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Qu’est-ce que le bitcoin et comment fonctionne-t-il?

Qu’est-ce que le bitcoin?

Le bitcoin1 est un actif numérique qui peut être transféré de pair-à-pair entre participants du réseau Bitcoin. Le réseau Bitcoin est un ensemble d’ordinateurs, appelés « nœuds », connectés par Internet et qui fonctionnent avec le logiciel Bitcoin. Le concept du bitcoin a été proposé dans un article fondateur publié en 2008 sous le pseudonyme de « Satoshi Nakamoto ».

Qu’est-ce que la chaîne de blocs?

Dans un système financier traditionnel, des entités centrales dignes de confiance (comme les banques) sont nécessaires pour vérifier les transactions que chaque personne effectue, et pour les consigner dans un registre qui doit être tenu à jour. Cependant, il n’existe pas d’entité centralisée pour administrer ou tenir à jour un registre des transactions de bitcoins. Les transactions de bitcoins sont comptabilisées de façon décentralisée. Toutes les transactions de bitcoins sont signalées à chaque membre du réseau Bitcoin, et chacun détient donc son propre exemplaire du registre des transactions de bitcoins2.
 

TABLEAU 1 : Registres de transactions centralisés ou décentralisés

Par exemple, si Alice veut envoyer 10 bitcoins à Robert, cette proposition de transaction serait transmise à travers le réseau Bitcoin. Pour être valide, toute transaction doit comprendre la signature numérique de l’émetteur, qui ne peut, raisonnablement, être falsifiée3, ce qui permet d’éviter que quelqu’un d’autre puisse dépenser les bitcoins d’Alice.

À certains intervalles, un lot des dernières transactions proposées est regroupé en un bloc et ajouté à l’ensemble des blocs de transactions existants, constituant ainsi la « chaîne de blocs ». Le nombre de blocs de la chaîne de blocs augmente au fur et à mesure que des transactions sont ajoutées. Chaque bloc est relié au suivant, car chaque bloc contient une empreinte cryptographique (appelé « hachage ») du contenu du bloc précédent. Les blocs de transactions sont donc ainsi reliés dans un ordre permanent et immuable. 
 

TABLEAU 2 : Chaîne ordonnée de blocs de transactions

Il existe des copies de la chaîne de blocs de bitcoins sur des milliers d’ordinateurs du réseau Bitcoin.
 

Qu’est-ce que le minage de bitcoins?

Le minage, également appelé « preuve de travail », est le mécanisme auquel le réseau Bitcoin a recours pour assurer l’uniformité et l’intégrité de sa chaîne de blocs. Autrement dit, c’est un moyen qui permet à tous ceux qui font partie du réseau de s’entendre sur la composition de la chaîne de blocs.

Avant de pouvoir ajouter à la chaîne de blocs un nouveau bloc de transactions de bitcoins, certains membres du réseau, appelés « mineurs », rivalisent entre eux pour trouver la solution à une énigme cryptographique. Le premier mineur qui trouve la réponse soumet alors à tout le réseau la proposition d’ajouter ce prochain bloc de transactions à la chaîne de blocs. Ensuite, des nœuds du réseau valident le bloc proposé et l’ajoutent à leur copie de la chaîne de blocs existante. Le travail du mineur gagnant est récompensé sous la forme de bitcoins nouvellement créés et des frais correspondants aux transactions du bloc qu’il propose.

La solution de l’énigme exige une capacité de calcul informatique colossale. Plus précisément, il s’agit de trouver un élément particulier à annexer à un bloc de transactions donné afin que l’empreinte cryptographique qui en résulte respecte une certaine condition. Avec l’augmentation et les fluctuations de la puissance de minage totale du réseau au fil du temps, la difficulté de l’énigme est ajustée afin que la durée moyenne nécessaire pour la résoudre soit d’environ 10 minutes (dans le cas du bitcoin).
 

TABLEAU 3 : Le but de chaque mineur est de proposer le prochain bloc de transactions au réseau

Le problème de la double dépense

Pourquoi recourir à une méthode qui exige une telle puissance de calcul pour établir un consensus au sujet de blocs de transactions? Parce que cela permet, d’une part, de dissuader les falsifications et, d’autre part, de resserrer la sécurité du réseau. Un des principaux problèmes que la preuve de travail contrecarre est ce qu’on appelle la « double dépense ».

Prenons un exemple : Robert fait du minage de bitcoins. Robert fait un transfert de bitcoins pour payer la marchandise no 1 en annonçant cette transaction, avec sa signature, dans le réseau. Un autre mineur inclut cette transaction dans le prochain bloc, et quand quelques autres blocs sont minés, Robert reçoit son achat de marchandise no 1 envoyé par le marchand. Robert tente d’acquérir la marchandise no 2 en réutilisant les bitcoins déjà dépensés pour l’achat de la marchandise no 1.

Pour y parvenir, Robert devrait créer une branche concurrente de la chaîne de blocs, comme l’illustre le Tableau 4. Cependant, une des règles du réseau Bitcoin stipule que, en tout temps, tous doivent se fier à la chaîne la plus longue et y ajouter les nouveaux blocs. Cela implique que tous les autres mineurs du réseau contribuent à la chaîne qui contient la transaction de la marchandise no 1, qui est plus longue. Par conséquent, à moins que Robert ne dispose d’une puissance de calcul supérieure à la moitié de celle du réseau (dont le coût serait exorbitant), la probabilité qu’il puisse miner des blocs assez rapidement pour parvenir à devancer l'autre chaîne devient négligeable.

TABLEAU 4 : Une règle stipule qu’il faut se fier à la chaîne la plus longue

Pourquoi investir dans le bitcoin?

Comme dans le cas de l’or, le bitcoin permet aux gens de conserver de la valeur sans contrainte de frontières nationales, sous forme d’unités d’une certaine rareté. À vrai dire, le bitcoin comporte un avantage sur l’or dans la mesure où sa nature est plus facilement vérifiable et où il peut se transférer beaucoup plus simplement.

En tant que réserve de valeur, le bitcoin présente plusieurs autres caractéristiques avantageuses.

Sûr et résistant aux attaques

Étant donné que la chaîne de blocs Bitcoin est décentralisée, elle n’a pas de point central de vulnérabilité; elle est ainsi difficile à attaquer et résistante à la saisie, de la part d’un gouvernement ou d’une entité. De plus, le protocole qui sous-tend le système a solidement fait ses preuves en matière de sécurité. Depuis sa création en 2009, le réseau Bitcoin n’a jamais été piraté. Bien que certaines plateformes d’échange ou des portefeuilles de cryptomonnaie aient fait l’objet de piratage, cela ne remet pas en question la sécurité de la chaîne de blocs sous-jacente, qui s’est démontrée extrêmement robuste.

Immuable et inviolable

La chaîne de blocs Bitcoin repose sur des mécanismes cryptographiques qui encadrent l’intégrité des transactions. Le mécanisme de preuve de travail a pour but d’assurer l’immuabilité de l’historique de transaction rendant de plus en plus minime la probabilité qu’un membre du réseau mal intentionné puisse réécrire une transaction antérieure.

L’impact d’un vaste effet de réseau

Le bitcoin domine le secteur mondial de la monnaie numérique en termes de part de marché4. La puissance de calcul totale de sa chaîne de blocs est plusieurs fois supérieure à celles, combinées, de 500 des principaux superordinateurs à travers le monde. Au cours des années, une multitude d’autres cryptomonnaies sont apparues, et nombre d’entre elles s’efforcent d’offrir plus d’options que la chaîne de blocs Bitcoin. En particulier, la chaîne de blocs Ethereum, qui est actuellement la deuxième cryptomonnaie par capitalisation boursière, est compatible avec une grande variété d’applications de contrats intelligents5. En comparaison, la chaîne de blocs Bitcoin offre beaucoup moins de souplesse pour programmer ce genre de fonctions. Il importe, toutefois, de souligner que la simplicité relative de la chaîne de blocs Bitcoin était délibérée afin de créer une structure extrêmement solide sur le plan de la sécurité. Nous envisageons que de multiples réseaux de chaîne de blocs destinés à différentes fonctions pourront coexister à l’avenir.

Rareté prévisible

Depuis le lancement du bitcoin, le rythme auquel de nouveaux bitcoins sont émis a diminué peu à peu, et il continuera à diminuer à l’avenir. Le protocole Bitcoin prévoit que la masse de bitcoins en circulation sera limitée à un plafond absolu de 21 millions d’unités. Tous les quatre ans environ (tous les 210 000 blocs), la prime de minage est réduite de moitié. La troisième réduction de moitié de la prime de minage (soit la plus récente) a eu lieu le 11 mai 2020; la prime est alors passée de 12,5 à 6,25 bitcoins par bloc. À ce rythme, le plafond absolu devrait être atteint en l’an 2140.

Moyen d’échange pour plusieurs types de transactions

Dans l’objectif d’une plus grande décentralisation et d’une meilleure sécurité, le réseau Bitcoin fait certains compromis. Bien que le bitcoin ne soit peut-être pas (du moins pas encore) le meilleur moyen pour effectuer des transferts de routine de petits montants (cela est toutefois en train de changer avec les solutions comme le Lightning Network), sa chaîne de blocs est un bon outil pour le règlement de transactions autrement inefficace ou onéreux dans les réseaux de paiement traditionnels. Le bitcoin serait avantageux pour certains règlements internationaux, par exemple. 


Risques

Par le passé, le bitcoin s’est révélé un placement très volatil; par conséquent, il pourrait ne pas convenir à tous les investisseurs. La pondération optimale du bitcoin varie pour chaque investisseur, selon la nature de son portefeuille, ses objectifs de placement, sa tolérance au risque et sa situation particulière à l’égard du placement. Si vous envisagez d’investir dans le bitcoin, vous ne devez pas oublier que le bitcoin pourrait présenter certaines caractéristiques qui le rendent attrayant comme réserve de valeur au moment du placement, mais rien ne garantit qu’il saura effectivement remplir ce rôle à l’avenir. La valeur du bitcoin est généralement difficile à évaluer, tant en termes absolus qu’en comparaison à d’autres monnaies, y compris les monnaies fiduciaires.






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1 Nous regroupons sous la notion « Bitcoin » (avec la majuscule) le réseau, le protocole et l’ensemble du système qui sous-tend cette cryptomonnaie. Le « bitcoin » (avec la minuscule) fait pour sa part référence à l’unité de compte du système connue sous le sigle « BTC ».


Certaines notions ont été simplifiées pour faciliter la compréhension. Cet article n’explique pas la différence entre les nœuds légers et les nœuds complets. 


3 Bien que cet aspect soit passionnant, les précisions mathématiques débordent du cadre de ce rapport.


 Au moment de la rédaction de cet article.


5 Contrat inscrit dans une chaîne de blocs qui s’auto-exécute automatiquement.

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