Bitcoin partie 2: la rareté numérique

Introduction

L’article précédent servait d’introduction à ma présentation de l’écosystème Bitcoin. Il avait pour objectif de faire un focus sur la partie consensus et PoW (Proof Of Work).

Il m’a permis de mettre en avant l’une des premières révolutions de Bitcoin à savoir amener une réponse à la problématique des généraux byzantins via le consensus de Nakamoto.

N’hésitez pas à parcourir l’article, sa lecture vous sera utile pour mieux comprendre ce qui va suivre.

Je tiens à signaler que cela reste une version simplifiée du fonctionnement de Bitcoin. Il est fort possible que certaines de mes explications soient incomplètes ou quelque peu raccourcies. Je m'excuse par avance auprès des puristes de Bitcoin. Je reste un amateur sur le sujet et ne vise qu'à faire découvrir les technologies dernières Bitcoin. .

Bitcoin, en mixant intelligemment la technologie blockchain et le PoW a réussi à permettre la mise en œuvre d’un réseau, dit décentralisé, pour ne plus à dépendre d’un tiers de confiance afin de réaliser des transactions.

Le premier cas d’usage de cette capacité est de servir de support à la création et à la circulation de la devise numérique BTC (ne pas confondre Bitcoin et bitcoin, encore une fois tout cela est expliqué dans mon article précédent)

Grâce au réseau Bitcoin, il devient possible d’échanger de la valeur à travers un token (le BTC), de manière totalement numérique et sans aucun besoin d’entité centrale.

La double dépense

Mais en quoi cette entité est elle nécessaire dans un système classique ? Elle est tout bonnement garante de l’unicité des transactions en évitant tout cas dit de double dépense.

C’est une problématique particulièrement impactante avec des assets numériques. En effet, par définition il est beaucoup plus simple de dupliquer un objet numérique qu’un objet physique. Lorsqu’on remet un billet à une personne, il nous devient impossible de dépenser ce même billet pour autre chose. La transaction est passée et le billet n’est plus de notre propriété.

Mais dès que ce billet est représenté par une suite de 1 et de 0, quelle protection peut m’empêcher d’en produire autant que souhaité ?

Le besoin de centralisation

Cela fait bien longtemps maintenant que nous sommes habitués à dépenser de l’argent par le biais numérique: paiement par CB, paypal, néo-banque, virement en ligne…tous ces moyens de règlements dépendent tous d’un organisme centralisé pour s’assurer que la transaction n’est jouée qu’une seule fois et que le retrait d’une somme à droite est crédité à gauche. Ces organismes maintiennent un registre unique des transactions qu’ils peuvent être amené à se partager le tout dans un cadre strict et contrôlé par une autorité centrale.

Il ne vous est jamais possible d’envoyer de la valeur à travers un canal numérique sans avoir à dépendre d’un tiers.

Ce n’est pas forcément un problème en soi, mais dès lors que vous n’avez pas la capacité de réaliser une transaction par votre propre moyen, vous devez vous plier aux règles imposées par le tiers que vous aurez retenu pour envoyer ou recevoir de la valeur.

Ce tiers peut décider d’exécuter votre transaction ou non, de geler vos fonds, de demander des justifications à votre transaction… choses qu’on peut ne pas apprécier. Sans compter que cela peut conduire à des abus lorsque certains types de régimes s’installent dans un état.

L'alternative Bitcoin

Étant donné que Bitcoin propose une solution de consensus autorisant un grand nombre de nodes (serveurs/nœuds) à maintenir un registre des transactions sans dépendances autres qu’au code informatique sur lequel repose le protocole, alors il est possible de garantir une unicité des transactions rendant impossible toute double dépense.

C’est comme ça qu’à l’heure de l’écriture de cet article, vous pouvez envoyer et recevoir des BTC sans qu’aucune personne ne puisse contester la validité de vos transactions une fois ces dernières inscrites dans la blockchain. Cela implique aussi que vous ne pouvez vous en prendre qu’à vous-même en cas d’erreurs d’opérations…

On touche là à la seconde innovation technologique du bitcoin: la rareté numérique. Une seule version de ce registre partagé entre les node est considéré comme valide à chaque exécution du consensus. Toutes les transactions qui y figurent garantissent que chaque échange de valeur n’a pu avoir lieu qu’une seule fois avec une traçabilité exemplaire.

C’est aussi grâce à cela que l’émission de bitcoin est limitée à 21 millions. Malgré le caractère numérique de la devise, il est aujourd’hui impossible « d’imprimer » plus de bitcoins que le protocole ne le permet.

La gouvernance du code

Certains pourraient maintenant répliquer que si le protocole Bitcoin, à travers son consensus, permet l’hébergement d’un registre des transactions sans risque de double dépense, ceci de manière décentralisée, ça reste du code informatique qu’il est possible de modifier. On peut donc changer les règles du jeu avec quelques lignes de langage informatique.

C’est tout à fait vrai. Aujourd’hui n’importe qui disposant des connaissances nécessaires peut accéder au code de Bitcoin (et de tous ce qui s’y rattache), le modifier et changer les mécaniques de fonctionnement. Seulement ce code n'a de valeur que si il est exécuté par une majorité de noeuds du réseau.

Si cela était facile au démarrage du projet, avec un nombre de nœuds ridicule,ou seul Satoshi Nakamoto et ses amis exécutaient le code d’origine, c’est devenu plus compliqué aujourd’hui.

D’ailleurs au cours de l’histoire du Bitcoin, son code a été copié puis modifié plusieurs fois pour donner lieu à d’autres réseaux (un fork), comme Bitcoin Cash, LiteCoin, Bitcoin SV… mais aucun n’a réussi à fédérer autant que Bitcoin et comme je l’ai expliqué dans mon article précédent, faire tourner un réseau reposant sur une technologie blockchain sur un nombre réduit de nœuds n’a que très peu de sens.

Le développement informatique de Bitcoin est très proche du développement des plus grands logiciels OpenSource, comme Linux par exemple.

Les évolutions du protocole Bitcoin suivent un processus très structuré. Les nouvelles fonctionnalités ou modifications sont proposées sous forme de BIP (Bitcoin Improvment Proposals).

Ces modifications sont d’abord discutées publiquement sur des forums, et des listes de diffusions.

Des experts en cryptographie et des développeurs de la communauté analysent les impacts associés.

Puis lorsqu’un BIP est accepté, il est évalué de manière très avancée sur des réseaux de tests, parfois pendant très longtemps.

Et enfin, seulement si aucun problème n’est détecté la modification passe en production selon deux formes possibles:

• Soft Fork: la mise à jour reste compatible avec d’anciennes versions du code.
  Les nœuds qui acceptent le nouveau code applique les nouvelles règles, ceux qui ne l’applique pas continu de fonctionner, mais se retrouvent à respecter les nouvelles règles indirectement. Il n’y a pas de séparation de la blockchain et le consensus est maintenu.
• Hard Fork: c’est une mise à jour majeure du protocole qui casse la rétrocompatibilité avec les anciennes versions. Tous nodes qui n’applique pas le hard fork se retrouve à exécuter une blockchain qui diffère de la nouvelle blockchain composée des nodes ayant appliqué la mise à jour. Si tous les nodes ne s’appliquent pas à faire tourner le hard fork, alors on se retrouve avec deux blockchains, et par extension avec deux devises numériques puisque celle-ci sont associées au réseau sur laquelle elles circulent. À la fin, c’est une histoire de nombre, si vraiment certains se refusent à appliquer le hard fork, alors ils deviennent membre d’un nouveau réseau concurrent à Bitcoin et c’est le marché qui décide à la fin.

Bitcoin Core

L’implémentation par défaut du protocole Bitcoin est Bitcoin Core. C’est aujourd’hui le client officiel du protocole. Tout développeur peut:

• télécharger le code source de Bitcoin Core (GitHub).
• Proposer des améliorations sous forme de Pull Requests (PR).
• Signaler des bugs ou des vulnérabilités.
• Discuter et proposer des améliorations sur des forums comme BitcoinTalk, la liste de diffusion bitcoin-dev, ou sur GitHub.

Cependant, proposer un changement ne signifie pas qu’il sera accepté immédiatement !

Seuls les mainteneurs du repo de Bitcoin Core, des développeurs expérimentés avec un accès spécifique, peuvent valider et fusionner les mises à jour dans le code.

Mais cela ne veut pas dire qu’ils peuvent faire ce qu’ils veulent quand bon leur semble, ou se réunir entre eux et décider de changer le code. Comme expliqué tout est publique, et la communauté Bitcoin est telle qu’aujourd’hui les étapes de changements dans Bitcoin sont très longues engageant de nombreux débats avant d’être réellement mis en application.

Sans compter que modifier le code de Bitcoin Core n’implique pas que le code de ce dernier soit mis à jour sur les nodes du réseau. Pour cela, il faut que ce code soit adopté par les nœuds du réseau et les mineurs.

À noter qu’il est possible également de proposer une autre implémentation du protocole Bitcoin que Bitcoin Core. Tant qu’il respecte les règles du protocole, rien ne l’empêcherait de tourner sur des nodes du réseau et de participer au consensus…dans les faits Bitcoin Core est largement majoritaire.

En d’autres mots, si tout le monde peut participer, personne ne peut décider seul…ou alors il lance son concurrent à Bitcoin en espérant qu’il est plus de succès… dans les faits, même si certains fork ont connus une adoption limitée, notamment dans l’épisode de la guerre des blocs (certains voulaient augmenter la taille des blocs pour augmenter le nombre de transactions au risque d’exiger des nodes plus de performants, alors que d’autres souhaitaient conserver la taille d’origine pour s’assurer de la stabilité de la blockchain : ce sont les conservateurs qui ont gagnés), c’est toujours Bitcoin qui fait office de référence aujourd’hui.

Un protocole ossifié

Il est important de comprendre que Bitcoin est un protocole dit « Ossifié » qui privilégie le développement sur un temps long à l’innovation. Le réseau c’est tellement exporté, donnant lieu à une nouvelle classe d’actif à lui seul, que l’évolution de Bitcoin se fait à un rythme lent avec une étude très approfondie pour chaque changement proposé. Autant vous dire que la limite des 21 millions de bitcoins n'est pas prete d'être levée. Il est aujourd’hui clairement plus simple de changer les règles d’une monnaie fiat (euro, dollar..) en imprimant du billets si jugé nécessaire par les banques centrales, que de faire bouger les règles du protocole Bitcoin.

Fonctionnement des transactions

Anonymité

Quitte à traiter un peu des sujets polémiques, parlons également rapidement du cas de l’anonymisation supposée offerte par le réseau Bitcoin.

Pour cela, il faut faire un petit focus sur le principe d’un échange de bitcoin sur Bitcoin. (Pour rappel b & B ce n’est pas pareil).

L’accès au réseau Bitcoin en tant que tel est public. Chacun peut de manière anonyme consulter les données qui s’y trouvent. Mais si on souhaite interagir avec le réseau et demander à réaliser une transaction, notamment une transaction en BTC, alors il faudra d’une certaine manière s’authentifier.

Clef privée et wallet

Cette authentification ne passe pas un classique login/mot de passe, mais par l’usage d’une clef privée. Cette clef est souvent générée automatiquement lorsqu’on utilise pour la première fois le fameux wallet.

Un wallet est un logiciel qui s’interface avec le réseau Bitcoin. Il utilise pour cela une clef privée, cette clef est unique et confidentielle. C’est évidemment une donnée extrêmement sensible qu’il ne faut absolument pas divulguer.

Cette clef privée est matérialisable par la fameuse seedphrase qu’il vous est donné le plus souvent lorsque vous initialisez un wallet pour la première fois. Cette seedphrase composée d’au moins 12 mots est uniquement un moyen de reconstituer la clef privée si celle-ci venait à être perdue (destruction du wallet).

En fait, cette seedphrase est la seule contrainte à ne pas perdre pour vous authentifier sur le réseau Bitcoin et traiter des transactions BTC.

À partir de cette seedphrase, n’importe quels wallet BTC sera en mesure de reconstituer la clef privée associée pour interagir avec le réseau…et retrouver vos fonds.

(Ce qui implique que toute personne qui connait votre seedphrase, peut accéder à vos fonds…et vous ne pourrez pas appeler la banque si cela arrive).

Il existe deux types de wallet:

• Hot Wallet: c’est un wallet sous forme logiciel, pouvant s’installer sur votre ordinateur ou votre smartphone. La clef privée qu’il utilise est stockée là où il est installé, et donc le plus souvent sur un appareil susceptible d’être connecté à internet. C’est une solution simple, rapide à mettre en œuvre, mais qui rend la clef privée exposable à un hack de l’équipement sur lequel le hot wallet est déployé. C’est pourquoi il est conseillé de réserver ce type de wallet à des échanges de faibles valeurs ou uniquement pour stocker des fonds de manières temporaire.
• Cold Wallet: c’est un wallet matériel. C’est un équipement spécifique conçu pour héberger et sécuriser la clef privée. Son interaction avec le réseau bitcoin oblige l’utilisateur à réaliser une action mécanique pour valider une transaction. C’est pourquoi, le cold wallet est conseillé pour conserver ses fonds à long terme. Il reste aujourd’hui considéré comme le moyen le plus sûr de protéger sa clef privée.

À noter que les wallet intégrés aux plateformes d’exchange comme Binance ou Coinbase sont des wallet dits non custodial c’est-à-dire que vous n’êtes pas propriétaire de la clef privée associée. Vous revenez à un système centralisé ou vous ne gérez plus directement vos fonds, mais faites confiance à un tiers. Comme dit l’adage en crypto Not your Key, Not your Coin. C’est pourquoi les exchange sont à prioriser pour des actions temporaires, des conversions et des entrées/sortie, mais pas pour stocker vos fonds.

À cette clef privée, correspond également une adresse publique, celle-ci est utilisée pour vous permettre de recevoir des BTC, elle identifie également toutes les transactions que vous pourriez faire. Et c’est là qu’on casse la notion d’anonyme pour devenir pseudonyme.

Votre clef publique ne contient en rien vos informations personnelles, comme votre nom. Mais sans savoir qui vous êtes, elle permet déjà de suivre votre activité sur le réseau…et rien que ça c’est déjà un frein pour bon nombre d’acteurs qui chercheraient à être le plus discrets possible.

N’oubliez pas qu’à l’heure des algorithmes, il existe bien des manières d’identifier vos activités sans avoir à connaitre d’informations personnelles sur vous.

La quantité de BTC manipulée, les heures auxquelles les transactions sont effectuées, les interactions entre les wallets… Tout cela est déjà bien plus traçable et visible qu’un simple billet de banque transmis de main en main…ou de mallette en mallette. Il existe aujourd’hui des entreprises spécialisées dans l’observation des activités blockchain et l’identification des transactions. Elles sont souvent sollicitées dans des cas de soupçon de blanchiments ou de rançonnage…en se montrant de plus en plus efficaces.

Interraction avec Bitcoin

Lorsque que votre wallet interagi avec la blockchain il se présente avec votre clef privée, ceci vous permet de prouver l’appartenance des transactions qui sont rattachées à votre adresse publique et à générer d’autres transactions en lien avec les fonts en BTC associés.

C’est important à comprendre: votre wallet ne détient pas de BTC. Tous les BTC sont sur la blockchain hébergée/circulant sur le réseau Bitcoin et régie par le protocole Bitcoin. Votre wallet ne fait que démontrer à travers votre clef privée votre capacité à dépenser les BTC qui sont rattachés à votre compte public.

En gros tout le monde peut voir vos BTC (mais ne pas savoir que c’est vous), mais seuls vous avec votre clef privée (seule la clef en réalité) peut êtres en mesure de les dépenser.

Quand vous souhaitez envoyer des BTC, vous signer une transaction avec votre clef privée qui autorise les BTC associés à votre compte d’être « déplacé » sur un autre compte correspondant à l’adresse publique vers laquelle vous souhaitez envoyer des fonds.

La mempool

Votre transaction est mise en attente dans ce qu’on appelle la mempool. La mempool est un espace visible de tous les acteurs du réseau et qui constitue l’ensemble des transactions en attentes.

Lorsqu’un mineur gagne la résolution du calcul, il pioche dans ce mempool pour traiter les transactions et les inscrire dans un nouveau block. La sélection de votre transaction va dépendre des frais associés (les mineurs vont privilégier les transactions avec des frais importants) et de l’état du réseau. S’il est sous tension, il se peut que votre transaction ne soit pas traitée immédiatement…(ou alors que vous accepteriez de payer plus de frais)

C’est d’ailleurs un des défauts du réseau Bitcoin, sa capacité de transaction est limitée entre 3 et 7 transactions par seconde (le réseau visa c’est jusqu’à 65 000 transactions seconde), mais c’est le prix de la décentralisation. C’est toujours plus long de mettre d’accord des milliers de nœuds à travers le monde que quelques serveurs dans quelques datacenters.

Inscription de la transaction

Une fois votre transaction inscrite dans la blockchain, il faut attendre les prochains blocs pour que celle-ci soit « gravée dans le marbre ». Je ne rentrerais pas dans le détail, mais on considère qu’il faut attendre 6 blocs une fois votre transaction inscrite pour rendre celle-ci immuable, soit environ 1h. C’est lié à la probabilité qu’un attaquant parvienne à réorganiser la chaine et remplacer le bloc contenant votre transaction qui diminue au fur à mesure que d’autres blocs sont ajoutés à la chaine.

Et voilà, vous avez envoyé de la valeur à travers un réseau sans que vous ayez à vous justifier, sans avoir à dépendre d’un organisme centralisé, sans contrainte géographique. Vous êtes seul maitre de vos fonds, sans être anonyme, vous pouvez conserver une discrétion de l’usage de vos BTC. Personne n’est en mesure de contredire votre transaction.

Dans un pays comme la France ou la bancarisation est partout et accessible facilement, il y a peu de contraintes à bénéficier de ses fonds comme on l’entend (et encore ce point pourrait être débattu), ça peut paraitre anecdotique, mais à l’échelle du monde, c’est pour beaucoup un degré de liberté qui n’est pas disponible. Dans ce cas bitcoin est une véritable solution de protection financière et dépasse largement le simple statut d’actif spéculatif.

Les contraintes techniques de Bitcoin

La contrainte de Bitcoin réside cependant dans ses performances. Au fur à mesure que son adoption grandit, le risque de saturation de sa capacité transactionnelle augmente. Si demain tout être humain sur terre adoptait BTC comme monnaie, il faudrait qu’ils attendent plusieurs années pour que leurs transactions soit validées.

Pour l’instant ce problème reste à la marge, malgré que le réseau est connu à plusieurs reprises des congestions, son usage reste encore dans la norme de ses capacités.

L’ossature du protocole, s’il participe à la robustesse du réseau et à sa fiabilité, est aussi un frein à son adoption, puisqu’il n’est pas simple de changer le code pour rendre le réseau plus rapide.

C’est pourquoi certains misent sur des réseaux de type L2 (layer 2). J’explique le principe de couche dans les blockchains dans mon article sur le web3.0.

Toujours dans le cadre de la problématique du trilemme des blockchains, le principe est de déporter les transactions dans un réseau secondaire, plus rapide, mais moins décentralisé et/ou moins sécurisé pour les compresser et les inscrire ensuite par lot dans la blockchain de niveau 1. Elles retrouvent ainsi la résilience et de la robustesse du protocole de base.

Lightning Network

Pour Bitcoin, le réseau L2 le plus connu est le Lightning Network. C’est un système complexe de canaux de paiement ou des BTC sont bloqués entre deux partenaires qui eut même ont des canaux avec d’autres partenaires.Le tout formant un réseau maillé.

Une fois les transactions terminées, le canal de paiement peut être fermé et le résultat final des échanges (le solde des deux partenaires) inscrit dans la blockchain Bitcoin.

Je ne vais pas rentrer dans le détail, car c’est assez compliqué. Si vous souhaitez en savoir plus, vous pouvez consulter les vidéos de Fanis Michalakis qui expliquent parfaitement le fonctionnement du Lightning Network.

L’usage et le succès du Lightning Network font débat au sein de la communauté Bitcoin. Ce réseau L2 fonctionne. Il permet des transactions instantanées offrant une scalabilité très importante à Bitcoin. Mais pour certains, cela reste expérimental et ils mettent en doute la capacité du Lightning Network à monter à l’échelle à fur à mesure de son adoption.

Pour ces défenseurs, Lightning Network est le parfait complément à Bitcoin pour les dépenses de tous les jours et les petites sommes d’argent, là où les transactions natives au réseau Bitcoin resteraient privilégiées pour des échanges à forte valeur. Dans tous les cas on reste sur du BTC.

D’autres L2 sont à l’étude. C’est un débat entre privilégier l’évolution du réseau Bitcoin et de son protocole ou s’appuyer sur des surcouches dédiées à la performance. À chacun son avis.

L'ordinateur quantique

J’en profite aussi pour évoquer rapidement le cas de l’ordinateur quantique. En théorie, oui, ce type d’ordinateur pourrait mettre à mal les algorithmes cryptographiques utilisés pour sécuriser les transactions sur Bitcoin....au même titre que les transactions avec votre banque, votre site e-commerce préféré ou tous échange HTTPS. Je veux dire par là que la majorité des mécanismes de chiffrement utilisés aujourd’hui sont potentiellement « craquable » par un ordinateur quantique.

On évoque la puissance d’un ordinateur quantique par son nombre de qubits. Les modèles les plus performants atteignent aujourd’hui quelques centaines de qubits, 105 par exemple pour celui de Google (au 02/2025).

Il faudrait des millions de qubits pour mettre à mal Bitcoin (et le reste), ce qui laisse penser qu’une menace quantique sérieuse ne pourrait arriver avant plusieurs dizaines d’années.

Cela laisse encore le temps de trouver des parades, sachant qu’il existe déjà des algorithmes « Quantique Proof ». Certains travaillent à leur implémentation, y compris pour Bitcoin. Comme expliqué plus haut, si Bitcoin évolue lentement, il n’est pas statique pour autant et si certains fondamentaux comme l’émission des BTC ont très peu de risque d’être changés, les algorithmes de chiffrement pourraient eux évoluer pour préparer le réseau à l’avènement des ordinateurs quantiques.

Conclusion

J’espère avoir pu brosser le contour de l’écosystème Bitcoin en mettant en avant les principales avancées technologiques associées.

La mise en œuvre d’un consensus dans un réseau décentralisé a permis la création d’une devise numérique démontrant la capacité à porter dans le virtuel la notion de rareté.

Bitcoin n’a pas fait qu’apparaitre une nouvelle classe d’actif à travers les nombreuses autres cryptomonnaies qui ont suivi, il a ouvert la voie à bon nombre d’innovations permettant d’associer l’avantage du numérique à des principes du monde réels comme la propriété et la réserve de valeur.

Plus le réseau a grandi, plus il est devenu difficile de le mettre en défaut ou de l’attaquer, le rendant aujourd’hui parmi les réseaux le plus fiable et robuste jamais créé. Il n’est pas parfait, et son adoption à plus grandes échelles nécessite encore qu’il s’améliore ou se renforce sur certains points. Pour cela des développeurs talentueux continuent de travailler le sujet, soit directement à travers son code, soit à l’aide d’autres réseaux secondaires.

C’est une véritable industrie qui s’est construite autour de lui. Qu’on le veuille ou non, qu’on l’apprécie ou pas, il fait désormais partie du patrimoine technologique de l’humanité, au même titre qu’Internet.

Je ne saurais que trop vous encourager à vous familiariser avec lui et vous essayer à son écosystème. Pour cela, j’espère pouvoir vous donner quelques pistes dans le prochain article en vous présentant quelques solutions bien concrètes pour participer à l’aventure Bitcoin.