Bitcoin n’est pas un désastre pour l’environnement. Au contraire, il pourrait bien être le moteur de la transition écologique mondiale.

Bitcoin a souvent été critiqué pour son impact environnemental, en particulier en raison de sa consommation d'électricité. Ces accusations sont-elles justifiées ou s'agit-il de poncifs non étayés par des faits ? 

Dans cet article, nous allons examiner de manière approfondie les reproches faits au Bitcoin en termes d'impact écologique. Je commencerai par fournir quelques précisions techniques sur la preuve de travail qui est au cœur du fonctionnement de ce système. Nous nous intéresserons ensuite aux reproches qui lui sont faits sur son impact environnemental, en analysant les chiffres de consommation d'énergie, et en comparant ces données avec celles d'autres secteurs similaires. Vous découvrirez également que Bitcoin peut avoir des bénéfices écologiques, autant grâce au minage que grâce à l’utilisation de sa monnaie finie.

Ainsi, je souhaite faire une évaluation objective de l'impact écologique réel du Bitcoin en examinant les faits et les perspectives. Est-ce que le Bitcoin est réellement une catastrophe écologique, ou bien est-il une solution pour lutter contre le réchauffement climatique ? C'est ce que nous allons tenter de déterminer dans cet article.

Quel est le rôle de la preuve de travail sur Bitcoin ?

Avant d’étudier la consommation électrique de Bitcoin et ses éventuels impacts, je souhaite vous rappeler pourquoi nous avons ce besoin sur Bitcoin, et pourquoi le mécanisme de la preuve de travail est absolument vital pour un système de paiement pair-à-pair.

Bitcoin est un système de cash électronique. L’objectif de son fonctionnement est de pouvoir se passer complètement des services d’un tiers de confiance pour nos échanges monétaires. Le système repose ainsi sur un réseau pair-à-pair. Puisqu’il n’existe pas d’autorité sur Bitcoin, pour éviter la double dépense, on utilise un serveur d’horodatage distribué. Cet outil permet de prouver la non-existence d’une transaction dans le passé. Il nous faut donc un moyen pour que tous les utilisateurs se mettent d’accord spontanément sur une unique version du registre.

➤ En savoir plus sur le fonctionnement de la Blockchain.

Pour résoudre cette contrainte, on utilise le « Consensus de Nakamoto par preuve de travail ». Ce principe spécifie simplement que la chaîne de blocs disposant de la plus grande quantité de travail accumulé est considérée comme valide. Les nœuds s'entendent ainsi sur cette version unique de la blockchain. Au sein de ce principe de consensus, le mécanisme de la preuve de travail permet de protéger Bitcoin face aux différents types d’attaques Sybil.

Ce mécanisme de consensus par preuve de travail est absolument vital pour Bitcoin. Au lieu de s'établir sur un système de vote classique, sensible aux différentes attaques Sybil, il permet à Bitcoin de s'établir sur un système de vote par puissance de calcul. Puisque ce calcul requiert une dépense énergétique, il existe un certain coût marginal pour multiplier ses votes.

➤ En savoir plus sur le fonctionnement technique de la preuve de travail.

Ce travail de calcul par tâtonnement est effectué à l’aide d’ordinateurs que l’on nomme familièrement les « mineurs ». L'électricité est donc la ressource sollicitée par le système afin de disposer d'un coût marginal non négligeable pour la multiplication des votes. C’est une ressource tangible, universelle et surtout externe au réseau. 

Toutes ces caractéristiques propres à l’électricité permettent au Consensus de Nakamoto par preuve de travail de demeurer un système intrinsèquement ouvert. Il est ouvert puisque les entités prenant part au minage de Bitcoin, et ainsi gagnant les rémunérations associées, ne pourront jamais avoir le monopole de la production d’électricité. C’est une ressource naturellement présente dans l’univers. Cela signifie qu’aucune entité historique ne peut empêcher un nouvel acteur de prendre part au minage de Bitcoin, et ce, même si 100 % des entités déjà engagées souhaitaient cet empêchement. 

Au contraire, les principes de consensus établis sur la preuve d’enjeu (en anglais « Proof-of-Stake ») peuvent devenir fermés. En effet, puisque la ressource utilisée dans ce mécanisme est la même que la ressource donnée en récompense, des entités établies peuvent disposer d’un contrôle total du système. Une fois que c’est fait, le consensus devient fermé, et aucun acteur ne peut venir déloger les entités historiques. 

L’utilisation de la Proof-of-Work, dans le cadre d’un principe de consensus, rend le système plus résilient dans un environnement hostile. Entre autres, les attaques étatiques sont bien moins contraignantes sur les cryptomonnaies n’utilisant pas ce mécanisme. Il n’existe aucun garde-fou physique pour protéger ces systèmes.

La preuve de travail est irremplaçable puisqu’elle implique un coût marginal établi sur l’utilisation d’une ressource découverte, et non d’une ressource inventée. C’est même la seule ressource naturelle que l’on peut solliciter sur un système informatique afin de créer un coût marginal à la multiplication des votes.

Voilà pourquoi la Proof-of-Work et la consommation énergétique qui en découle ne sont pas des « faiblesses » de Bitcoin, mais bien des forces. Cet algorithme est indispensable pour implémenter un système de paiement durablement sécurisé, et réellement pair-à-pair.

Critiques de la consommation électrique du Bitcoin : chiffres et perspectives

Depuis quelques années, les reproches faits à l’encontre de Bitcoin sur son impact écologique se multiplient. Au cœur de celles-ci, il y a évidemment la critique de la consommation électrique liée au mécanisme de la preuve de travail.

L’estimation de cette consommation fait débat. À l’heure où j’écris cet article (Janvier 2023), le blog 

Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index

, qui date d’avril 2022, l’estime à 89 TWh par an. Puisque cet indicateur est dynamique et influencé par de nombreux facteurs externes, il est très compliqué d’en faire une estimation fixe. Je vous conseille néanmoins de lire l’étude de Michel Khazzaka sur ce sujet. Sa méthode de calcul est bien plus précise et rigoureuse que les autres.

Aussi étonnant que cela paraisse, la plupart des médias qui rédigent des articles à charge sur ce sujet de l’impact écologique de Bitcoin s’appuient sur une source unique et critiquable : les « études » du blog 

. Plus récemment, des députés européens se sont même servis de ces chiffres pour justifier la création de certaines lois. Si leur méthode de calcul de la consommation électrique peut être acceptable, ce blog avance d’autres chiffres bien plus critiquables. Notamment, on y découvre des estimations de production de CO₂ de Bitcoin, des comparaisons entre Bitcoin et le système de paiement traditionnel, ou encore des comparaisons avec l’impact écologique de certains pays.

conclut en avançant qu’une simple transaction Bitcoin produirait autant de CO₂ qu’un million de transactions Visa. Cette comparaison est fallacieuse pour deux raisons. Tout d'abord, et comme je l’explique plus en détail dans la partie suivante, le coût par transaction n’est pas une donnée pertinente dans le cas de Bitcoin. En effet, il n’existe aucune proportionnalité entre la consommation électrique du système et le nombre de transactions effectuées. Ensuite, le coût de la transaction Visa ne considère qu’une toute petite partie des coûts totaux nécessaires pour réaliser un paiement dans le système traditionnel. Effectivement, comme nous pouvons le découvrir dans l’étude 

BITCOIN: EFFICIENCE ÉNERGÉTIQUE DES CRYPTOPAIEMENTS

, lorsque que l’on considère tous ces coûts, on découvre que Bitcoin consomme jusqu’à 

56 fois moins d'énergie que le système bancaire

. Notons que cette donnée ne prend même pas en compte l’utilisation du Lightning Network, un système de paiements établi sur Bitcoin n’utilisant pas directement la preuve de travail.

Ces mêmes détracteurs aiment comparer la consommation de Bitcoin à celle de certains pays. On peut découvrir sur certains médias que Bitcoin consommerait actuellement autant d’électricité que le Chili ! Cette donnée brute, sans autre information et sans connaissance sur les mécanismes du minage, est évidemment choquante pour le grand public. Dans ce cas précis, il n’est pas pertinent de comparer la consommation d’un pays à celle de Bitcoin. Les deux ne répondent pas aux mêmes besoins, et ils n’utilisent pas non plus la même source d’électricité. Par ailleurs, si l’on souhaite continuer dans les comparaisons hasardeuses, je pourrais également vous indiquer que le système Bitcoin consomme moins d’électricité que la seule utilisation des 

. L’utilité de Bitcoin semble pourtant être bien supérieure à celle des sèche-linges.

➤ En savoir plus sur l’utilité et la valeur de Bitcoin.

La stratégie des personnes évoquant ces idées reçues est claire : elles souhaitent couper court à tout débat en avançant des chiffres qui dépassent les limites de l’admissible. Bien sûr, beaucoup d’éléments constituant ces reproches sont critiquables, fallacieux ou encore impertinents. Un bel exemple de cette stratégie est 

l’article du World Economic Forum publié en 2017

, nous expliquant que Bitcoin aurait dû consommer plus d’énergie que le monde entier d’ici à 2020. Contre toute attente, les centaines de jets privés affrétés pour les rencontres annuelles du WEF 2023 ne paraissent pas avoir manqué d’énergie pour arriver jusqu’à Davos cette année.

Quelques précisions techniques sur Bitcoin

Un des problèmes majeurs des critiques formulées sur l’impact environnemental de Bitcoin est qu’elles s’appuient sur des indicateurs imprécis ou impertinents. Le plus connu est sûrement l’estimation de la consommation électrique par transaction. En effet, il n’existe aucune corrélation à court terme, et aucune proportionnalité à long terme, entre le nombre de transactions effectuées sur Bitcoin et sa consommation électrique. Le principe de consensus établi sur la preuve de travail ne permet pas de valider des transactions, mais 

il permet de sécuriser un historique économique

En somme, comme l’explique LaurentMT dans son article 

, la preuve de travail est globale et cumulative. Lorsqu’un nouveau bloc est miné, la sécurité apportée par la preuve de travail s’applique simultanément et uniformément à tous les UTXO existants. Chaque UTXO accumule une certaine grandeur de sécurité de Proof-of-Work à chaque bloc miné. L’analogie évoquée dans cet article est que la preuve de travail agit comme un corps dont la masse augmente dans un champ gravitationnel, puisqu’elle a une influence simultanée et homogène sur tous les autres corps dans son champ. 

Pour le dire plus simplement, la preuve de travail n’agit pas uniquement sur les transactions à un instant présent, mais elle vient progressivement enterrer toutes les transactions passées, proportionnellement à l’accumulation de puissance de calcul déployée. Il est donc impertinent de calculer un coût électrique par transaction.

➤ Découvrir ce qu’est un « UTXO ».

Par ailleurs, il est important de comprendre la différence sur Bitcoin entre un paiement et une transaction. Une même transaction peut accueillir de nombreux paiements, comme elle peut n’en accueillir aucun. Une seule transaction on-chain peut également impliquer des milliers de paiements off-chain avec le Lightning Network par exemple. Il est impossible d’estimer le nombre de paiements réalisés en observant uniquement la blockchain. Il est donc absolument impertinent de comparer l’impact d’une transaction Bitcoin avec l’impact d’un paiement dans le système classique (Visa, Mastercard…).

Il est alors fallacieux de dire que la consommation énergétique de Bitcoin est proportionnelle au nombre de transactions effectuées. Ce type d’affirmation témoigne que la personne qui l’a faite ne comprend pas même les mécanismes primaires de Bitcoin.

➤ En savoir plus sur le fonctionnement d’une transaction Bitcoin.

Ensuite, il est techniquement impossible de réaliser un calcul exact de l’empreinte carbone de Bitcoin. L’estimation de la consommation électrique est déjà incroyablement nuancée et dynamique, comme en témoigne la complexité de 

 sur ce sujet. À partir des estimations de 

, certains font une nouvelle estimation sur l’empreinte carbone liée à cette consommation d’énergie. Il est impertinent d’utiliser ces chiffres puisqu’ils sont des estimations réalisées depuis d’autres estimations, pour lesquelles les méthodes de calcul sont critiquables sur de nombreux points.

Nous pouvons tout de même nous appuyer sur l’estimation du taux d’utilisation d’énergies renouvelables par les mineurs. Selon le 

, 59,4 % de l’électricité consommée par le minage au Q3 2022 provient de sources durables. Ce qui fait de l’industrie du mining une des plus avancées au monde dans sa transition écologique. Dans cette même étude du BMC, on apprend que le minage est de plus en plus efficient. En 2021, la moyenne de hachages produits par gigawatt était de 17,7 EH. En 2022, l’efficience observée est passée à 21,7 EH par gigawatt consommé (EH = ExaHash = 10^18 hachages = 1 milliard de milliards de hachages).

Cela signifie que le minage de Bitcoin utilise de plus en plus d’énergie verte, et que c’est une des industries les plus admirables dans ce domaine. On apprend également que d’années en années, chaque unité d’électricité consommée permet de produire bien plus de puissance de calcul.

Bitcoin : l’ultime utilisation des énergies fatales

Évidemment, les chiffres du BMC évoqués précédemment peuvent être biaisés, car ils proviennent des acteurs du minage eux-mêmes. Mais ce qui est sûr, c’est que le fonctionnement de la preuve de travail incite naturellement les mineurs de bitcoins à utiliser des énergies vertes. 

Par définition, les revenus du mineur sont difficilement maîtrisables. Ils proviennent majoritairement des récompenses coinbase et des frais de transactions. Surtout, ils varient en fonction de nombreux facteurs non prévisibles. En tant qu’acteur rationnel au sein d’un marché concurrentiel, le mineur doit pourtant optimiser sa rentabilité, sinon il risque la faillite. Puisqu’il ne peut pas agir sur les revenus, il va spontanément chercher à réduire ses charges. Le plus gros poste de charge pour le mineur est assurément le coût de l’électricité. Pour rester en vie, le mineur doit donc chercher des sources d’énergie peu chères. 

Par rapport à d’autres acteurs industriels, il a la chance de pouvoir déplacer son site de production à peu près n’importe où. Un mineur doit simplement disposer d’une source d’électricité et d’une connexion internet. Aujourd'hui, avec les solutions d’accès au réseau par satellite, le mineur n’a quasiment plus aucune contrainte géographique.

Par ailleurs, il y a de plus en plus de sites de production d’ENR (énergies renouvelables) à travers le monde. Toutes ces infrastructures hydroélectriques, éoliennes ou encore solaires ont pour spécificités de ne pas être pilotables et d’être intermittentes. C'est-à-dire que, contrairement aux transformations fossiles, leur production d’électricité ne peut pas s’adapter aux variations de la demande. Ces sites se retrouvent ainsi avec des excédents de production que personne ne veut. Or, l’électricité est difficilement stockable, notamment sur les gros volumes. Elle subit également de fortes pertes lors de longs déplacements. Tous ces excédents électriques, liés aux modes de production durables, sont donc souvent gaspillés. C’est ce que l’on appelle des énergies « fatales », à savoir des énergies que l’on considère perdues si l'on ne les utilise pas au moment où elles sont disponibles.

On a alors d’un côté des industriels sans contrainte géographique qui ont un besoin vital d’énergie peu chère. Et de l’autre, on a des producteurs d’ENR qui disposent de beaucoup d’excédents électriques non valorisables. Bingo ! Ces deux activités sont parfaitement complémentaires. 

C’est pour cela que le taux de mineurs utilisant des sources durables est beaucoup plus élevé que dans n’importe quelle autre industrie. Les mineurs sont naturellement incités à aller chercher cette électricité verte. Ceux qui le font optimisent leur rentabilité et peuvent gagner des parts de marché. Les autres, encore branchés sur des énergies fossiles, vont progressivement faire faillite, grâce à un processus naturel du marché.

Les bénéfices écologiques du minage de Bitcoin

Dans la partie précédente, nous avons vu pourquoi les mineurs sont naturellement incités à chercher des sources d’électricité verte. Ce principe fonctionne également dans l’autre sens. Les producteurs d’ENR sont spontanément incités à prendre part au mécanisme de la Proof-of-Work. Cela leur permet de rentabiliser tous ces excédents auparavant perdus. Le minage de Bitcoin permet donc d’inciter à la construction de nouveaux sites d’ENR. Il leur donne même un avantage concurrentiel face aux producteurs d’énergies fossiles. 

Finalement, le mining est le maillon de la chaîne de valeur de l’électricité qu’il nous manquait. Non seulement ce n'est pas une catastrophe environnementale, mais il pourrait bien être le moteur de la transition écologique mondiale. Il permet pour la première fois d’aligner les intérêts économiques sur les objectifs de production durable, et ce, de façon spontanée, sans aucune intervention étatique.

Dans une chaîne de valeur électrique non pilotable et sans minage, la différence entre l’offre et la demande est subie soit par le client, soit par le producteur. Lorsque l’offre est plus haute que la demande, le producteur gaspille l’électricité produite et perd de l’argent. À l’inverse, lorsque c’est la demande qui est plus élevée, la population subit des délestages électriques. Le minage permet d'annihiler ce risque de différence entre l’offre et la demande. Avec une chaîne de valeur l’incluant, quand l’offre est plus haute que la demande, les mineurs valorisent l’excédent de production. Le parc peut ainsi maintenir un niveau de production élevé, sans pour autant rogner sur sa rentabilité économique. Quand la demande de la population augmente, le producteur peut débrancher les mineurs afin de pouvoir assurer la distribution nécessaire. Le producteur préfèrera naturellement fournir l’électricité en priorité à la population puisqu’elle est en capacité de payer un prix plus élevé que le mineur. 

Bitcoin n’est pas une catastrophe écologique

Portefeuille chaud ou hardware wallet ? Découvrez les différentes solutions de portefeuilles pour stocker et utiliser vos clés Bitcoin.

, nous avons vu que la réelle utilisation de Bitcoin ne peut se faire que lorsque l’utilisateur gère lui-même le stockage de ses propres clés. Il existe ainsi différents outils qui vous permettent de créer des clés, de les conserver et de les utiliser pour signer une transaction. Ce sont les portefeuilles Bitcoin.

Dans cet article, nous étudions les différentes solutions qui existent pour stocker ses clés. Nous allons voir quelles sont les caractéristiques de ces supports de portefeuilles, à qui ils sont destinés, et quels sont les risques associés. Nous parlons également des différentes structures de portefeuilles, et des options de dérivations de clés.

Les supports de portefeuilles logiciels (hot wallets) 

La première catégorie de portefeuilles est constituée de ceux que l’on appelle communément les « hot wallets » ou les portefeuilles logiciels. Concrètement, ce sont des logiciels spécialisés que vous pouvez installer sur un appareil électronique polyvalent. Ce sont soit des applications pour mobile, soit des logiciels pour ordinateur.

Lorsque vous utilisez un portefeuille logiciel, vos clés privées sont stockées directement sur l’appareil en question. Il existe donc un risque de piratage si la machine utilisée est compromise. En effet, au plus un appareil est polyvalent, au plus il dispose d’une grande surface d’attaque, et ainsi potentiellement de nombreux vecteurs d’attaques. Toutefois, il existe de nombreuses manières d’améliorer la sécurité d’un portefeuille logiciel. Par exemple, une des plus pertinentes est l’utilisation d’une passphrase.

Ce type de portefeuille n’est donc pas le plus sécurisé, mais il dispose tout de même de certains avantages :

Il existe ainsi principalement deux situations dans lesquelles l’utilisation d’un hot wallet est pertinente. Tout d'abord, si vous avez besoin d’un portefeuille nomade accessible rapidement, alors vous pouvez conserver une petite partie de votre épargne sur ce type de wallet. Ensuite, si votre épargne en bitcoins est trop faible pour justifier l’achat d’un hardware wallet, dans ce cas le portefeuille logiciel est un bon compromis pour vous.

Par exemple, si vous êtes novice et que vous disposez d’une petite épargne en bitcoins équivalente à 100 €, l’achat d’un hardware wallet, qui coûte généralement au minimum 70 €, n’est pas pertinent. L’utilisation d’un portefeuille chaud sera plus adapté pour vous.

Voici quelques exemples de portefeuilles logiciels gratuits et open-source :

Les supports de portefeuilles matériels (cold wallets) 

Les portefeuilles matériels, parfois appelés « cold wallets », « périphériques de signature » ou encore  « hardware wallets », sont encore une fois des logiciels. En revanche, contrairement aux hot wallets, ils sont installés sur une machine dédiée, non connectée à internet et souvent spécialisée.

Ces portefeuilles se présentent sous différentes formes en fonction de la marque choisie. Certains ressemblent à une clé USB, d’autres à une petite calculatrice et certains ressemblent même à des smartphones.

Lorsque vous utilisez un portefeuille matériel, vos clés privées donnant accès à vos bitcoins sont conservées sur celui-ci. Puisque c’est un périphérique dédié uniquement à cet usage et non connecté à internet, il dispose d’une surface d’attaque extrêmement faible. Comme la surface d’attaque est plus faible, il existe moins de vecteurs d’attaques potentiels, et donc vos bitcoins sont plus sécurisés.

Cette catégorie de supports de portefeuilles Bitcoin a donc pour avantage d’être plus sécurisée, mais elle dispose tout de même de certains inconvénients :

Le hardware wallet est alors à privilégier pour sécuriser de grosses sommes de bitcoins. Il est particulièrement intéressant pour stocker votre épargne long terme.

Voici quelques exemples de hardware wallets :

Les autres types de supports de portefeuilles

Puisque la propriété des bitcoins se concrétise simplement par la connaissance de clés cryptographiques, il existe de nombreuses autres options pour les stocker. 

Par exemple, certains utilisent ce que l’on appelle un « portefeuille papier ». Ils vont simplement noter leur clé privée sur un papier afin de conserver leurs bitcoins. Cette technique archaïque est évidemment très risquée puisque le papier en question constitue un SPOF (Single Point Of Failure = point de défaillance unique). S'il se dégrade ou s’il se fait voler, l’utilisateur perd ses bitcoins.

L’avantage de ce type de portefeuille est que la clé est conservée en dehors de tout système informatique. Sa surface d’attaque est donc réduite à des attaques physiques. Ses inconvénients sont les suivants :

Il est également possible de seulement mémoriser les informations qui permettent d’accéder aux clés. C’est ce que l’on appelle des « brain wallets ». Bien sûr, je vous déconseille fortement de réaliser ce type de pratique. Par défaut, lorsque l’on sécurise des bitcoins, on ne devrait pas faire confiance à sa propre mémoire. De plus, la mise en place de ce type de portefeuille nécessite souvent l’utilisation d’informations peu aléatoires, afin d’être sûr de s’en souvenir, et cela vient augmenter le risque d’attaque par brute force.

Par ailleurs, parmi les portefeuilles chauds, il existe d’autres sous-catégories de portefeuilles. Par exemple, il existe des portefeuilles sous forme d’extensions de navigateur. De manière générale, je déconseille ces types de portefeuilles, car ils ne sont pas d’une grande utilité, et ils augmentent excessivement la surface d’attaque.

Les différentes catégories de portefeuilles Bitcoin

En réalité, les comparatifs dans cet article évoquent les différents types de supports de portefeuilles. C’est-à-dire que l’on étudie ci-dessus les grandes catégories de machines et de logiciels permettant d’héberger un portefeuille Bitcoin. Toutefois, le portefeuille en lui-même, indépendamment de son support, peut prendre différentes formes. Il en existe plusieurs, qui se différencient dans leur gestion des paires de clés cryptographiques.

l’article introduisant les concepts de la conservation autonome

, les UTXO (morceaux de bitcoins) sont bloqués par des conditions de dépense. Ces conditions sont librement fixées par l’utilisateur. Il est donc possible de gérer ses paires de clés d’une façon non-standard. Néanmoins, la plupart des utilisateurs préfèrent choisir des catégories bien définies.

La plus connue regroupe les portefeuilles déterministes et hiérarchiques (« HD wallets » en anglais). Ces derniers dérivent les paires de clés de manière déterministe depuis une information unique à la base de celui-ci, et il existe une hiérarchie entre les clés. Cette information initiale sert de sauvegarde pour toutes les autres clés. Aujourd’hui, cette catégorie est celle qui est préférée par les utilisateurs. Par défaut, tout le monde utilise un portefeuille HD.

Il existe toutefois d’autres types de portefeuilles. Parmi les plus anciens, on peut citer les portefeuilles de type JBOK (« Just a Bunch Of Keys » en anglais) qui sont simplement un agglomérat de clés aléatoires, indépendantes les unes des autres. Il existe également des variantes de portefeuilles déterministes, mais non hiérarchiques.

De façon générale, le portefeuille HD est tout de même la catégorie conseillée à l’utilisateur. Il propose un bon compromis entre praticité et sécurité, autant pour un utilisateur débutant que pour un utilisateur avisé.

Les deux principales catégories de supports de portefeuilles Bitcoin sont les portefeuilles logiciels, aussi appelés « portefeuilles chauds », et les portefeuilles matériels, aussi nommés « portefeuilles froids ». Chacun dispose de ses avantages et de ses inconvénients. Un même utilisateur dispose souvent d’un portefeuille froid pour sécuriser son épargne long terme, et d’un portefeuille chaud pour ses transactions au quotidien.

Si vous commencez tout juste votre apprentissage sur Bitcoin, et que vous disposez de peu de fonds, il peut être intéressant de commencer doucement par un simple portefeuille logiciel. Vous pourrez vous faire la main, comprendre les fonctionnements primordiaux du portefeuille Bitcoin et tester la récupération. Vous serez plus serein avec la self-custody et vous pourrez par la suite passer sur un portefeuille matériel plus sécurisé.

Pour ce qui est du wallet en lui-même, il est généralement conseillé d’utiliser un portefeuille déterministe et hiérarchique. Ce type de portefeuille spécifie que les clés bloquant les bitcoins de l'utilisateur sont toutes générées à partir d’une information unique et aléatoire.

En termes de sécurisation de clés cryptographiques, il existe toujours un compromis entre le traitement du risque de vol et le traitement du risque de perte. De manière générale, au plus on augmente la sécurisation de son portefeuille, au plus on augmente sa complexité, et donc le risque de perdre soi-même l’accès à ses clés. Ainsi, il est important de savoir placer le curseur entre sécurisation et simplicité, en considérant son environnement personnel et sa propre estimation des risques existants.

Enfin, il est crucial de comprendre que le risque zéro n’existe pas en sécurité informatique. Avec l’adoption de bonnes pratiques, on peut réduire le risque de se faire voler ses bitcoins, mais il est impossible de l’annihiler. Ainsi, il n’existe pas de sécurisation ultime permettant un risque nul.

Quels sont les différents types de portefeuilles Bitcoin ?

Qu’est-ce que la self-custody ? Découvrez les principes fondamentaux de la conservation autonome de bitcoins.

Bitcoin répond au besoin de disposer d’un système de paiement qui ne s’établit pas sur la confiance. Il apporte de la souveraineté à son utilisateur en lui donnant un moyen de transférer de l'argent sans l’intervention d’un tiers de confiance. Cette promesse implique forcément de conserver soi-même ses bitcoins. C’est ce que l’on appelle en anglais « self-custody ».

Dans cet article, je vous explique ce que sont concrètement les bitcoins et comment les stocker de façon sécurisée. On y aborde quelques concepts techniques nécessaires à la compréhension de la self-custody.

Les bitcoins n’existent pas physiquement. Ce sont simplement des unités de compte de monnaie électronique qui peuvent être échangées sur le système Bitcoin. Ainsi, les bitcoins restent toujours sur Bitcoin. Vous ne pouvez pas littéralement les stocker. En revanche, ce que vous pouvez stocker vous-même, ce sont les clés qui permettent d’y accéder.

Comme pour toute autre monnaie, les unités de compte doivent disposer d’un support. Sur Bitcoin, ce support s’appelle « UTXO ». En anglais, cela veut dire « Unspent Transaction Output », pouvant être traduit « sortie de transaction non dépensée ». Pour comprendre ce concept, faisons une analogie. Dans le système classique que vous connaissez, l’euro est l’unité de compte. Pour représenter cette unité physiquement, on l’appose sur un billet de banque. Le billet incarne l’unité, c’est son support. Sur Bitcoin, c'est pareil ! L’unité est le bitcoin (BTC), et le support de cette unité est l’UTXO. Les UTXO sont donc simplement des morceaux de bitcoins appartenant potentiellement à un utilisateur.

Sur le système Bitcoin, les UTXO sont bloqués par des conditions de dépense. Pour pouvoir dépenser les bitcoins qui vous appartiennent, vous allez devoir prouver au reste du réseau que vous en êtes bien le propriétaire légitime. Cette preuve s’incarne par la satisfaction de la condition de dépense apposée sur un UTXO donné. Lorsque vous recevez un morceau de bitcoin, vous apposez une condition définissant la manière dont il peut être dépensé à l'avenir. Quand vous souhaitez le dépenser, vous remplissez cette condition de dépense et le reste du réseau accepte la transaction.

Bien que cela ne soit pas la seule manière de bloquer des UTXO, on utilise généralement une paire de clés cryptographiques pour créer et satisfaire la condition de dépense. Un utilisateur qui désire dépenser certains de ses UTXO va alors devoir produire une preuve qu’il est bien en connaissance d’une certaine clé. La preuve permet de remplir la condition de dépense d’un UTXO, et donc de débloquer les bitcoins associés. C’est ainsi la connaissance de cette clé qui incarne la propriété des bitcoins. Par conséquent, lorsque l’on parle de « stocker des bitcoins », finalement, cela revient à stocker soi-même les clés qui donnent accès à des bitcoins.

➤ En savoir plus sur le fonctionnement du protocole Bitcoin.

Qu’est-ce que la conservation de bitcoins ? (self-custody) 

Comme pour les systèmes monétaires classiques, sur Bitcoin, il est important de bien différencier les services de stockage par un tiers et la conservation autonome. 

Les plateformes d’échange de cryptos proposent souvent de garder vos bitcoins à votre place. Lorsque vous choisissez cette option, les clés permettant de débloquer vos bitcoins sont stockées par l’entité. Dans ce cas, vous n’êtes pas réellement propriétaire de vos bitcoins. C’est la plateforme qui les possède à votre place. Elle représente cette créance en notant le montant qu’elle vous doit sur votre compte client. C’est un fonctionnement semblable à celui d’une banque classique.

À l’inverse, la self-custody est une approche qui consiste à stocker ses bitcoins de manière autonome, sans utiliser les services d’un tiers de confiance. En d'autres termes, la conservation en propre signifie que vous êtes le seul responsable de votre portefeuille Bitcoin et de la sécurité de vos fonds. Concrètement, la self-custody est le fait de conserver soi-même les clés donnant accès à ses bitcoins.

Lorsque vous conservez vos clés, vous prenez le contrôle total de vos fonds. Cela vous permet de gérer vos transactions de manière autonome et de prendre des décisions de gestion de vos fonds en toute indépendance. Vous pouvez ainsi jouir de tous les avantages liés à l’utilisation de Bitcoin : vos transactions sont incensurables pourvu que vous ayez accès à un nœud du réseau et vous pouvez mettre en place des stratégies pour préserver votre vie privée. Surtout, vous n’avez plus besoin de faire confiance à un tiers pour la bonne conservation de votre monnaie.

Bitcoin a été pensé pour que l’utilisateur gère lui-même ses propres clés. Une des principales motivations de Satoshi Nakamoto, telle qu'elle fut évoquée dans le White Paper de Bitcoin, était de se passer complètement du besoin de faire confiance à une institution financière. 

- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. 

Cela signifie que vous êtes libre de faire vos propres choix, mais que vous êtes également responsable de leurs conséquences. Si vous choisissez la conservation autonome, vous serez le seul responsable de vos bitcoins. Si vous perdez l’accès à vos clés, ou si vous vous les faites voler, vos bitcoins seront perdus à jamais. Aucune voie de recours n’est possible puisqu’il n’existe aucune entité derrière le système. Il est donc absolument essentiel de s'instruire sur le fonctionnement de Bitcoin afin de ne pas faire d’erreur dans son utilisation. Cela tombe bien, c’est tout l’objet du blog Comprendre Bitcoin ! 

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Qu’est-ce qu’un portefeuille ou wallet Bitcoin ?

Un portefeuille Bitcoin (ou « wallet » en anglais) est un logiciel informatique spécifique qui permet de stocker des clés cryptographiques, et de produire des signatures (preuves) permettant de débloquer les bitcoins de l’utilisateur.

Le terme de « portefeuille » a été très mal choisi. La plupart des débutants pensent qu’un portefeuille Bitcoin stocke directement des bitcoins, de la même manière qu’un portefeuille physique stocke des billets. Mais ce n’est pas le cas. Le portefeuille Bitcoin conserve uniquement les clés donnant accès aux bitcoins sur le système. Finalement, son fonctionnement ressemble plus à celui d’un porte-clés qu’à celui d’un portefeuille. Il vous permet de créer, d’organiser et de manipuler facilement des clés cryptographiques afin d’utiliser Bitcoin. Certains préfèrent l’appeler « signing device », qui peut être traduit en français par « matériel de signature », dans le but d'insister sur la fonction de production de signature numérique du portefeuille.

Le portefeuille Bitcoin peut prendre différentes formes. Il peut être un logiciel d’ordinateur, une application de smartphone ou encore une machine informatique complètement dédiée.

➤ En savoir plus sur les différents types de portefeuilles Bitcoin.

Quelle est la différence entre une clé privée et une clé publique ?

Les paires de clés cryptographiques, qui permettent la conservation et la dépense de bitcoins, sont constituées de deux éléments : une clé privée et une clé publique. La clé publique permet de générer des conditions de dépense sur un UTXO. La clé privée permet de produire une signature (preuve) afin de dépenser les bitcoins bloqués par la clé publique associée.

Concrètement, lorsque vous souhaitez recevoir des bitcoins, vous allez transmettre à votre payeur une de vos clés publiques. Ce dernier va faire une transaction et va envoyer des fonds vers votre clé publique. Il produit des conditions de dépense indiquant que la somme de bitcoins qui vous est envoyée ne peut être dépensée que si l’on produit une certaine signature numérique. Cette signature permettant de débloquer les bitcoins que vous venez de recevoir ne peut être produite qu’avec la clé privée associée à la clé publique utilisée. Puisque vous êtes la seule personne à avoir connaissance de cette clé privée, vous êtes la seule personne à pouvoir dépenser ces bitcoins. En conséquence, vous êtes bien le propriétaire de ces fonds. 

Une clé privée est simplement un nombre aléatoire, et une clé publique est un nombre unique dérivé depuis une clé privée. Cette paire est liée mathématiquement. On utilise un certain algorithme afin de déterminer une clé publique depuis une clé privée. Cet algorithme est irréversible. On peut facilement déduire une clé publique en connaissant sa clé privée, en revanche, il est impossible de calculer la clé privée en ayant connaissance uniquement de la clé publique associée. Ainsi, les clés publiques ne sont pas des informations sensibles pour sécuriser vos fonds. Vous pouvez librement les transmettre à des personnes qui souhaitent vous envoyer des bitcoins. 

En revanche, les clés privées associées sont des informations extrêmement sensibles puisqu’elles permettent à elles seules de dépenser vos bitcoins. Il ne faut sous aucun prétexte les transmettre à une autre personne, sous peine de voir disparaître vos fonds. 

Les bitcoins sont échangés sur des supports que l’on nomme « UTXO ». Un UTXO est l'équivalent d’un billet dans le système bancaire traditionnel. Les UTXO qui vous appartiennent sont bloqués par des conditions permettant leur dépense. Ces conditions de dépenses sont définies avec vos clés publiques. 

En revanche, pour satisfaire la condition et pouvoir dépenser vos UTXO, vous devez produire une signature à l’aide des clés privées correspondantes. En somme, la clé publique est utilisée pour créer un script (c’est-à-dire un ensemble d’instructions qui décrit la manière dont on peut accéder aux bitcoins) et la clé privée correspondante permet de satisfaire ce script. C’est donc la connaissance des clés privées associées qui incarne la propriété des bitcoins.

Il est de la responsabilité de l’utilisateur de soigner la sécurisation de ses clés privées. Elles donnent un accès direct et sans restriction à ses bitcoins. En cas de perte ou de vol de ces informations, il est impossible de récupérer les bitcoins associés. Ils sont perdus à jamais.

La conservation autonome de ses fonds représente la véritable utilisation du système de paiement Bitcoin. Si l’utilisateur souhaite profiter de ses nombreux avantages, notamment l’incensurabilité et l’insaisissabilité de ses bitcoins, il doit impérativement conserver et sécuriser lui-même ses clés. 

Introduction à la conservation d’actifs numériques : comment sécuriser soi-même ses clés Bitcoin ?

Découvrez le fonctionnement technique du minage de Bitcoin, de la preuve de travail (Proof-of-Work) et du Consensus de Nakamoto.

 en anglais) est un mécanisme utilisé dans Bitcoin, au sein du principe de Consensus de Nakamoto, afin que le système de paiement soit résistant aux attaques Sybil. Ce type d’attaque se caractérise par la création de multiples fausses identités afin de corrompre le réseau pair-à-pair.

Le Consensus de Nakamoto est le principe qui permet aux utilisateurs de Bitcoin de s’entendre sur une version unique de la blockchain dans le but de parvenir à un accord sur la question : « qui possède quoi ? ». On l’appelle « consensus par preuve de travail » puisqu’il spécifie que les nœuds s'entendent sur la blockchain disposant de la plus grande quantité de travail accumulé. Cette preuve de travail est réalisée par des ordinateurs que l’on appelle les « mineurs », en référence au processus d’extraction de l’or. Le minage de bitcoins (

) est ainsi l’action de s’adonner à la preuve de travail.

Cet article sur la preuve de travail est la suite logique de l’article de la semaine passée sur le fonctionnement général de Bitcoin. Je vous conseille également de le lire en cliquant sur le lien ci-dessous.

➤ En savoir plus sur le fonctionnement de Bitcoin.

Comment fonctionne la preuve de travail ? (Proof-of-Work)

La preuve de travail, c’est simplement la recherche d’une valeur qui, une fois passée dans une fonction mathématique aléatoire, donne un résultat inférieur à un nombre cible. 

Concrètement, les mineurs rassemblent les transactions en attente dans un bloc, en respectant la limite maximale de poids, et y incrémentent des valeurs modifiables.

Ils vont passer l’entête de ce bloc candidat dans une fonction aléatoire et irréversible. L’objectif est de trouver une empreinte (résultat de la fonction) inférieure à la cible. Si leur bloc ne remplit pas la condition, ils peuvent changer les valeurs modifiables (

) et réessayer de passer leur nouvel entête dans la fonction. Ils auront alors un résultat complètement différent du premier. Le mineur continue ce processus de modification des nonces et de comparaison du résultat obtenu avec la cible jusqu’à qu’un bloc valide soit trouvé.

Puisque la fonction SHA256 ne peut pas être inversée, les mineurs ne peuvent qu'essayer une à une toutes les possibilités. C’est un calcul par tâtonnement. Le premier mineur qui trouve un bloc remplissant cette condition remporte le droit de l’inscrire sur la blockchain de tous les utilisateurs, et empoche la récompense pécuniaire associée. Cette rémunération des mineurs est composée de deux parties distinctes : 

➤ En savoir plus sur la récompense coinbase, les halvings et l’émission monétaire dégressive.

La validation d’un bloc implique également une première confirmation de paiement pour toutes les transactions inclues dans celui-ci.

Les utilisateurs du réseau Bitcoin, représentés par leurs nœuds, peuvent ainsi tous s'entendre sur une version du registre des comptes en ajoutant à leur base de données les blocs valides créés par les mineurs. Chaque nœud garde en mémoire un état de la blockchain et enregistre les nouveaux blocs créés après les avoir individuellement vérifiés. La blockchain faisant foi est celle disposant de 

la plus grande quantité de travail accumulé

. Ce principe d’accord entre tous les utilisateurs est ce que l’on nomme : « Consensus de Nakamoto par preuve de travail ».

L’ajustement de la difficulté du minage

L'algorithme de consensus inclut un ajustement de la valeur cible afin de maintenir une vitesse stable de la création des blocs à 10 minutes. Lorsque les blocs sont trouvés trop rapidement par rapport à l’objectif, la difficulté de minage augmente, et inversement. Ce large intervalle entre les blocs permet de laisser le temps à tous les nœuds de bien se synchroniser sur le même état de la chaîne de blocs. 

Concrètement, tous les 2016 blocs (environ toutes les deux semaines), les nœuds vont calculer une nouvelle cible pour la preuve de travail afin d’ajuster la difficulté du minage. 

Pour rappel, les mineurs doivent trouver un bloc qui, une fois passé dans une fonction aléatoire, donnera un nombre inférieur à la cible. Si durant la dernière période de 2016 blocs, ils furent trouvés en moyenne plus rapidement que 10 minutes chacun, cela veut dire qu’il y a eu une augmentation de la puissance de calcul déployée sur le réseau. Les nœuds vont donc augmenter la difficulté du minage en ajustant la cible à la baisse afin d’augmenter le temps nécessaire pour trouver un bloc valide. L’objectif est que cette valeur se rapproche en moyenne de 10 minutes. À l’inverse, si durant la dernière période de 2016 blocs, ils furent validés en moyenne plus lentement que 10 minutes chacun, cela veut dire qu’il y a eu une baisse de la puissance de calcul déployée par les mineurs. Les nœuds vont alors abaisser la difficulté en ajustant la cible à la hausse.

Pour calculer la nouvelle cible, tous les 2016 blocs, les nœuds vont effectuer le calcul suivant :

- Nouvelle cible = Ancienne cible * ( temps total des 2016 derniers blocs en secondes / 1 209 600 secondes)

Ce nombre cible est ainsi un outil d'ajustement. En le modifiant, on change en termes de probabilité le temps nécessaire pour trouver une empreinte remplissant la condition. Grâce à cela, la production des blocs sur Bitcoin tend naturellement vers une fréquence stable avec des intervalles de 10 minutes, quel que soit le nombre d’ordinateurs qui minent.

Cet intervalle de 10 minutes a été choisi arbitrairement par Satoshi Nakamoto lors de la création de Bitcoin. Le temps cible entre chaque bloc représente un compromis entre la sécurisation du réseau et l’efficacité du système de paiement. Un temps plus court permet d’obtenir des confirmations plus rapides pour les utilisateurs, alors qu’un temps plus long permet d’éviter les séparations de chaîne. Ces « splits », en anglais, causent un gaspillage de la puissance de calcul sur des blocs orphelins, et donc viennent réduire la sécurité globale du système. Un temps cible de 10 minutes est un bon compromis entre efficacité et sécurité. C’est pourquoi cet intervalle n’est pas une « faiblesse » de Bitcoin, mais bien une fonctionnalité essentielle.

À quoi sert la preuve de travail sur Bitcoin ?

La preuve de travail permet de protéger le réseau Bitcoin face aux attaques Sybil. En effet, ce mécanisme permet d’empêcher à un acteur malveillant de prendre le contrôle du réseau de paiement en multipliant les identités. Au lieu de s'établir sur un système de vote par ordinateur, Bitcoin s'établit sur un système de vote par puissance de calcul. Puisque ce calcul requiert une dépense énergétique, on dispose alors d’une manière tangible, universelle et externe au réseau de choisir de qui dispose du droit d’inscrire un bloc au registre distribué.

Un attaquant souhaitant modifier l’état de propriété des bitcoins devra forcément diffuser sa propre version de la chaîne. Pour que cet état malveillant soit accepté, il faut que celui-ci respecte le protocole Bitcoin et notamment le chaînage des blocs entre eux. Il devra également disposer de plus de quantités de travail accumulé que la chaîne honnête. Cela veut dire que l’attaquant doit refaire tout le travail de calcul postérieur au bloc qui a subi sa modification frauduleuse. S’il ne dispose pas de plus de puissance de calcul que tous les autres mineurs honnêtes, il ne parviendra jamais à faire accepter sa version de la chaîne aux nœuds honnêtes, et échouera dans sa tentative d’attaque.

Grâce à l’utilisation de la preuve de travail, les mineurs sont naturellement incités à rester honnêtes. En effet, une attaque nécessiterait de déployer une puissance de calcul phénoménale et de la maintenir dans le temps. Cela veut dire qu’une attaque consommerait énormément d’électricité, et serait donc particulièrement couteuse, sans pour autant avoir un résultat garanti. Il est alors bien plus intéressant d’utiliser ses machines pour miner honnêtement et recevoir les récompenses données pour avoir trouvé un bloc valide.

Au-delà de ce travail de protection face aux attaques Sybil, la Proof-of-Work tient aussi un rôle essentiel pour la résistance à la censure du système de paiement. En effet, avec le Consensus de Nakamoto, elle permet d’attribuer ponctuellement le droit d’inscrire un bloc dans le registre en choisissant un mineur de façon aléatoire, proportionnellement à la puissance de calcul déployée. Toutes les 10 minutes, ce mécanisme donnera le droit à un nouveau mineur de pousser son bloc, avec toutes les transactions qu’il contient. Grâce à cela, les utilisateurs de Bitcoin bénéficient de l’incensurabilité au niveau de la confirmation de leurs transactions. Si un mineur censure un utilisateur et refuse d’inclure ses transactions dans son bloc pour une raison extérieure aux règles du protocole, ce n’est pas grave. D’autres mineurs qui ne censurent pas ce même utilisateur l’incluront. Elle sera confirmée dès qu’ils fourniront un bloc remplissant la condition de preuve de travail.

Par ailleurs, l’utilisateur censuré peut augmenter ses frais de transaction afin d’inciter d’autres mineurs à l’inclure dans un bloc. Cela créera une pression financière sur les mineurs censeurs, et favorisera naturellement les mineurs loyaux par un processus naturel de marché.

Le Consensus de Nakamoto par preuve de travail est le principe utilisé pour établir un accord sur une version unique du registre distribué entre les différents nœuds du réseau. Il est établi sur le mécanisme de la preuve de travail, qui est simplement un système de résistance aux attaques Sybil.

La preuve de travail est la recherche d’une valeur qui, une fois passée dans une fonction aléatoire, donne un résultat inférieur à une cible déterminée. Ce travail de recherche est effectué par des acteurs, utilisant des ordinateurs spécialisés, que l’on nomme « les mineurs ».

La cible de la preuve de travail est ajustée tous les 2016 blocs par les nœuds. C’est ce que l’on appelle « l’ajustement de la difficulté ». On abaisse le nombre cible pour augmenter la difficulté de minage, ou on l’augmente pour baisser la difficulté, en fonction de l’évolution de la puissance de calcul déployée par les mineurs durant la période précédente.

Attention à ne pas confondre la preuve d’enjeu (PoS) avec la preuve de travail (PoW). Ces deux mécanismes sont très différents. Contrairement à la preuve de travail, le processus de décision majoritaire de la preuve d’enjeu n’est établi sur aucun élément tangible externe au réseau et cela apporte de nombreux problèmes aux systèmes de paiement l’utilisant. Cette comparaison PoW / PoS fera l’objet d’un prochain article détaillé.

➤ En savoir plus sur les différences entre Bitcoin et les autres cryptomonnaies.

Qu’est-ce que la preuve de travail sur Bitcoin ? (Proof-of-Work)

Clés cryptographiques, signatures numériques, transactions, blockchain… Découvrez les rouages techniques de Bitcoin.

Bitcoin est le premier système monétaire fonctionnant sans l’intervention d’une autorité centrale. Il repose sur plusieurs concepts assurant son bon fonctionnement. Entre autres, il s'établit sur un serveur d’horodatage distribué afin de générer la preuve de la chronologie des transactions. Cet outil permet de résoudre un des problèmes les plus importants pour implémenter un système de paiement sans autorité centrale : la double dépense.

Dans cet article, on étudie certains des aspects techniques à la base du protocole Bitcoin : les signatures numériques, le serveur d’horodatage distribué et la transaction.

Contrairement au système bancaire traditionnel qui associe la monnaie à une identité, la propriété d’une pièce sur Bitcoin est assurée par l’utilisation de la cryptographie asymétrique. Chaque morceau de bitcoin est associé sur le réseau à une paire de clés cryptographiques. 

On définit ainsi deux notions : la clé publique et la clé privée. La clé publique permet à l’utilisateur de recevoir des bitcoins, notamment par le biais d’une adresse, en produisant une condition de dépense sur une pièce. Pour dépenser ces fonds, le propriétaire légitime devra produire une signature à l’aide de la clé privée associée. 

Le problème de ce système réside dans le fait que les personnes recevant des bitcoins n’ont aucun moyen de vérifier que ces unités n’ont pas été dépensées deux fois : c’est ce que l’on appelle la double dépense. Un réseau de paiement permettant cela ne peut évidemment pas fonctionner. Nous avons besoin d’un moyen pour que le bénéficiaire d’un paiement en bitcoins puisse vérifier que les pièces reçues n’ont pas déjà été dépensées lors d’une précédente transaction vers un autre bénéficiaire.

Le réseau Bitcoin utilise ainsi un serveur d’horodatage afin de pouvoir marquer les transactions dans le temps.

Le serveur d'horodatage distribué (blockchain)

Pour éviter la double dépense, sur Bitcoin, on définit que la transaction la plus vieille est celle qui compte. Par exemple, imaginons qu’Alice possède 2 bitcoins, et les envoie à Bob à 15:00. Cette transaction sera validée par le réseau. Si Alice essaie d’envoyer ces 2 mêmes bitcoins à Charles à 16:00, cette transaction sera refusée puisque Alice les a déjà dépensés par le passé.

Pour que Bob puisse s’assurer qu'Alice n’a pas déjà dépensé ces bitcoins, il doit avoir accès à un registre recensant toutes les transactions déjà validées. Sur Bitcoin, ce registre est un serveur d’horodatage. 

Nous pourrions ainsi définir un acteur central, qui gèrerait ce registre, et qui déterminerait quelles transactions sont arrivées en premières. Mais sur Bitcoin, afin de réduire le besoin de confiance, nous souhaitons avoir un réseau de paiement qui ne repose sur aucune autorité centrale. Ce serveur d’horodatage doit donc être distribué à chaque utilisateur. Pour éviter la double dépense, il faut que tout le monde soit au courant de tout l’historique des transactions. Ainsi, lorsque Bob reçoit une transaction de la part d’Alice, il est capable lui-même de vérifier que les bitcoins engagés ne l’ont pas déjà été dans une autre transaction par le passé.

Le format du serveur d’horodatage choisi pour Bitcoin est une chaîne de blocs. Bien que ce terme soit souvent mal compris, c’est ce que vous connaissez sous le nom de « Blockchain ».

Son principe est simple : chaque transaction est enregistrée dans un bloc horodaté. Un bloc est simplement un agglomérat de transactions. Ils sont créés en moyenne toutes les 10 minutes et chacun inclut l’empreinte du bloc le précédant. Ils forment ainsi une chaîne.

Avec tous ces rouages, nous commençons à deviner un réseau de paiement efficace. Mais il nous reste encore quelques problèmes à résoudre ! Comment s’assurer que les utilisateurs s’entendent sur une unique blockchain commune ? Et comment choisir qui inscrit les nouveaux blocs, et ainsi les nouvelles transactions, dans ce registre distribué ?

C’est ici qu’intervient la pierre angulaire du système Bitcoin : le Consensus de Nakamoto par preuve de travail (

En savoir plus sur la preuve de travail (Proof-of-Work)

Comment fonctionne une transaction Bitcoin ?

Tout d’abord, l’utilisateur qui souhaite envoyer un paiement va construire une transaction. Dans celle-ci, il va indiquer quels sont les bitcoins à dépenser et où il faut les envoyer. La transaction Bitcoin est alors constituée d’entrées et de sorties (en anglais les « inputs » et les « outputs »). Les entrées représentent les bitcoins utilisés pour payer. On dit que les entrées sont « consommées » par la transaction. Les sorties représentent les destinations du paiement. On dit que les sorties sont « créées » en contrepartie des entrées qui sont « consommées ».

Pour que la transaction soit valide, le montant total des sorties doit être inférieur ou égal au montant total des entrées. Les frais de transaction, qui reviennent aux mineurs, représentent la différence entre le total des entrées et le total des sorties.

Une fois ces informations regroupées, l’émetteur de la transaction va la signer avec la clé privée associée aux bitcoins utilisés pour le paiement en entrée. La signature permet de prouver que l’utilisateur qui veut dépenser est bien le propriétaire légitime de la clé privée, et donc des bitcoins engagés, sans pour autant révéler la clé. Si les bitcoins en inputs sont associés à des paires de clés différentes, il faut produire une signature par paire de clés.

L’émetteur diffuse ensuite sa transaction signée au réseau Bitcoin, c'est-à-dire aux nœuds. Les nœuds vérifient individuellement que la transaction et les signatures reçues sont bien valides. Si c’est le cas, chaque nœud diffuse cette transaction à d’autres nœuds qui vont également la vérifier puis la rediffuser. Ce processus continue jusqu’à que tous les nœuds du réseau soient informés de l’existence de cette transaction.

La transaction de l’émetteur est maintenant dans la « mempool » (

). Autrement dit, elle est dans la mémoire des nœuds, en attendant qu’un mineur l’inclue dans un bloc valide, ce qui représentera sa première confirmation. 

Le système monétaire Bitcoin s’établit sur de nombreux mécanismes. Chacun de ces rouages ne constitue pas une réelle technologie à lui seul, pourtant, ils sont tous indispensables au bon fonctionnement de Bitcoin. 

La propriété des bitcoins est assurée par l’utilisation de signatures électroniques. Les clés publiques permettent de recevoir des bitcoins en créant des conditions de dépense, et les clés privées associées permettent de les débloquer.

Pour éviter la double dépense sur ce réseau pair-à-pair, on utilise un serveur d’horodatage, également parfois nommé « Blockchain ». 

Une transaction Bitcoin est constituée d’entrées (

). Les entrées sont consommées pour pouvoir créer les sorties.

Comment fonctionne Bitcoin ?

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Bitstack vous permet d’épargner en bitcoin de manière responsable. Mais pourquoi en bitcoin ? Est-ce une bonne idée de se constituer un patrimoine dans cette cryptomonnaie ?

Au fil des années, le bitcoin s’est imposé comme un actif incontournable dans un portefeuille d’investissement. Il présente principalement trois avantages qui justifient son utilisation comme épargne, et que nous allons étudier dans cet article : 

Une des caractéristiques de Bitcoin est que le régime d’émission de sa monnaie, le bitcoin, est prévisible et désinflationniste. Autrement dit, l’émission monétaire sur Bitcoin est dégressive. Il y a de moins en moins de bitcoins créés au fil du temps. Le consensus garantit que la limite à cette émission soit fixée à 21 millions d’unités au total. 

Preuve de travail

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