un usage réservé à ses seuls membres, prend à sa charge les coûts de développement et de fonctionnement et décide librement de la redistribution interne de son financement.

Un service blockchain public, c’est à dire ouvert au grand public est financé par son commanditaire (organisme public ou privé). De manière générale :

• Les organismes publics commanditaires financent leurs dépenses par le budget que leur alloue leur ministère de référence. Une contribution peut parfois être demandée au particulier qui sollicite ce service. Son règlement est alors géré de manière conventionnelle par la Plateforme Multiface du service, dans la monnaie de son pays.
• Quand un organisme privé commanditaire et gestionnaire d’un service blockchain public met en place des Faces Payantes, le règlement de la contribution financière demandée est généralement exigé en cryptomonnaie (par exemple en Bitcoins).

Commentaires additionnels :
La technologie blockchain constitue indéniablement une évolution majeure de l’offre numérique. Mais l’expression n’échappe pas toujours au phénomène qui la relie au club fermé des TMN (acronyme d’opportunité pour « Terme Métaphorique du Numérique »), dont font par exemple partie Informatique Quantique, Cloud, Big Data ou Apprentissage Automatique : il faut pouvoir les évoquer péremptoirement, en faisant l’économie de la compréhension de leur fonctionnement général, de leurs bénéfices ou de leurs conséquences pratiques.
L’humour potache des informaticiens a fait sienne cette bande dessinée de Dilbert qui résume les TMN.