Lorsqu'il a conçu le prototype de Bitcoin en janvier 2009, Satoshi Nakamoto a dû construire un premier bloc à partir duquel la chaîne s'est allongée. Ce bloc il l'a appelé le bloc de genèse (« genesis block » en anglais) en référence au premier livre de la Torah et de la Bible, qui raconte la création du monde par Dieu.

Par convention, on considère qu'il s'agit du bloc de hauteur 0 (ou « bloc 0 ») au-dessus duquel les autres blocs sont successivement empilés. Examinons plus en détail ce que contient cet élément fondateur de Bitcoin en procédant à une dissection minutieuse !

 

Un bloc fondateur

Le bloc de genèse est une donnée essentielle du protocole Bitcoin car il constitue la base à partir de laquelle on peut déterminer la chaîne la plus longue (c'est-à-dire celle ayant le plus de preuve de travail accumulée) et par conséquent la validité des transactions du registre. Il est théoriquement le seul bloc à devoir être inscrit en dur dans le protocole, même si d'autres l'ont été par la suite.

Tel que l'écrivait Satoshi Nakamoto :

« La chaîne de blocs est une structure en forme d'arbre qui a pour racine le bloc de genèse, chaque bloc pouvant avoir plusieurs candidats à sa suite. »

Le code de novembre 2008 (fourni par Satoshi à Hal Finney, Ray Dillinger et James A. Donald notamment) contenait déjà une première version du bloc de genèse, horodatée au 10 septembre 2008, 18:02:08 UTC. Néanmoins, un nouveau bloc a été construit en janvier 2009 spécialement pour le lancement du prototype.

Le bloc de genèse que nous connaissons est ainsi présent dans la version 0.1 du logiciel de Bitcoin, publiée le 8 janvier 2009. Un commentaire au sein du code le décrit :

Genesis Block:
GetHash()      = 0x000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
hashMerkleRoot = 0x4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b
txNew.vin[0].scriptSig     = 486604799 4 0x736B6E616220726F662074756F6C69616220646E6F63657320666F206B6E697262206E6F20726F6C6C65636E61684320393030322F6E614A2F33302073656D695420656854
txNew.vout[0].nValue       = 5000000000
txNew.vout[0].scriptPubKey = 0x5F1DF16B2B704C8A578D0BBAF74D385CDE12C11EE50455F3C438EF4C3FBCF649B6DE611FEAE06279A60939E028A8D65C10B73071A6F16719274855FEB0FD8A6704 OP_CHECKSIG
block.nVersion = 1
block.nTime    = 1231006505
block.nBits    = 0x1d00ffff
block.nNonce   = 2083236893
CBlock(hash=000000000019d6, ver=1, hashPrevBlock=00000000000000, hashMerkleRoot=4a5e1e, nTime=1231006505, nBits=1d00ffff, nNonce=2083236893, vtx=1)
  CTransaction(hash=4a5e1e, ver=1, vin.size=1, vout.size=1, nLockTime=0)
    CTxIn(COutPoint(000000, -1), coinbase 04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73)
    CTxOut(nValue=50.00000000, scriptPubKey=0x5F1DF16B2B704C8A578D0B)
  vMerkleTree: 4a5e1e

Ce bloc pèse très exactement 285 octets. Le voici représenté en hexadécimal brut :

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

Le bloc de genèse est composé d'un entête de 80 octets et d'une unique transaction, la transaction de récompense. Son identifiant (le résultat du hachage de l'entête par double SHA-256) est 000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f. Les zéros qui débutent cet identifiant indiquent qu'une preuve de travail a été réalisée.

Notez que les différentes informations contenues dans le bloc sont souvent transmises avec un ordre des octets inverse (dit « little-endian » ou « petit-boutiste »). Nous donnerons ici les informations dans l'ordre ordinaire (qu'on appelle « big-endian » ou « gros-boutiste ») à l'aide du préfixe 0x.

 

L'entête

Comme tous les blocs dans le protocole, le bloc de genèse possède un entête donnant 6 informations différentes. Voici cet entête en détail :

01000000 - version
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 - identifiant du bloc précédent
3ba3edfd7a7b12b27ac72c3e67768f617fc81bc3888a51323a9fb8aa4b1e5e4a - racine de Merkle
29ab5f49 - horodatage
ffff001d - valeur cible
1dac2b7c - nonce

 

La version du bloc

0x00000001

La version du bloc indique l'ensemble des règles respectées par le bloc. Cette version 1 indiquait un respect des règles du protocole originel défini par Satoshi. D'autres versions ont été introduites plus tard : la version 2 pour l'application du BIP-34 en mars 2013, la version 3 pour l'activation du BIP-66 en juillet 2015, et la version 4 pour celle du BIP-65 en décembre 2015. Le champ de version a par la suite été utilisé pour que les mineurs signalent leur intention d'appliquer un soft fork (conformément au BIP-9).

 

L'identifiant du bloc précédent

0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Puisqu'il s'agit du premier bloc de la chaîne, le champ utilisé pour donner l'identifiant du bloc précédent est fixé à zéro par convention.

 

La racine de Merkle

0x4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b

La racine de Merkle correspond à l'empreinte finale de l'arbre de Merkle des transactions. Puisqu'il n'y a qu'une seule transaction dans le bloc de genèse, il s'agit simplement de l'identifiant de cette transaction.

 

L'horodatage

0x495fab29

L'horodatage indique la date et l'heure à laquelle le mineur a trouvé le bloc. Il est donné par le nombre de secondes depuis le 1^er janvier 1970 00:00:00 UTC. Ici, le nombre correspond à 1 231 006 505 secondes : le bloc de genèse est donc horodaté au 3 janvier 2009 à 18:15:05 UTC.

Toutefois, il ne faut pas croire que cet horodatage indique l'instant précis du lancement effectif du réseau. Ce dernier a en effet été réalisé un peu plus tardivement : le bloc 1 est ainsi horodaté au 9 janvier 2009 à 02:54:25 UTC, soit 5 jours, 8 heures, 39 minutes et 20 secondes plus tard.

 

La valeur cible

0x1d00ffff

La valeur cible est la valeur minimale que l'identifiant du bloc peut avoir pour que ce dernier constitue une solution au problème de preuve de travail de Bitcoin. Moins cette valeur cible est haute, plus il est facile de trouver une solution et de miner un bloc. Elle est donc inversement proportionnelle à la difficulté du réseau.

La valeur cible du bloc de genèse correspond à la plus grande valeur possible dans Bitcoin, ou la difficulté la plus basse pour le dire autrement. Elle est encodée comme un nombre flottant où le premier octet représente un exposant et où la mantisse est déterminée par les 3 octets suivants. Ici, elle est égale à 0x00ffff × 256(0x1d - 3) c'est-à-dire 0x00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000.

La preuve de travail du bloc est valide car l'identifiant est effectivement (largement) inférieur à cette valeur cible :

0x000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f ≤
0x00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

On définit la difficulté du minage comme l'inverse de la valeur cible multipliée par la valeur cible de base :

difficulté = cible_de_base / cible

La difficulté du bloc de genèse est donc de 1.

Après le lancement du réseau, la difficulté a stagné à ce niveau pendant près d'un an avant d'enfin commencer à augmenter le 30 décembre 2009.

Au sein du code, le champ de la valeur cible est appelé nBits, car ce paramètre désignait (avant que Satoshi n'en modifie le sens) le nombre de bits de tête à mettre à zéro pour que la solution soit valide. Dans la version de novembre 2008, le champ était en effet fixé à 20, ce qui correspondait à 5 zéros de tête en représentation hexadécimale, soit une valeur cible de 0x00000fffff....

 

Le nonce

0x7c2bac1d

Le nonce (mot qui provient de l'expression anglaise « for the nonce » signifiant « pour la circonstance, pour l'occasion ») désigne le nombre que le mineur fait varier pour calculer la preuve de travail. Il n'a aucune signification particulière, étant déterminé au hasard.

 

L'ensemble des transactions

L'ensemble des transactions forme la seconde partie du bloc. Le voici en détail :

01 - nombre de transactions
01000000 - version
01 - nombre d'entrées
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 - identifiant de transaction de la sortie précédente
ffffffff - index de la sortie précédente
4d - taille du script de déverrouillage
04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73 - script de déverrouillage
ffffffff - numéro de séquence
01 - nombre de sorties
00f2052a01000000 - montant
43 - taille du script de verrouillage
4104678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5fac - script de verrouillage
00000000 - temps de verrouillage

 

Le nombre de transactions

0x01

Le bloc contient une seule transaction : la transaction de récompense qui rémunère le mineur (ici Satoshi) pour la preuve de travail réalisée. Le bloc ne comporte ainsi aucune autre transaction, tout comme les blocs minés dans les premiers jours. Il a fallu attendre le 12 janvier et le bloc 170 pour voir la première transaction effective du réseau être confirmée : celle entre Satoshi et Hal Finney.

Toutes les données restantes du bloc appartiennent à la transaction de récompense.

 

La version de la transaction

0x00000001

La version de la transaction indique comment celle-ci doit être interprétée. Elle est fixée à 1 conformément au protocole initial. Aujourd'hui, il existe également une version 2 qui autorise l'usage des verrous temporels relatifs (voir BIP-68).

 

Le nombre d'entrées de la transaction

0x01

La transaction contient une seule entrée : la base de pièce, ou coinbase, qui permet de créer ex nihilo les nouveaux bitcoins et de recueillir les frais de transaction. Cette entrée est donc purement superflue, mais permet de conserver une certaine cohérence dans l'implémentation logicielle. Elle est constituée des champs identifiant la sortie précédente (théorique), d'un script de déverrouillage et d'un numéro de séquence.

 

L'identifiant de transaction de la sortie précédente

0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Ce champ est utilisé dans les transactions pour dire à quel sortie transactionnelle correspond une entrée, en donnant l'identifiant de la transaction qui a créé la sortie. Puisqu'il s'agit d'une transaction de récompense qui ne fait pas référence à une sortie transactionnelle précédente, ce champ est fixé à 0 par convention.

 

L'index de la sortie précédente

0xffffffff

Ce champ est utilisé dans les transactions pour dire à quel sortie transactionnelle correspond une entrée, en donnant la position de la sortie dans la transaction qui l'a créée. Puisqu'il s'agit d'une transaction de récompense qui ne fait pas référence à une sortie transactionnelle précédente, ce champ est fixé au maximum par convention.

 

Le script de déverrouillage (scriptSig)

0x04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73

Dans Bitcoin, le script de déverouillage est combiné à un script de verrouillage précédent et détermine la validité d'une dépense. Il contient généralement les signatures nécessaires à la dépense d'une pièce et est par conséquent souvent appelé scriptSig. Dans le cas d'une transaction de récompense, l'entrée ne fait référence à aucune sortie transactionnelle existante et ce script peut donc contenir des données arbitraires.

Ici, le script se présente de la manière suivante :

<valeur cible> <nonce supplémentaire> <chaîne de caractères>

Ainsi, il est constitué de trois informations :

• Tout d'abord, la valeur cible du bloc, donnée en sens inverse, conformément à la façon dont elle est représentée dans le code : 0xffff001d
• Ensuite, un nonce supplémentaire (0x04), ou extra nonce, mis en place par Satoshi dans le code du logiciel. Le nonce supplémentaire du bloc de genèse a pour valeur 4, et ceux des blocs suivants sont croissants : celui du bloc 1 est aussi égal à 4, celui du bloc 2 à 11, celui du bloc 3 à 14, etc. La variation de ce nonce supplémentaire au sein des blocs a permis de mettre en évidence un motif particulier, appelé le « Patoshi Pattern », qui détermine précisément les blocs minés par Satoshi et qui démontre que sa fortune s'élève à plus de 1 125 150 bitcoins.
• Enfin, une chaîne de caractères aujourd'hui emblématique, encodée en UTF-8, qui est :

  The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks

  Cette courte phrase correspond à la une du Times du 3 janvier 2009, qui annonçait que le ministre des finances du Royaume-Uni était sur le point de renflouer les banques pour la deuxième fois. Le Times étant un quotidien anglais, cela a mené à des spéculations quant à l'identité de Satoshi, qui écrivait également dans un anglais britannique.

Cette phrase présente dans le script de la transaction de récompense possède un rôle double :

• Premièrement, elle prohibe l'antidatage : sa présence dans le premier bloc, à partir duquel toute la chaîne est construite, prouve que le réseau de Bitcoin n'a pas été lancé avant le 3 janvier 2009. Cependant, cela ne veut pas dire que le bloc de genèse date bien du 3 janvier : en effet, il a pu être construit entre le 3 janvier (date de l'horodatage déclaré) et le 8 janvier (date de publication du code).
• Deuxièmement, elle indique symboliquement ce à quoi Bitcoin s'oppose en faisant référence au contexte monétaire et financier de l'époque : le renflouement des grandes banques d'investissement par les États et par les banques centrales suite à la crise financière de 2007-2008. Il est d'ailleurs possible que Satoshi ait choisi cette date précisément pour sélectionner cette une.

Ce script de la base de pièce est encore utilisé de nos jours par les mineurs pour de multiples raisons. À l'instar de Satoshi, ils peuvent inclure des informations arbitraires dans le bloc et faire passer un message public au monde. Ç'a été le cas de la coopérative F2Pool qui, le 11 mai 2020, a évoqué l'injection de liquidité de la Réserve Fédérale en réaction à la crise du covid-19 au sein du bloc 629 999 (le bloc précédant le troisième halving) :

NYTimes 09/Apr/2020 With $2.3T Injection, Fed's Plan Far Exceeds 2008 Rescue

Les regroupements de mineurs peuvent également s'identifier en indiquant leur nom, ce qui permet de juger de la décentralisation du réseau, même si cette pratique reste purement déclarative.

Enfin, les mineurs se servent encore de ce champ pour faire varier un nonce supplémentaire, le nonce de l'entête ne permettant plus depuis 2012 d'essayer suffisamment de possibilités par rapport à la difficulté élevée du réseau.

 

Le numéro de séquence (nSequence)

0xffffffff

Le numéro de séquence de l'entrée est maximal, ce qui fait que la transaction est considérée comme finale.

À l'origine, le numéro de séquence dans les entrées avait pour objectif de permettre les échanges répétés au sein de contrats, tels que les canaux de paiement. Ce modèle imaginé par Satoshi n'était pas suffisamment sécurisé et a par conséquent été abandonné. Cependant, la règle de finalité, qui fait que la transaction est considérée comme finale (pas de temps de verrouillage) si les numéros de séquence de toutes les entrées sont maximaux (comme ici), a été conservée.

Aujourd'hui, ce numéro de séquence est utilisé pour déterminer le temps de verrouillage relatif d'une entrée et pour signaler Replace-by-Fee.

 

Le nombre de sorties de la transaction

0x01

La transaction contient une seule sortie, celle créditant Satoshi de son revenu de minage. Cette sortie est constituée d'un montant et d'un script de verrouillage.

 

Le montant

0x000000012a05f200

Le montant de la sortie est donné dans la plus petite unité du système, unité qu'on a appelé le satoshi en hommage au créateur de Bitcoin. Ce montant correspond ici à 5 milliards de satoshis, soit 50 bitcoins. Il s'agit de la limite maximale du taux de création monétaire de l'époque (50 bitcoins par bloc).

 

Le script de verrouillage (scriptPubKey)

0x4104678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5fac

Le scrpt de verrouillage est l'ensemble des conditions à fournir pour pouvoir dépenser la pièce correspondante. Ici, il possède la forme :

<clé publique> CHECKSIG

où la clé publique est 04678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5f. Il s'agit donc d'une sortie transactionnelle de type Pay to Public Key (P2PK), un schéma utilisé dans les débuts de Bitcoin, qui demande une simple signature pour débloquer les fonds. Cela explique le nom donné couramment à ce script : scriptPubKey.

Bien souvent, cette sortie est rétrospectivement attribuée à l'adresse 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa, obtenue en prenant l'empreinte de la clé publique. Cela est néanmoins purement esthétique car c'est bien la clé publique elle-même qui a servi à recevoir les bitcoins, pas l'adresse.

Fait intéressant : cette sortie transactionnelle n'est pas considérée comme dépensable par le protocole en raison de la façon dont le bloc de genèse est exprimé dans le code. Cette erreur de programmation pourrait être corrigée par un hard fork, mais cela ne serait ni utile (Satoshi n'a pas touché à ses bitcoins depuis qu'il a disparu), ni même souhaitable (incompatibilité du protocole). Les 50 premiers bitcoins créés sont donc probablement brûlés à tout jamais.

 

Le temps de verrouillage (nLocktime)

0x00000000

Le temps de verrouillage (donnée globale appartenant à la transaction) détermine la date à partir de laquelle cette transaction pourra être confirmée. En étant fixé à zéro, celui-ci est désactivé.

 

Les autres chaînes

Si le bloc de genèse constitue un fondement du protocole Bitcoin, il sert également de base aux différentes branches minoritaires de Bitcoin qui possèdent le même historique jusqu'à leurs scissions respectives : Bitcoin Cash, Bitcoin SV, Bitcoin Gold ou encore eCash/XEC. D'autres protocoles possèdent leur propre bloc de genèse et certains d'entre eux ont également incorporé la une d'un journal ou d'un magazine pour garantir que le lancement du réseau ne s'est pas réalisé avant la date donnée. Ainsi, le bloc de genèse de Litecoin (datant du 7 octobre 2011) contient la phrase suivante :

NY Times 05/Oct/2011 Steve Jobs, Apple’s Visionary, Dies at 56

Celui de Dash (datant du 19 janvier 2014) inclut la une suivante :

Wired 09/Jan/2014 The Grand Experiment Goes Live: Overstock.com Is Now Accepting Bitcoins

 

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Source

Bitcoin Wiki, Genesis block

Bitcoin est un concept de monnaie numérique fonctionnant sur Internet qui a été créé en 2008 par Satoshi Nakamoto. Mis en application à partir du 3 janvier 2009, il a parcouru un long chemin qui l’a mené à devenir ce qu’il est aujourd’hui, à la fois d’un point de vue technique, économique et social. Néanmoins, il existe toujours des incompréhensions à son égard, y compris chez ceux qui pensent avoir saisi ses principes de base. C’est en particulier le cas de son modèle de sécurité qui reste flou pour beaucoup de personens.

Dans Bitcoin, une foule de notions interviennent. Le système est fondé sur un réseau public et décentralisé de nœuds qui font tourner un logiciel open source. Ces nœuds vérifient des opérations cryptographiques et entretiennent un registre distribué et horodaté appelé la chaîne de blocs, registre où sont enregistrées toutes les transactions d’une unité de compte, le bitcoin. Au sein de ce réseau, un certain nombre d’acteurs, appelés des mineurs, utilisent la puissance de calcul de leurs machines afin de valider les transactions effectuées par le réseau, et reçoivent en échange une rémunération en bitcoins. Tout cela forme un tout harmonique qui permet à Bitcoin d’exister depuis quasiment douze ans.

Cependant, ce qui sécurise Bitcoin, ce n’est pas la cryptographie, la chaîne de blocs, le logiciel libre, la décentralisation ou la puissance de calcul. Ce qui sécurise Bitcoin, c’est l’action combinée d’individus, de personnes de chair et d’os mues par leurs intérêts, de gens qui prennent des décisions et qui s’exposent à des risques personnels. Bitcoin est en effet un système économique et, en tant que tel, base sa sécurité sur le comportement intéressé des êtres humains¹.

 

Qu’est-ce qui préserve la qualité de l’infrastructure logicielle ?

Bitcoin est un protocole de communication qui permet l’existence et la circulation d’une unité de compte numérique, le bitcoin. Ce protocole est un ensemble de règles et ne peut donc pas directement être utilisé par un individu : il faut pour cela qu’il existe une implémentation logicielle, à savoir un programme qui respecte et vérifie ces règles.

L’écosystème autour de Bitcoin repose donc sur ces implémentations logicielles, qui peuvent être complètes (nœuds du réseau) ou partielles (portefeuilles légers). Bien évidemment, les implémentations complètes sont les plus essentielles à la sécurité de Bitcoin, puisque ce sont elles qui servent à valider les transactions et à miner les blocs. En particulier, Bitcoin Core, l’implémentation de référence de Bitcoin (BTC), joue un rôle central dans l’infrastructure du réseau.

Comme tous les programmes informatiques complexes, Bitcoin Core n’est pas exempt de faiblesses, ce qui au cours de son histoire s’est matérialisé par deux incidents majeurs :

• En août 2010, une faille dans le système des transactions (value overflow) avait permis à une personne de créer plus de 184 milliards de bitcoins à partir de rien ! Cet incident avait heureusement pu être corrigé dans les heures qui avaient suivi grâce à la mobilisation des mineurs qui avaient appliqué un patch correctif. À l’époque, cela n’avait pas été dommageable pour Bitcoin, qui ne gérait que peu de valeur.
• En mars 2013, un défaut contenu dans la mise à jour du code avait provoqué la séparation accidentelle du réseau pendant plusieurs heures. Bitcoin était alors beaucoup plus utilisé et cette séparation momentanée avait notamment entraîné la réalisation d’une double dépense par un utilisateur.

C’est pour cela qu’il est crucial que le logiciel derrière Bitcoin soit bien maintenu, optimisé, amélioré. Bitcoin représente aujourd’hui près de 300 milliards de dollars et déplace des dizaines de milliards de dollars chaque jour, et par conséquent il serait désastreux qu’un dysfonctionnement majeur survienne.

Pour assurer la sécurité du logiciel, il existe donc des dizaines de personnes, identifiées ou anonymes, qui s’attellent à scruter et à perfectionner le code, à temps plein ou à temps partiel. Puisque Bitcoin Core est un logiciel libre disponible en source ouverte sur Internet, n’importe qui peut consulter le code, vérifier qu’il est conforme au résultat attendu ou même proposer de le modifier pour l’améliorer ! Tel que l’expliquait Satoshi Nakamoto en décembre 2009 :

Être accessible en source ouverte signifie que n’importe qui peut examiner le code de manière indépendante. S’il s’agissait d’une source fermée, personne ne pourrait vérifier la sécurité. Je pense qu’il est essentiel pour un programme de cette nature d’être open source.

Cette ouverture, couplée à une dette technique limitée, donne à Bitcoin une sûreté plus grande que de nombreux systèmes informatiques. En effet, au vu des sommes en jeu, la récompense pour l’exploitation réussie d’une faille dans le code serait énorme, ce qui renforce la confiance qu’on peut avoir dans le logiciel au cours du temps (effet Lindy).

De plus, les failles dans le code sont, outre leur rareté, le plus souvent très subtiles, ce qui fait que ce sont les développeurs bienveillants qui les découvrent et qui les rapportent. On peut par exemple citer le bogue d’inflation trouvé et révélé en septembre 2018 par Awemany, développeur pour Bitcoin Unlimited, ou la faille permettant des attaques par déni de service rapportée en juin 2018 par Braydon Fuller, développeur pour Bcoin, et révélée publiquement plus deux ans plus tard, en septembre 2020.

Enfin, il faut spécifier que l’infrastructure logicielle n’est pas maintenue gratuitement et qu’elle est soutenue financièrement par les organisations et les individus dont l’activité dépend de la qualité du fonctionnement du réseau. C’est ainsi que des entreprises impliquées dans Bitcoin acceptent de rémunérer les principaux développeurs de Bitcoin Core, pas par charité, mais parce qu’elles ont quelque chose à gagner.

Tout ceci fait que la sécuité du logiciel s’améliore au cours du temps, que les vulnérabilités sont détectées et maîtrisées et que, en presque douze ans d’existence, seules deux d’entre elles ont provoqué un incident majeur. Bitcoin ne repose donc pas sur des logiciels magiques qui fonctionneraient parfaitement bien, mais sur l’action des développeurs qui maintiennent des implémentations faillibles et sur l’aide des mécènes qui financent ce développement.

 

Qu’est-ce qui assure le bon traitement des transactions ?

Bitcoin permet à quiconque d’envoyer des fonds à n’importe qui d’autre, quel que soit le moment, où que se trouve le destinataire dans le monde pourvu qu’il dispose d’un accès à Internet. Il est ainsi résistant à la censure, c’est-à-dire qu’il est très difficile pour une entité d’empêcher arbitrairement une transaction d’être réalisée.

La résistance à la censure est très importante car si Bitcoin n’avait pas cette propriété, il ne pourrait tout simplement pas survivre. Il deviendrait en effet un système bancaire comme un autre, soumis aux réglementations invasives des États : il devrait s’adapter à l’instar de PayPal, ou mourir sous les coups des interventions étatiques, destin funeste qu’ont connu e-gold ou Liberty Reserve en leur temps.

Le bon traitement des transactions dans Bitcoin implique donc deux garanties qui le distinguent des systèmes bancaires traditionnels :

• Toute transaction qui paie un montant correct de frais ne peut pas être délaissée (sécurité a priori) ;
• Toute transaction qui a été confirmée doit demeurer dans le registre et ne peut pas faire l’objet d’une double dépense (sécurité a posteriori).

Ce bon traitement est assuré par ce qu’on appelle le minage. Les mineurs, qui font partie du réseau, reçoivent les transactions des utilisateurs et les incluent dans des blocs. Ils rattachent ces blocs à la chaîne par la résolution d’un problème mathématique nécessitant une dépense d’énergie électrique (preuve de travail) et sont en échange récompensés par les bitcoins nouvellement créés (6,25 bitcoins par bloc actuellement) et par les frais payés par les transactions. Pour déterminer la chaîne valide les nœuds suivent le principe de la chaîne la plus longue, c’est-à-dire qu’ils considèrent que la chaîne contenant le plus de preuve de travail (grosso modo celle avec le plus de blocs) est la chaîne valide. Cela permet au réseau d’arriver à un consensus sur l’état du système.

Bitcoin repose donc sur la dépense d’énergie pour fonctionner, car c’est elle qui détermine le caractère infalsifiable de la chaîne et des bitcoins créés. Le taux de hachage, qui désigne le nombre de calculs par seconde réalisés par le réseau, atteint aujourd’hui les 130 EH/s, à savoir 130 milliards de milliards de calculs par seconde. Cette considérable force de calcul consomme aujourd’hui, selon certaines estimations, plus de 82 TWh par an, soit une dépense énergétique égalant la consommation d’électricité de pays comme la Belgique ou la Finlande.

 

 

Néanmoins, en dépit de son rôle central, ce n’est pas sur cette énergie que se fonde la sécurité du minage. En effet, la sécurité vient de la concurrence entre les mineurs, et pas de l’énergie totale dépensée. Comme l’écrivait Satoshi Nakamoto dans le livre blanc de Bitcoin en 2008 :

Le système est sécurisé tant que les nœuds honnêtes contrôlent collectivement plus de puissance de calcul qu’un groupe de nœuds qui coopéreraient pour réaliser une attaque.

L’important ce n’est pas que le taux de hachage de Bitcoin soit le plus haut possible, c’est que les mineurs disposant d’une puissance de calcul non négligeable soient « honnêtes », c’est-à-dire qui soient prêts à miner systématiquement toutes les transactions payant un montant correct de frais (pas de censure a priori) et à toujours construire leurs blocs à partir de la plus longue chaîne (pas de réorganisation de chaîne).

Imaginons (cas pessimiste) que les États membres de l’ONU se mettent d’accord sur la dangerosité de Bitcoin et décrètent l’interdiction de certaines transactions sur Bitcoin, les transactions de mélange de pièces au nom de la lutte contre le blanchiment d’argent par exemple. Dans ce cas, les mineurs pourraient être soumis à de fortes pressions de la part de leurs autorités respectives, et devraient faire le choix de continuer à être honnêtes en se déplaçant dans un pays non concerné ou en minant illégalement, ce qui constitue dans les deux cas un risque, ou de devenir des attaquants en suivant la loi. Cette réglementation des mineurs par les États permettrait, si leur matériel représentaient plus de la moitié de la puissance de calcul du réseau, d’empêcher toute confirmation d’une transaction illégale par le biais d’une attaque des 51 % mondiale.

La solution au problème proviendrait des individus et des groupes d’individus qui seraient prêts à miner des transactions déclarées comme illégales, et qui resteraient donc honnêtes du point de vue de Bitcoin. Le risque pris par ces mineurs pourrait alors être compensé par les frais des transactions censurées, qui pourraient s’avérer être très élevés, surtout si des montants astronomiques étaient en jeu.

C’est pour cela que la bon fonctionnement des transactions vient du comportement des mineurs, pas uniquement de la puissance de calcul du réseau. Pour que Bitcoin soit correctement sécurisé, il faut donc que les mineurs soient nombreux (partage du risque) et se trouvent à des endroits différents du monde (décentralisation).

 

 

 

Qu’est-ce qui garantit la limite des 21 millions de bitcoins ?

Lorsqu’on entend parler du bitcoin, il ne faut pas attendre longtemps avant que sa politique monétaire singulière soit évoquée. Le bitcoin suit en effet un processus d’émission très précis qui limite sa quantité d’unités en circulation à 21 000 000 : les fameux 21 millions de bitcoins.

Bien que le principe soit brièvement décrit dans le livre blanc, cette politique monétaire n’a été définie rigoureusement par Satoshi Nakamoto que le 8 janvier 2009 dans son annonce du lancement de Bitcoin :

La circulation totale sera de 21 000 000 de pièces. Elle sera distribué aux nœuds du réseau lorsqu’ils créeront des blocs, le montant étant divisé par deux tous les 4 ans.

les 4 premières années : 10 500 000 pièces
les 4 années suivantes : 5 250 000 pièces
les 4 années suivantes : 2 625 000 pièces
les 4 années suivantes : 1 312 500 pièces
etc…

Cela fait du bitcoin une monnaie dure à produire à l’inverse des monnaies fiat imposées par les États, comme l’euro ou le dollar, dont la gestion de la masse monétaire est déléguée à des banques centrales. Bitcoin donne ainsi aux individus la possibilité d’épargner une monnaie qui ne perd pas en valeur au cours du temps, et qui empêche au passage les acteurs financiers proches du pouvoir de profiter de l’effet Cantillon.

La politique monétaire du bitcoin constitue donc une propriété révolutionnaire qui n’a même pas été appliquée par le passé et beaucoup la mettent en valeur comme une propriété gravée dans le marbre qui ne pourrait absolument pas être modifiée. Néanmoins ce n’est pas le cas, et cette « résistance à l’inflation » doit être, tout comme la résistance à la censure, sécurisée par des individus qui agissent en ce sens.

Bitcoin est un protocole de communication, un ensemble de règles qui permettent à des gens de transférer de la valeur entre eux, et en cela il peut évoluer. Les règles de consensus qui définissent Bitcoin ne sont en effet pas figées et peuvent faire l’objet de changements, comme l’ont montré les différentes améliorations qui ont jalonné l’existence de Bitcoin telles que P2SH, les verrous temporels ou SegWit.

De plus, l’évolution du protocole peut se faire dans un sens non prévu originellement, ce qui a eu lieu à de multiples reprises dans l’histoire des cryptomonnaies.

En juin 2016, Ethereum a ainsi violé l’immuabilité de sa propre chaîne en annulant le piratage d’un contrat autonome (TheDAO) où 3,6 millions d’éthers, qui représentaient plus de 45 millions d’euros. Cette somme dérobée représentait 4,4 % de la quantité totale d’éthers en circulation, et une majorité économique (à commencer par Vitalik Buterin) a donc décidé de revenir sur ce transfert le 20 juin. Un groupe dissident a refusé, ce qui a créé une autre chaîne où le piratage était toujours présent, qui s’appelle aujourd’hui Ethereum Classic.

De même, Bitcoin a changé depuis ses débuts et n’est plus le même qu’en 2011. Le principal changement n’est pas un modification du protocole en soi, mais un changement de vision : les visions d’une monnaie d’échange et d’un moyen de transfert anonyme, qui étaient prédominantes aux débuts de Bitcoin, se sont estompées au profit de la vision d’un or numérique qui servirait de monnaie de réserve. Même si les premières visions subsistent au travers du projet Lightning et des logiciels dédiés à la confidentialité (Wasabi, Samourai, JoinMarket), elles sont devenues néanmoins minoritaires dans la communauté de Bitcoin. En effet, les gens s’enthousiasment plus aujourd’hui pour les investissements de grandes entreprises comme MicroStrategy et Square, ou pour l’intégration 100 % custodiale du bitcoin dans PayPal, que pour l’échange commercial ou pour l’usage réalisé sur le dark web.

 

 

Ce changement de narration s’est accompagné d’un maintien conservateur du protocole, notamment par le biais d’une restriction de sa capacité transactionnelle. Cette restriction a pour effet de préserver la décentralisation du minage donc la sécurité de la chaîne, mais aussi d’accroître considérablement les frais de transaction payés par les utilisateurs, qui peuvent actuellement être de plusieurs euros en moyenne pour un traitement rapide par le réseau².

Face à ces changements, nous sommes donc en droit de nous demander quelle est la force qui empêche la politique monétaire de Bitcoin d’être modifiée, ce qui nous amène naturellement à la question plus générale de la gouvernance de Bitcoin, c’est-à-dire la manière dont il est dirigé. Qui décide de l’avenir du protocole ?

D’une part, certains pensent que la gouvernance est la prérogative des développeurs du protocole, que ceux-ci sont en charge de ce qui doit ou non être intégré. Pour Bitcoin, ce serait le cas de l’implémentation de référence, Bitcoin Core, et de son mainteneur principal, Wladimir van der Laan, qui possèdent les droits sur le dépôt GitHub. Il est en effet vrai que les développeurs ont une certaine influence sur le protocole en acceptant ou en refusant d’inclure une modification : par effet d’inertie, ils ont un poids dans les choix qui vont être faits, car tout changement non consenti par eux devrait être implémenté par une nouvelle équipe peut-être moins expérimentée et moins bien financée. Néanmoins, si un changement majeur et controversé en venait à être proposé (comme le serait probablement une violation de la politique monétaire du bitcoin), les développeurs n’auraient aucune chance de voir leur modification être acceptée. C’est notamment ce qui s’est passé pour Bitcoin ABC, l’implémentation principale du protocole Bitcoin Cash, qui se voit aujourd’hui être exclue pour avoir tenté de rediriger 8 % de la récompense de bloc à ses fins.

D’autre part, une opinion assez répandue suppose que ce sont les mineurs qui doivent décider de l’évolution du protocole, notamment par le biais de votes proportionnés à leur puissance de calcul. Ces mineurs sont en effet garants de l’intégrité de la chaîne de blocs et possèdent un rôle majeur dans Bitcoin. Il est donc évident qu’une version de Bitcoin privilégiée par les mineurs a plus de chances de prospérer qu’une version concurrente qui serait plus sensible à la censure. Cependant, ce ne sont pas les mineurs qui possèdent le réel pouvoir sur le protocole, pour la simple et bonne raison que ce ne sont pas eux qui contribuent à valoriser l’unité de compte. En raisonnant par l’absurde, on pourrait dire que si les mineurs étaient réellement en charge du protocole, le système économique de Bitcoin serait voué à l’échec : ils seraient en effet incités à augmenter leurs revenus par la création monétaire à l’instar des banques centrales.

Tout ceci nous amène à la troisième catégorie d’acteurs impliqués dans Bitcoin : les utilisateurs, ou plutôt les marchands, c’est-à-dire les personnes qui acceptent le bitcoin comme moyen de paiement pour un bien ou un service. Cette catégorie des marchands est à prendre au sens large et inclut, outre les commerçants classiques, les épargnants et les spéculateurs qui échangent de l’euro contre du bitcoin. Le fait est que ce sont ces utilisateurs qui, par l’usage direct ou indirect d’un nœud complet, décident réellement de la direction dans laquelle Bitcoin doit aller, car ce sont eux qui apportent de la valeur au bitcoin.

Lorsqu’en novembre 2017 il a été question de doubler la capacité transactionnelle de Bitcoin par le biais d’une mise à niveau appelée SegWit2X, les utilisateurs ont refusé. Cette proposition, soutenue par la majorité des mineurs et par une grande part des entreprises du milieu, a été annulée avant son activation au vu de l’impopularité de celle-ci. Ainsi, c’est le sectarisme des utilisateurs et des détenteurs de bitcoins, attisé par un certain nombre d’influenceurs, qui a prévalu dans l’affaire, chose que pressentait Satoshi Nakamoto dès décembre 2010 :

Les utilisateurs de Bitcoin pourraient devenir de plus en plus sectaires à propos de la limitation de la taille de la chaîne pour que son accès reste facile pour beaucoup d’utilisateurs et pour les petits appareils.

Le modèle économique de Bitcoin est ainsi protégé par ces marchands qui, par le biais d’une conservation plus ou moins longue, sont incités à faire en sorte que la valeur du bitcoin ne baisse pas, et même qu’elle augmente. Il est donc dans leur intérêt de ne pas modifier la politique monétaire déflationniste du bitcoin. De plus, la limite des 21 millions de bitcoins est un point de Schelling fort qui dévantagerait toute tentative de changement.

Néanmoins, ce modèle n’est pas magique et, tout comme le minage, repose essentiellement sur la résistance individuelle des marchands aux pressions, qu’elles soient intérieures (la proposition d’une émission monétaire pour protéger la chaîne par exemple) ou extérieures.

Le cas d’une pression extérieure est le plus parlant. De manière pessimiste, on pourrait imaginer qu’un décret appliqué par les États membres de l’ONU impose par la loi une création monétaire qui reviendrait à une banque centrale mondiale, et qui rendrait illégale la version déflationniste de Bitcoin. Dans ce dernier cas, le destin de Bitcoin serait entre les mains aux marchands, qui devraient faire preuve de courage en refusant ce décret et en acceptant le bitcoin interdit, soit en toute illégalité dans leur pays, soit dans un pays non concerné.

Ainsi, à l’instar du bon traitement des transactions qui est garanti par les mineurs et renforcé par la décentralisation du minage, la défense de la politique monétaire est assurée par les marchands et affermie grâce à leur degré d’indépendance : moins il y a de marchands capables de continuer leur activité dans l’illégalité ou depuis des lieux non réglementés, notamment par la gestion de leur propre nœud complet, moins le bitcoin est résistant à l’inflation.

 

Conclusion

Bitcoin est un système économique basé sur l’action d’individus libres. Sa sécurité ne provient donc pas des concepts sous-jacents à son fonctionnement comme la cryptographie, la chaîne de blocs, le logiciel libre, la décentralisation ou la puissance de calcul, mais de la volonté humaine des personnes qui œuvrent chaque jour à sa survie. Bitcoin ne serait pas là sans ses développeurs bienveillants, ses mineurs soucieux de la résistance de la chaîne et ses marchands prêts à tout pour conserver un protocole sain.

Bitcoin peut ainsi être dénigré, réglementé, interdit, attaqué, combattu, mais il ne pourra pas être détruit dans son principe tant qu’il y aura des gens derrière lui. C’est pourquoi sa communauté est si cruciale : même dans les pires moments de doute, il y aura toujours des personnes prêtes à programmer, à miner et à valoriser le bitcoin. Ainsi, malgré les restrictions imposées par les États et les efforts des banques centrales pour le singer, Bitcoin est là pour rester. Et c’est tant mieux.

 

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Notes

1. ↑ Je tire cette réflexion de la théorie d’Eric Voskuil et en particulier de son texte sur le principe du partage du risque dans lequel il observe que le risque individuel d’accepter ou de miner le bitcoin dépend du nombre de gens qui le prennent.

2. ↑ Ces deux changements, relatifs à Bitcoin et à Ethereum, ne sont pas forcément de mauvaises évolutions : le monde a probablement besoin d’une réserve de valeur à hauts frais très sécurisée et très stable (surtout lorsqu’on constate les derniers agissements des États et des banques centrales) et d’une plateforme de contrats autonomes qui puisse être modifiée socialement dans le cas où 5 % des fonds sont concernés. Néanmoins, ces changements indiquent que certains principes peuvent s’éroder et que les protocoles peuvent effectivement évoluer dans un sens non prévu originellement.