Le futur des cryptomonnaies : Le Bitcoin et au-delà



La a provoqué de nombreuses migraines chez les forces de l’ordre. Mais désormais, les entreprises et les scientifiques veulent créer une meilleure version.

Personne n’a remarqué le lancement du en 2009 à part quelques programmeurs qui suivaient des groupes de discussion sur le chiffrement. Et l’origine du est plutôt opaque. Il aurait été conçu par une personne du nom de Satoshi Nakamoto. Et son objectif était chimérique. Il voulait créer une cryptomonnaie qui utilise des algorithmes de chiffrement pour sécuriser les transactions. Les identités des utilisateurs étaient protégées par des pseudonymes. Les enregistrements étaient décentralisés et personne n’était responsable du réseau que ce soit les banques, les gouvernements ou même Nakamoto.

Et l’idée s’est frayé son chemin dans notre économie. Actuellement, il y a 14,6 millions de Bitcoins en circulation. Appelés bitcoins avec un b minuscule, ils représentent une valeur de 3,4 milliards de dollars. Une partie de la popularité du Bitcoin est attribuée aux criminels qui ont exploité son anonymat. Mais le système suscite aussi l’intérêt des instituts financiers tels que JP Morgan Chase qui pourrait utiliser la technologie du Bitcoin pour améliorer le traitement interne de leur paiement et réduire le cout des transferts internationaux. Et le Bitcoin a inspiré près de 700 cryptomonnaies. Et le 15 septembre 2015, le Bitcoin est entré officiellement dans la science avec le lancement du Ledger qui est la première revue académique dédiée à la recherche sur la cryptomonnaie.

Les scientifiques et les entrepreneurs sont fascinés par le coeur du Bitcoin. Connu comme le Block Chain, il sert de registre officiel en ligne de chaque transaction en Bitcoin depuis l’émission de la première unité. Il possède aussi une structure de données qui permet à ces enregistrements d’être mis à jour avec le minimum de risques de piratage ou de corruption. Cela permet de créer de la confiance chez des utilisateurs qui ne se font pas confiance entre eux.

Et de nombreux utilisateurs exploitent l’architecture du Block Chain dans d’autres applications incluant les contrats auto-certifiés et des systèmes sécurisés pour le vote en ligne et le financement participatif. C’est notamment l’objectif d’Ethereum, un système basé sur le Block Chain qui a été lancé en juillet 2015 par la fondation à but non lucratif Ethereum. Et c’est également l’objectif de l’Initiative for CryptoCurrencies and Contracts (IC3), un consortium académique qui a été lancé en juillet et qui est dirigé par l’université de Cornell à Ithaca/New York.

Nicolas Courtois, un spécialiste en chiffrement de l’University College London, a déclaré que le Block Chain du Bitcoin pourrait être l’invention la plus importante du 21e siècle… si le Bitcoin ne se faisait pas un malin plaisir de se tirer constamment une balle dans le pied. Et on a plusieurs inconvénients sur l’implémentation du Block Chain. On dénombre plus de 40 vols et de saisies de Bitcoins et certaines pertes dépassent le million de dollars.

Les firmes de chiffrement et les chercheurs attaquent le problème avec des outils tels que la théorie des jeux ou des méthodes avancées de chiffrement. Les cryptomonnaies ne ressemblent pas aux autres systèmes, car même un bug mathématique mineur peut avoir des conséquences catastrophiques selon Ari Juels, co-directeur de l’IC3. Et je pense que pour corriger cette faiblesse, on devra puiser dans la recherche académique qui possède l’expertise nécessaire.

DigiCash, l’ancêtre du Bitcoin

L’intérêt académique pour les cryptomonnaies et leurs prédécesseurs date de 2 décennies et la plupart des progrès ont été réalisés par le spécialiste en chiffrement David Chaum. Pendant qu’il travaillait à la National Research Institute for Mathematics and Computer Science à Amsterdam, Chaum voulait proposer de la vie privée et de la sécurité aux acheteurs. Et en 1990, il a fondé l’une des premières monnaies virtuelles appelées DigiCash. Digicash proposait un anonymat aux utilisateurs via des protocoles de chiffrement qu’il avait inventé.

DigiCash a fait faillite en 1998 à cause de l’organisation centralisée des banques traditionnelles. Et DigiCash n’a jamais pu s’intégrer avec l’industrie financière et ses régulations. Mais la philosophie de DigiCash est réapparue 10 ans plus tard dans la conception du Bitcoin de Nakamoto. Ce design intégrait la collaboration participative et le réseau pair-à-pair. Ces deux concepts, en apparence anodins, permettent de créer un réseau totalement décentralisé. Tout le monde peut participer, car il faut juste se connecter à internet et lancer le logiciel du Bitcoin. Les ordinateurs des utilisateurs forment un réseau dans lequel chaque machine héberge une copie, constamment mise à jour, du Block Chain.

Le plus grand défi de Nakamoto, avec son système ouvert, est que personne ne devait réécrire le registre pour dépenser les mêmes Bitcoins 2 fois ce qui pouvait provoquer un vol des Bitcoins. Sa solution a été de transformer l’ajout de nouvelles transactions au registre dans une sorte de jeu, une activité qu’on connait comme le minage du Bitcoin.

Le minage du Bitcoin

Le minage commence avec des transactions Bitcoins entrantes qui sont constamment diffusées sur chaque machine sur le réseau. Elles sont collectées par des mineurs, un groupe ou des individus qui choisissent de participer afin d’intégrer les transactions dans un nouveau bloc. Le vainqueur est le premier qui diffuse une preuve d’expérience (Proof of work). C’est une solution d’un puzzle mathématique qui implique des données chiffrées du précédent bloc avec de nombreuses tentatives et erreurs informatiques. Le bloc vainqueur est diffusé sur le réseau Bitcoin et il est ajouté au Block Chain. La preuve d’expérience fournit un lien qui est incassable. Actuellement, le Block Chain du Bitcoin consiste en 400 000 blocs.

En principe, ce jeu permet de sécuriser le Block Chain parce que le Puzzle est trop difficile à résoudre pour un seul mineur à chaque fois. Cela signifie que personne n’aura un accès aux liens chiffrés dans le Block Chain pour réécrire le registre. Le minage permet d’augmenter progressivement la production du Bitcoin. Le mineur, qui gagne chaque bloc, obtient 25 nouveaux Bitcoins. Et ces 25 pièces valent 6 000 dollars au taux actuel. La conception de Nakamoto contrôle la production en ajustant automatiquement la difficulté du Puzzle pour qu’un nouveau bloc soit ajouté toutes les 10 minutes. De plus, la récompense, pour créer chaque nouveau bloc, diminue de moitié tous les 4 ans. L’objectif est de limiter la production à 21 millions de Bitcoins.

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Le réseau ne peut pas déterminer la valeur du Bitcoin par rapport aux monnaies classiques ou même aux biens de la vie réelle. Cette tâche est laissée aux forces du marché avec des gens qui échangent des Bitcoins sur des plateformes en ligne. Et le résultat était prévisible, car les prix font des yoyo extrêmes, notamment en 2013 où on a vu une évolution du prix passant de 13 dollars à 1200 dollars pour un Bitcoin. Le premier achat d’un bien réel avec le Bitcoin date du 22 mai 2010. À cette date, une personne avait acheté une pizza de type Papa John’s pour 10 000 bitcoins et cela signifie qu’au taux actuel, cette personne a payé 12 millions de dollars pour cette pizza.

Les solutions au Puzzle

Il n’a pas fallu longtemps pour que les problèmes apparaissent. Étant donné que les utilisateurs peuvent masquer leur identité, le Bitcoin est parfait pour les activités criminelles. C’est la raison du succès de Silk Road, un marché illégal en ligne qui a été fermé par le FBI en 2013. Son fondateur a écopé d’une peine de prison à vie en mai 2015. Mais le Bitcoin a joué un rôle majeur dans le financement de Wikileaks et pour certains, c’est un aspect bénéfique même si les gouvernements ne sont pas d’accord. Il est difficile pour la société de différencier le bien du mal avec cette technologie selon Arvind Narayanan, un informaticien à l’université de Princeton. Comment pouvez-vous réguler le Bitcoin sans bannir la technologie qui est derrière ?

Et d’autres problèmes sont apparus avec le minage du Bitcoin. Quand la monnaie a pris de la valeur, la concurrence est devenue féroce dans le minage. Des ordinateurs spécialisés sont apparus et qui permettent de résoudre rapidement les puzzles. Courtois, qui a trouvé des moyens pour accélérer cette résolution, a déclaré qu’à une époque, il gagnait 200 dollars par jour avec le minage [cite source=’arxiv’]1310.7935[/cite]. La rivalité provoque la création de grands centres de minage en Islande où on peut refroidir les machines à bas prix. Selon un rapport de 2014, la quantité d’énergie utilisée par les mineurs de Bitcoin est équivalente à la consommation de l’Irlande.

Travailler ensemble

Le minage intensif a aussi incité les mineurs individuels à réunir leur puissance de calcul (Mining Pool). L’un des plus grands Mining Pool, GHash.IO, avait dépassé temporairement 50 % de la capacité de calcul du Bitcoin. Et c’est problématique puisque quelqu’un, qui possède plus de la moitié de la puissance de minage, peut battre n’importe qui pour ajouter des blocs. Cela lui donne plus de contrôle sur le registre de la transaction et lui permet de dépenser les mêmes Bitcoins encore et encore. Et ce n’est pas juste une possibilité théorique. Cette faille qu’on connait comme l’attaque 51 % a déjà quasiment détruit d’autres cryptomonnaies comme le Terracoin ou le Coiledcoin. Coiledcoin a subi un tel impact qu’elle a cessé de fonctionner par la suite.

Pour réduire la menace sur les Mining Pools, d’autres cryptomonnaies, telles que le Litecoin, utilisent des puzzles qui exploitent la mémoire plutôt que le CPU. Et c’est un changement qui est plus couteux si on veut construire des ordinateurs spécialisés. Une autre approche, développée par la co-directrice de l’IC3 Elaine Shi et ses collègues, incite les mineurs à un genre de vol. Nous garantissons, avec le chiffrement, que les membres du Pool peuvent voler la récompense pour eux-mêmes sans être détectés. Leur théorie est que les mineurs ne formeront pas de Pools s’ils ne se font plus confiance entre eux. Ils ont déjà conçu un prototype de l’algorithme et ils veulent le tester dans le Bitcoin et les autres cryptomonnaies.

Un autre problème est la dépense de l’électricité dans le minage du Bitcoin. Pour réduire le gaspillage, les chercheurs incluant Shi et Juels ont proposé une monnaie appelée Permacoin. Sa preuve d’expérience incite les mineurs à créer des archives distribuées concernant des données de valeur telles que des informations médicales ou un centre pour le séquençage de gènes. L’approche n’économise pas l’énergie, mais on peut l’utiliser dans d’autres projets.

Et la sécurité des cryptomonnaies est un autre gros souci. Les nombreux vols de Bitcoins ne viennent pas de la structure du Block Chain selon Narayanan, mais de l’utilisation des signatures numériques. Dans les signatures numériques, les gens ont 2 clés numériques. Une clé publique qui permet aux autres de l’utiliser comme une adresse pour envoyer l’argent et une clé privée pour approuver les transactions. Mais la sécurité de la clé privée dépend de la sécurité de la machine sur laquelle elle est stockée. Si quelqu’un pirate votre PC et vole vos clés privées, alors vous perdez vos Bitcoins.

La sécurité est un tel problème pour les consommateurs selon Narayanan qui pense que le Bitcoin ne sera jamais adopté par la masse. C’est pourquoi son équipe travaille sur une meilleure sécurité qui fractionne la clé privée sur différents appareils. Par exemple, une partie se trouve sur le PC et l’autre sur le Smartphone et le processus utilise une certaine proportion du fragment pour valider le paiement. Aucun des appareils ne révèle la clé dans sa globalité selon Narayanan. Vous n’aurez pas de problèmes même si votre PC est piraté, car le pirate devra également avoir vos autres appareils. Et vous aurez le temps de remarquer le piratage avant que tous vos appareils soient compromis.

D’autres vols se sont produits parce que la clé privée a besoin d’être combinée avec un chiffre aléatoire pour créer une signature de la transaction. Certains logiciels, tels que l’application Bitcoin pour Android, a fait des erreurs pour générer les chiffres aléatoires et cela a permis de les deviner facilement. Selon Courtois, cela a permis de voler des Bitcoins d’une valeur de plusieurs millions de dollars. C’est embarrassant selon David Schwartz, responsable du chiffrement chez Ripple Labs, une entreprise de monnaie virtuelle. Nous sommes une industrie qui continue de provoquer des failles en pagaille alors que nous prétendons offrir la sécurité.

Dans l’ether

Le Block chain est un concept très puissant qu’on peut appliquer à de nombreux domaines plutôt qu’à une simple monnaie selon Gavin Wood, co-fondateur d’Ethereum. Par exemple, on pourrait l’utiliser pour créer des contrats auto-certifiés afin d’effectuer automatiquement un paiement lorsqu’une tâche est accomplie. On pourrait aussi l’utiliser dans des systèmes de vote, des plateformes de Crowfunding et même dans d’autres cryptomonnaies. Wood a déclaré qu’Ethereum est idéal dans les situations où le contrôle central est une faiblesse, par exemple, quand des utilisateurs ne se font pas confiance. En 2014, pour développer facilement de telles applications, Wood et Vitalik Buterin qui est un programmeur, ont proposé un moyen de combiner le Block Chain avec un langage de programmation. Ethereum a levé 30 000 bitcoins via le Crowfunding pour commercialiser le système.

Pour éviter les erreurs qui ont posé des problèmes au Bitcoin, Ethereum a recruté des experts académiques pour analyser son protocole. Shi et Juels cherchent des moyens sur comment Ethereum pourrait être utilisé par les criminels. La technologie est moralement neutre, mais nous devons la modeler pour éviter les abus possibles selon Juels.

Comme le Bitcoin, Ethereum est décentralisé et il est hors d’atteinte des lois nationales selon Wood. Cependant, il ajoute que des technologies comme l’enregistrement de la musique ou internet étaient aussi considérées comme illégales à leurs débuts, car ils menaçaient le statu quo. C’est à nous d’intégrer le Bitcoin, Ethereum et les autres dans la société. Juels estime que le Bitcoin ne va pas durer comme une entité décentralisée. Il pointe le fait que la musique en streaming a évolué de Napster en passant par des protocoles de pair à pair à des services comme Spotify et Apple Music. On peut imaginer la même trajectoire pour les cryptomonnaies. Quand les banques se rendront compte du succès du Bitcoin, elles voudront créer leur propre cryptomonnaie.

Mais Courtois est en désaccord. Il considère le Bitcoin comme le Microsoft de la cryptomonnaie dans la mesure où sa taille et sa domination feront qu’il sera encore présent pour un bon bout de temps. Quelle que soit l’innovation, le Bitcoin maintiendra sa position dominante.

On ignore le futur du Bitcoin, mais Narayanan estime que sa communauté de développeurs et d’académiciens est unique en son genre. C’est un remarquable corpus de connaissance et on va l’enseigner dans les salles de classe dans 20 ans. J’en suis persuadé.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

2 réponses

  1. Tenesha dit :

    J’ai toujours été fasciner par bitcoin et le monde nouveau du cryptomonnaie. Cet article ma beaucoup aider. J’ai pu tous comprendre même si je parle très peux français. Le cryptomonnaie est notre futur. Ma mission est de rechercher des cryptomonnaie comme bitcoin qui ont du potentiel.

  2. Alec dit :

    Le ONECOIN voila l avenir

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