Whitepaper Bitcoin : Guide du débutant

Le Whitepaper du Bitcoin, Bitcoin : Un système de cash électronique Peer-to-peer, a été publié en 2008 par Satoshi Nakamoto. Le document est en anglais et rassemble des informations techniques assez pointues, je vous propose donc de voir ensemble de quoi il s’agit sur cette page.

Le bitcoin révolutionne l’industrie mondiale des paiements de 1.8 Trillion de dolars et les gens du monde entier repensent la vraie valeur de leurs argent. De plus, la technologie sous-jacente et le réseau qui traite les transactions bitcoin, connue sous le nom de blockchain est en train de révolutionner des industries aussie varriées que la banque, l’agriculture, la logistique, la santé, les élections ou encore l’industrie.

Tout cela a été rendu possible par le travail novateur de Satoshi Nakamoto publié en 2008 qui décrit ce qu’est le bitcoin et comment le faire fonctionner. Depuis, beaucoup de projets ont récupéré l’appelation Bitcoin pour profiter de la notoriété de la première crypto-monnaie. Le vrai Bitcoin est celui qui suis le mieux la vision originale du Bitcoin dans le Whitepaper publié en 2008.

Comment utiliser ce guide ?

Premier-bitcoin.com vous propose une version simplifiée du travail de Nakamoto. Je vous propose ici des annotations pour les 10 sections du Whitepaper.

Le texte en italique me permet d’ajouter des commentaires personnels et de distinguer mon point de vue de celui de Satoshi Nakamoto. 

1. Introduction

Le créateur du bitcoin, Satoshi Nakamoto, remarque la dépendance du web envers des tiers de confiance comme les banques ou les sociétés de cartes de crédits pour traiter les paiements informatiques. La méthode traditionnelle peut fonctionner pour la plupart des transactions, mais des problèmes surveinnent lorsque les institutions financières facilitent l’achat et la vente de biens sur internet.

Voici quelques-unes des faiblesses du système traditionnel de paiement électronique impliquant un tiers :

  • Les transactions peuvent être anulées, puisque les banques doivent arbitrer les différents qui surviennent inévitablement.

Pensez aux litiges qui se produisent régulièrement entre les commerçants, les consommateurs et les autres parties, tels que les plateformes de paiement, paypal ou les authorités fiscales.

  • L’intervention des banques (médiation) augmentent les couts des transactions, ce qui limite également la valeur minimale de la transaction. L’anulation des transactions deviens un vrai problème lorsque le fournisseur a délivré un service non-réversible.

Les consomateurs achètent fréquement des articles à bas prix sur le web comme des porte-clés à 5€ ou des lunettes à 10€. Cependant la participation des banques coute beaucoup et ces couts sont répercutés sur les consommateurs au moyen de frais de transactions et autres frais en tout genre.  Prennez en compte toutes les dépenses de médiation et de contentieux qui s’accumulent sur un an, si vous faites autant d’achat sur le web que moi alors la somme deviens vite importante. De plus, si un fournisseur complète un service, il devrais être légitimement payé, mais le système actuel permet aux utilisateurs d’anuler leurs transaction, mettant ainsi le fournisseur de service dans l’incertitude de recevoir son paiement. 

  • La possibilité d’anuler les échanges pèse sur tout le monde et cette même possibilité implique que les gens fassent confiance à un tiers comme une banque pour résoudre les problèmes de paiement.

Beaucoup de marchands et de consomateurs ne veulent pas faire confiance aux institutions financières. Elles coutent cher, ne sont pas digne de confiance, sont souvent hackées et fournissent trop souvent des d’informations au gouvernement sans en informer le parti affecté. Tout cela créé aussi des problèmes de confidentialité. Dans cette section, Nakamoto expose les limites du système de paiement traditionnel et prépare ses lecteurs pour la solution qu’il propose.

  • Le système financier actuel accepte un certain pourcentage de fraude comme étant “innévitable”. Cependant, la fraude augmente les couts de toutes les personnes qui veulent utiliser ce système pour faire du commerce. Nakamoto propose un système de paiement électronique basé sur la preuve cryptographique plutôt que sur la confiance.

La cryptographie implique l’utilisation de codes et de protocoles pour établir des communications sécurisées.

Un tel système permettrais à deux parties de traiter dirrectement l’une avec l’autre. La nouvelle méthode, à savoir le Bitcoin, comprends les éléments suivants :

  • Paiements peer-to-peer sur un réseau en ligne.
  • L’élimination des tiers dans les transactions et le remplacement du système de confiance par un système de vérification systèmatique.
  • Les transactions ne peuvent pas être anulées et Nakamoto soutient que leurs irréversibilité protegeras les vendeurs contre la fraude. Un système d’escrow (dépot fidiciaire) peut-être mis en place pour protéger les acheteurs.
  • Un serveur distribué en peer-to-peer entre les utilisateurs génére une preuve mathématique de l’ordre chronologique des transactions. Le système est sécurisé tant que les participants honnêtes contrôlent plus de puissance de calcul que les attaquants/hackers.

Nakamoto penses qu’il est plus intéressant de vérifier les transactions plutôt que de faire aveuglément confiance à une institution tierce, surtout quand il est question de quelque chose aussi important que l’argent. L’irréversibilité des transactions permet de garantir que ce système de paiment est robuste. Deuxièmement, l’irréversibilité minimise la fraude, déclare-t-il. Les ordinateurs décentralisés prouveraient l’ordre exact des transactions irréversibles, en créant l’assurance que les enregistrements dans la blockchain sont valides et précis. 

2. Transactions

Dans cette partie, la description de Nakamoto du processus de transaction électronique, à savoir la blockchain, devient technique. En termes simples, il définit une “pièce” électronique comme une chaîne de signatures numériques. Les propriétaires signent numériquement un hachage de la transaction précédente et ajoutent une clé publique du propriétaire suivant à la fin de la chaine. Le destinataire du paiement, le bénéficiaire, peut alors vérifier les signatures pour confirmer le paiement.

Un bitcoin n’existe nulle part en soi, du moins pas dans le sens traditionnel de l’argent physique. Au contraire, le concept de “pièce” électronique de Nakamoto est une série chronologique de signatures numériques vérifiées. Pour imager tout ça, immaginez la pièce de Nakamoto comme un paquet FedEx ou Chronopost que vous signez à votre porte avant de l’envoyer à une adresse de réexpédition. Mais la différence, c’est qu’un registre disponible publiquement est placé dirrectement sur le bordereau de livraison qui montre l’historique complet de toutes les livraisons antérieures du même colis. Les informations comprennent toutes les adresses d’origine ainsi que les horodotages détaillant où et quand exactement chaque livraison a eu lieu. Selon lui, une telle piste de vérification complète fournirait à la fois au destinataire et à l’ensemble du réseau l’assurance que la chaîne des livraisons/transactions est exacte et sécurisée. 

Nakamoto soulève sependant un problème potentiel avec les paiements en double. En destinataire/bénéficiaire ne peut pas vérifier que le propriétaire d’une pièce n’a pas envoyé la même pièce à d’autres bénéficiaires, ce qui est appelé le problème des doubles dépenses. Par exemple : Marc ne possède qu’un bitcoin mais envoie un paiement d’un bitcoin à deux marchands différents – soit deux bitcoins payés avec un seul bitcoin d’origine. Pour résoudre le problème des doubles dépenses sans dépendre d’un tiers, Nakamoto dit que toutes les transactions doivent être révélées publiquement. Deuxièmement, tous les participants du système de paiement doivent respecter le même calendrier afin que tout le monde n’accepte qu’un seul historique de l’ordre dans lequel les transactions sont reçues.

Un historique public et chronologique de toutes les transactions empêche les problèmes de double dépenses car les transactions ultérieures seraient considérées comme un paiement invalide, ou frauduleux, de la même pièce. Chaque pièce a un horodotage unique et la première transaction sera acceptée comme paiement légitime. Une pièce, un paiement. L’envoi de la même pièce à un second marchand, selon l’exemple ci-dessus, montrerait un horodatage différent qui s’est produit plus tard dans la blockchain et cela invaliderais le deuxième paiement.

3. Serveur d’horodatage

Un serveur d’horodatage (ou “Timestamp server” en anglais) prend un hachage d’un block et annonce publiquement le hachage. L’horodatage permet de garantir l’existance des données à ce moment précis. Chaque horodatage inclut l’horodatage précédent ainsi que son hachage ainsi, chaque horodatage supplémentaire renforce ceux qui l’ont précédé.

Nous assistons ici à la création même de la technologie Blockchain. Les horodatage sont essentiels pour éviter les doubles paiements et la fraude. Il serais pratiquement impossible d’envoyer des pièces en double, car chaque pièce contient des horodatage différents et chronologiquement ordonés. Repensez à l’analogie avec un paquet ChronoPost, chaque livraison contiendrait un horodatage unique sur le bordereau d’expédition, ce qui indiquerais l’heure exacte de chaque livraison sur le registre public. 

La taille du fichier Bitcoin en octets augmente à mesure que l’historique des transaction est plus important, et les fichiers plus volumineux entraînnent des temps de traitement plus longs. Le traitement des transactions (ou minage) nécessite continuellement plus de puissance de calcul pour vérifier les transactions, car les enregistrements numériques eux-même prennent de plus en plus de place. Continuant notre analogie d’un colis ChronoPost, le bordereau d’expédition ne cesserais de grandir car plus de livraison signifie plus d’historique enregistré de toutes les livraisons jamais faites. 

4. Proof-of-Work (Preuve de Travail)

Nakamoto nous explique ici que la preuve de travail (Proof-of-Work ou PoW en anglais) est utilisée pour implémenter un réseau d’horodatage distribué en peer-to-peer (mentionné et expliqué ci-dessus). Le processus analyse une valeur qui une fois hachée renvoie certaine valeur numérique. Le réseau d’horodatage doit comparer cette valeur à un block de hachage. Pour fournir une preuve de travail il faudra fournir de la puissance de processeur, et le bloc ne peut pas être changé sans refaire le travail. Les blocs suivants sont enchainés après lui et pour le modifier il faudrais modifier tous les blocs suivants.

Le langage est peut-être un peu technique mais le principe est très simple. La Proof-of-Work est ce qui garanti la sécurité de la blockchain. Nakamoto affirme qu’un hash créé par un serveur d’horodatage est affecté d’un numéro unique qui est ensuite utilisé pour identifier le hachage dans la blockchain. Un puzzle mathématique est associé à chacun de ces nombres uniques qu’un ordinateur doit résoudre avant qu’une transaction soit validée. Une fois que la réponse correcte est donnée, elle sert de preuve que le travail spécifié a été fait. 

Quand quelqu’un envoie un bitcoin, il doit utiliser un numéro unique d’un hash et résoudre le casse-tête mathématique associé. La réponse est ensuite transmise au destinataire pour vérifier si la solution est correcte – une étape de validation importante. Si la réponse est correcte, le paiement/transaction a lieu et s’ajoute à la longueur de la blockchain. Sinon, la transaction proposée est rejetée.

Le Proof-of-work donne un vote par processeur, et pas par IP. Sinon un hacker pourrait allouer différentes IP à une machine pour effectuer une attaque sur le réseau.