Blockchain : à quoi elle sert vraiment au-delà du Bitcoin

Un grand cahier installé au centre de la place de la Concorde, à Paris : tout le monde peut y écrire librement, personne ne peut jamais l’effacer. Ce cahier n’existe pas, mais son équivalent numérique fait tourner le Bitcoin depuis 2009, et il inspire aujourd’hui des dizaines de projets qui n’ont plus rien à voir avec une monnaie.

Ce texte reprend, mis à jour, un article de Jean-Paul Delahaye, mathématicien et informaticien à l’université de Lille 1, publié en 2014 sur le blog de Scilogs. Son mérite : expliquer la blockchain sans passer par « système cryptographique » ou « base de données distribuée », les mots qui font fuir tout le monde dès la première phrase de Wikipédia sur le sujet.

Beaucoup de lecteurs utilisent déjà le bitcoin, ou en ont entendu parler par un proche, sans jamais avoir compris ce qui se passe réellement quand ils envoient une transaction. Ce n’est pas un manque de curiosité : les explications techniques disponibles supposent souvent des connaissances qu’on n’a pas de raison d’avoir si on n’a jamais programmé. L’image du grand cahier permet de sauter cette étape et de comprendre le principe avant de s’attaquer, si on le souhaite, au détail cryptographique. Elle suffit à saisir pourquoi cette technologie dépasse largement le cas du Bitcoin.

Le rêve d’un cahier qu’on ne peut ni effacer ni truquer

Imaginez ce grand cahier public, gratuit, indestructible. On pourrait y écrire beaucoup de choses utiles :

• un engagement daté et signé (« je donne ma maison à qui démontrera cette conjecture »), valable sans notaire ;
• la description d’une découverte, à la date exacte où on l’a couchée sur le papier, pour ne jamais s’en voir dépossédé ;
• une reconnaissance de dette, qui resterait affichée tant que le créancier n’est pas venu noter qu’il a été remboursé ;
• une adresse à jour, valable jusqu’à ce qu’une autre, associée au même nom, vienne l’annuler ;
• un message laissé à quelqu’un qu’on a perdu de vue, en espérant qu’il tombe dessus un jour.

Pour que cela fonctionne sans tricherie, il faudrait pouvoir signer ce qu’on écrit et dater chaque ajout à l’instant précis où il a lieu. Un tel objet dépasserait un livre d’or ou un tableau d’affichage, tous deux temporaires. Il ferait mieux qu’un coffre chez un huissier, coûteux et fermé au public. Il ferait mieux qu’un registre de brevets, solide mais coûteux à alimenter.

Pourquoi la place de la Concorde ne suffirait pas

Ce cahier localisé en un seul endroit poserait vite trois problèmes concrets : il serait malcommode pour qui n’habite pas Paris, ses lecteurs se gêneraient les uns les autres en tournant les pages en même temps, et retrouver une information précise deviendrait impraticable dès qu’il aurait grossi. Trois obstacles qui semblent définitifs sur du papier, mais que l’informatique moderne et ses réseaux savent contourner.

L’idée de Nakamoto : un fichier partagé, infalsifiable, sans patron

Le nom de blockchain vient de celle du bitcoin, la monnaie créée en janvier 2009 par une personne (ou un groupe) signant Satoshi Nakamoto. Au cœur de ce système, il y a un fichier ouvert qui recense toutes les transactions : la blockchain. Tout le monde peut le lire, chacun y inscrit les mouvements qui le concernent, ce qui les valide. Ce fichier existe grâce à un réseau pair à pair : personne ne le possède, des milliers de copies en circulent dans le monde, mises à jour en continu. Depuis 2009, les procédés cryptographiques qui le protègent ont résisté à toutes les tentatives de le falsifier.

La taille du fichier donne une idée de l’échelle : la blockchain du bitcoin dépasse aujourd’hui plusieurs dizaines de giga-octets, l’équivalent de dizaines de milliers de livres de 200 pages. Un volume qui grossit chaque jour, mais qu’un ordinateur grand public sait encore manipuler sans peine.

Trois propriétés découlent de cette architecture. L’accès se fait instantanément depuis n’importe où, pour peu qu’on dispose d’une connexion. Des milliers de personnes peuvent lire le fichier en même temps sans se gêner. Et chacun peut y ajouter gratuitement une transaction, selon un procédé qui garantit la cohérence de l’ensemble. La datation des inscriptions, elle, vient de leur ordre d’arrivée : personne n’a besoin de faire confiance à personne, le réseau se contrôle lui-même. Ce sont les « mineurs », des utilisateurs qui mettent leur puissance de calcul au service du réseau, qui surveillent la cohérence des inscriptions et s’assurent mutuellement de leur honnêteté.

Dom Steil, entrepreneur du secteur et auteur de nombreux articles techniques, résume l’enjeu de façon limpide : la blockchain est la colonne vertébrale d’un nouveau type de transfert et de stockage distribué, elle sert de feuille d’équilibrage universelle pour savoir qui détient quoi. De même qu’Internet a porté bien d’autres usages que le courrier électronique, la blockchain portera bien d’autres applications qu’un simple réseau de paiement. Il détaille son raisonnement ici. Jon Evans, ingénieur et journaliste spécialisé, partage ce constat : la technologie derrière le bitcoin pourrait, à terme, transformer l’Internet et l’industrie financière telle qu’on la connaît, et les opérations qu’elle sécurise n’ont pas besoin d’être financières pour en profiter.

Ce que d’autres blockchains ont tenté de faire

Le bitcoin utilise une blockchain qui lui est propre, dédiée aux transactions. Mais l’idée se décline de multiples façons. Namecoin, l’un des premiers projets à s’écarter du modèle initial, propose un système décentralisé d’enregistrement de noms : chaque inscription associe un nom à un message. L’objectif affiché était de proposer une alternative au système DNS classique, de créer une extension « .bit » entièrement décentralisée, et de mémoriser des informations d’identité comme des adresses email ou des clés publiques. Le projet reste peu pratique au quotidien : chaque inscription y est payante, même pour un montant faible.

Twister, lui, s’est présenté comme un concurrent décentralisé de Twitter, difficile à censurer puisqu’aucune autorité ne le contrôle. Sa blockchain ne stocke pas l’ensemble des messages, seulement les informations d’enregistrement et d’authentification des comptes, le reste circulant sur un réseau pair à pair distinct.

Ethereum, de son côté, vise plus large : un support pour des applications construites autour de contrats programmables, les fameux « smart contracts ». Sa blockchain émet une monnaie, l’ether, mais ce n’est qu’une des fonctions du projet.

Adam Back, déjà connu pour une monnaie électronique antérieure au bitcoin, a proposé une approche différente : lier plusieurs blockchains entre elles par un système de « sidechain », permettant de faire transiter une unité monétaire d’une chaîne à une autre, puis de la faire revenir si besoin. L’intérêt : tester une idée nouvelle sur une chaîne récente tout en s’appuyant sur la confiance déjà accordée au bitcoin, sans exposer ce dernier à plus de risque que ce qu’il prête.

Pour qui s’intéresse aujourd’hui à ces technologies au-delà de la théorie, mieux vaut d’abord comprendre comment fonctionne un portefeuille et où acheter des cryptomonnaies en toute sécurité, avant de se pencher sur des usages plus expérimentaux comme les sidechains.

Vers une nouvelle forme de décentralisation

Ce que ces exemples ont en commun : moins d’autorité centrale, plus de partage, une confiance qui repose sur le réseau plutôt que sur une institution. Le résultat concret reste difficile à anticiper précisément, mais le mouvement, lui, est engagé depuis une décennie et continue de produire de nouveaux projets chaque année.

Des usages qui n’ont plus rien à voir avec une monnaie

La partie la plus visible de la blockchain reste la monnaie, mais elle est loin d’être la seule. Un registre partagé, daté et infalsifiable rend service partout où plusieurs parties doivent se mettre d’accord sur un fait sans passer par un tiers de confiance unique.

La traçabilité d’une marchandise en est un bon exemple. Un lot de produits, agricoles ou industriels, peut être suivi depuis sa production jusqu’au rayon d’un magasin, chaque étape (récolte, transformation, transport, contrôle qualité) venant s’ajouter au registre sans qu’aucun des intervenants ne puisse réécrire ce que les précédents ont déjà inscrit. Pour un acheteur qui veut vérifier l’origine d’un produit, ou pour une administration qui contrôle une chaîne d’approvisionnement, la logique est la même que celle du grand cahier : chacun voit la même version des faits, personne ne peut en falsifier une partie sans que les autres s’en aperçoivent.

La certification de documents suit le même principe. Déposer l’empreinte numérique d’un fichier, un contrat, un diplôme, une œuvre, sur une blockchain permet de prouver plus tard qu’il existait déjà à une date donnée, sans avoir à publier son contenu en clair et sans passer par un officier public à chaque étape. C’est exactement l’idée du grand cahier de la place de la Concorde appliquée à la preuve d’antériorité : on y dépose une trace, jamais le document lui-même.

Les registres fonciers, la tenue des actes de propriété, sont un troisième terrain d’expérimentation, suivi de près par plusieurs administrations à travers le monde. Un titre de propriété inscrit sur un registre partagé et infalsifiable réduit le risque de double vente d’un même bien et simplifie la vérification d’un historique de transactions, à condition que l’inscription initiale soit elle-même fiable, ce qui reste la vraie difficulté de ce genre de projet : la blockchain garantit qu’une information n’est plus modifiable une fois inscrite, elle ne garantit jamais que cette information était juste au départ.

Le vote électronique fait l’objet d’essais plus limités, souvent à l’échelle d’une association ou d’une consultation interne à une entreprise, jamais encore d’une élection nationale en France. L’argument avancé est celui d’un dépouillement vérifiable par chacun, sans urne physique ni bureau de vote ; l’argument inverse, tout aussi solide, porte sur l’anonymat du vote et la difficulté de garantir qu’aucune pression n’a été exercée sur l’électeur au moment de voter depuis son propre ordinateur.

Ce que la blockchain ne résout pas

J’ai vu passer beaucoup de projets qui promettaient de « mettre telle industrie sur la blockchain » sans expliquer ce que cela changeait concrètement pour l’utilisateur final. La technologie a un coût réel : valider une transaction demande du calcul, donc de l’énergie, et plus un réseau grossit, plus il devient lent à faire converger tout le monde vers la même version du fichier. Le bitcoin lui-même met en moyenne plusieurs minutes à confirmer une transaction, ce qui le rend peu pratique pour un paiement au comptoir d’une boulangerie.

La gouvernance pose un autre problème, moins technique mais tout aussi réel. Sur un réseau qui n’a pas de patron, faire évoluer les règles demande l’accord d’une grande partie des participants, ce qui explique pourquoi certaines évolutions du bitcoin ont mis des années à se mettre en place, quand une entreprise classique aurait pu trancher en quelques semaines. Cette lenteur est aussi une garantie : personne ne peut imposer un changement du jour au lendemain sans l’assentiment du réseau, ce qui protège contre une dérive brutale mais ralentit aussi l’innovation.

Il faut enfin distinguer la promesse théorique de la réalité d’un projet donné. Toutes les blockchains ne se valent pas : certaines reposent sur un vrai réseau distribué mondial, d’autres sur une poignée de serveurs contrôlés par une seule entreprise qui se contente d’utiliser le mot pour son effet marketing. Avant de faire confiance à un service qui se revendique « blockchain », la première question à se poser reste la même que pour le grand cahier : qui peut y écrire, qui peut le lire, et qui pourrait, en théorie, en modifier le contenu ?

Pour aller plus loin : les sources de l’auteur

Jean-Paul Delahaye cite plusieurs lectures qui ont nourri son article d’origine :

• The Power of The Blockchain : Future Developments and Applications, l’article qui détaille l’analyse de Dom Steil citée plus haut ;
• The coming digital anarchy, sur les conséquences politiques d’un registre que personne ne contrôle ;
• The power of the blockchain, une autre lecture de la même idée ;
• How Bitcoin’s Block Chain Could Stop History Being Rewritten, sur l’usage du registre pour horodater des preuves ;
• Blockchain : La dénationalisation de la monnaie, sur la sortie de la monnaie du giron des États ;
• Alternative chain, la page du wiki bitcoin qui recense les chaînes concurrentes ;
• The Power of The Blockchain : Future Developments and Applications, une autre version du même texte, publiée par son auteur ;
• Decentralized Money : Bitcoin 1.0, 2.0, and 3.0, sur les trois générations d’usages du bitcoin ;
• Bitcoin’s blockchain could revolutionise more than just how we do business, sur les usages hors finance ;
• Bitcoin 2.0 : Sidechains And Ethereum And Zerocash, Oh My !, un panorama des projets dérivés ;
• Could the Bitcoin network be used as an ultrasecure notary service ?, sur l’horodatage notarié ;
• Twister (software), la page consacrée au projet évoqué plus haut ;
• Twister-a P2P microblogging platform, l’article de recherche à l’origine du projet ;
• Ethereum, le site du projet ;
• Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains, le document d’Adam Back sur les sidechains.

Autres lectures utiles

• Site en français dédié à la blockchain, pour approfondir en langue française ;
• Thierry Crouzet appelle de ses vœux une « bookchain », une blockchain de publication textuelle, une piste d’application du côté de l’édition ;
• Blockchain, vous avez dit Blockchain ?, un article de l’Usine Digitale sur les enjeux juridiques pour l’entreprise ;
• Disruption : la blockchain sur le radar des banques, sur l’intérêt du secteur bancaire pour cette architecture décentralisée ;
• The trust machine, un article de The Economist consacré à la blockchain en couverture.

Texte original de Jean-Paul Delahaye, repris avec son accord et mis à jour pour les données numériques. Photographie d’illustration « Bitcoin accepted here » par Francis Storr, sous licence Creative Commons.