La blockchain a révolutionné la manière dont l’information est stockée et transférée. Elle est considérée comme une innovation révolutionnaire du 21e siècle et fera bientôt partie des applications Internet quotidiennes que nous utilisons. Cependant, le fonctionnement de la blockchain reste étranger à la plupart des gens en raison de sa complexité. Dans cet article, décryptons comment fonctionne une blockchain et les différentes couches de la blockchain de la manière la plus simple possible.
En termes simples, la blockchain est un registre distribué qui stocke les enregistrements de transactions. Par exemple, le Bitcoin est alimenté par la blockchain Bitcoin, et chaque transaction où il y a envoi et réception de Bitcoins est enregistrée sur la blockchain. C’est une alternative efficace aux méthodes traditionnelles de tenue de registres et de vérification en raison de sa transparence. Cela signifie que chaque transaction sur une blockchain publique peut être consultée par n’importe qui.
De plus, une blockchain n’est pas la propriété d’une seule entité, mais elle est détenue par tous ceux qui participent à la validation des transactions. Cela élimine un point de défaillance unique, ce qui signifie qu’il est presque impossible de pirater une blockchain car il n’y a pas de point d’origine pour la blockchain. Elle garantit la transparence, élimine les intermédiaires et minimise les coûts opérationnels.
Maintenant que nous avons défini les fondamentaux de la blockchain, plongeons maintenant dans les couches de la technologie blockchain et la fonction de chacune.
Principalement, la blockchain se compose de 5 couches: la couche d’infrastructure matérielle, la couche de données, la couche réseau, la couche de consensus, et la couche d’application. Chaque couche a une fonctionnalité unique. Ces couches ensemble font de la blockchain une solution complète allant de la gestion des données à l’arrière-plan à l’activation des applications orientées utilisateur au premier plan.
La couche matérielle
Les blockchains reposent sur le partage d’informations en pair-à-pair. Le réseau d’ordinateurs qui contribue à la puissance de calcul de la blockchain constitue la couche matérielle. Plus important encore, les blockchains sont une somme de tous les nœuds qui les composent. Un nœud est un ordinateur ou un réseau d’ordinateurs qui déchiffre les transactions.
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La couche de données
La prochaine couche après la couche matérielle est la couche de données où les détails des transactions sont stockés. La transaction stockée sur un bloc (l’unité fondamentale d’une blockchain) contient les détails de la crypto envoyée, la clé publique du destinataire et la clé privée de l’expéditeur. Chaque bloc contenant des données est connecté au bloc précédent et au bloc suivant qui est généré. Seul le bloc genesis, le premier bloc du réseau, est connecté vers l’avant et non vers l’arrière.
La couche réseau
Cette couche gère la communication entre les nœuds d’une blockchain. Étant donné que la blockchain est un système ouvert, chaque nœud doit être informé des transactions que les autres nœuds valident. La couche réseau permet cette communication.
La couche de consensus
Cette couche est celle responsable de la validation d’un bloc. Comprenons la couche de consensus à l’aide d’un exemple. Supposons que John et Mark sont deux validateurs sur la blockchain. Ils reçoivent des transactions qui doivent être déchiffrées et ajoutées à un bloc.
Les transactions que John reçoit sont: A et B
Les transactions que Mark reçoit sont: B et C
Si John et Mark valident les transactions et les ajoutent à la blockchain, la transaction B sera inscrite deux fois sur la blockchain. Cela signifie qu’un double dépense se produira. Pour éviter cela, John et Mark se concurrencent et résolvent un puzzle mathématique cryptique, et celui qui résout le premier sera celui qui ajoutera le bloc à la blockchain. Cette forme de mécanisme de consensus est connue sous le nom de Preuve de Travail (Proof of Work).
Dans le cas de la Preuve d’Enjeu (Proof of Stake), le validateur est choisi au hasard par le système.
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La couche d’application
La couche d’application dans la blockchain est celle sur laquelle les applications sont construites. Ces applications peuvent être n’importe quoi. Portefeuilles, applications de réseaux sociaux, navigateurs, applications DeFi, et plateformes NFT pour n’en nommer que quelques-unes. Bien que l’interface utilisateur/l’expérience utilisateur (UI/UX) de l’application soit semblable à celle de toute autre application normale, la différence réside dans la nature décentralisée du stockage des données à l’arrière-plan de ces applications.
Couches de la Blockchain expliquées
Couche 0
La blockchain en elle-même est appelée couche zéro. Les composants nécessaires pour rendre la blockchain réelle sont l’internet, le matériel, et de nombreuses autres connexions. La blockchain de la couche zéro est le stade initial de la blockchain qui permet à divers réseaux de fonctionner, tels que Bitcoin, Ethereum, et bien d’autres. La couche 0 fournit également à la blockchain une fonctionnalité de communication d’interopérabilité inter-chaînes, de haut en bas, vers différentes couches. La couche 0 fournit l’infrastructure sous-jacente pour la blockchain.
Couche 1
La blockchain de la couche 1 est une avancée par rapport à la couche 0. Sous cette couche, le réseau blockchain est maintenu fonctionnel. Cependant, l’évolutivité est une limitation de la blockchain de la couche 1. Tout changement et tout problème survenant dans le nouveau protocole de la couche 0 affectera également la couche 1. Elle est également appelée couche d’implémentation. Des exemples de blockchains de la couche 1 sont Bitcoin, Ethereum, Cardano, Ripple, etc.
Couche 2
La couche 0 a de nombreuses interactions qui ont été supprimées par la couche 2. Pour certaines blockchains spécifiques, la blockchain de la couche 2 est la solution d’évolutivité. Elle fonctionne avec une intégration tierce et supprime les limitations de la couche 1. C’est l’approche la plus populaire pour résoudre les problèmes d’évolutivité liés aux réseaux POW. Actuellement, diverses industries ont commencé à mettre en œuvre des technologies de la couche deux.
Couche 3
La blockchain de la couche 3 est également appelée la « couche d’application ». La tâche principale de cette couche est d’héberger les DAapps et de nombreux autres protocoles qui permettent à d’autres applications de fonctionner. Ici, le protocole blockchain est divisé en deux sous-couches importantes, à savoir, l’application et l’exécution. C’est la solution la plus puissante conçue pour séparer les blockchains avec des capacités inter-chaînes pour atteindre l’objectif d’une véritable interopérabilité.
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Différences entre les couches 0, 1, 2, 3
Couche 0: Cette couche comprend le matériel, les protocoles et d’autres éléments fondamentaux.
Couche 1: Maintient la résolution des litiges, le mécanisme de consensus et la programmation de la blockchain. Exemples: Bitcoin blockchain, Ethereum blockchain.
Couche 2: A de meilleures capacités d’évolutivité que les couches 0 et 1. Elle a la capacité d’être intégrée avec des solutions tierces.
Couche 3: Cette couche est utilisée pour héberger des dApps et d’autres applications orientées utilisateur.
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain?
L’évolutivité de la blockchain est la capacité du réseau à supporter l’augmentation de la charge de transactions et de nœuds dans un réseau particulier. Dans la blockchain, les transactions par seconde sont enregistrées. Jour après jour, nous assistons à de nouvelles avancées dans la technologie blockchain; avec ces avancées, les transactions augmentent également par seconde. C’est pourquoi on parle d’évolutivité de la blockchain.
La sécurité est la principale caractéristique d’un réseau blockchain en plus de la distribution du pouvoir. Les protocoles de la blockchain sont conçus pour protéger les données contre les attaques du réseau. L’évolutivité de la blockchain soutient la croissance future et un débit transactionnel élevé. Elle a permis de nombreux progrès technologiques à la blockchain pour rivaliser avec les plateformes centralisées, les systèmes hérités, et ainsi de suite. L’évolutivité est une solution à de nombreux problèmes auxquels la blockchain est confrontée.
En outre, le « trilemme de l’évolutivité » est un autre terme pour désigner la gestion de trois propriétés telles que la sécurité, l’évolutivité, et la décentralisation. Comme nous le savons, chaque technologie blockchain ne fonctionne actuellement que sur deux propriétés à la fois, tout au plus, elle fonctionne sur trois. C’est le réseau évolutif le plus rapide et le plus sécurisé.
Qu’est-ce que la sécurité de la blockchain?
Dans le système de la blockchain, les ordinateurs sont liés dans un réseau pair-à-pair. Comme la distribution nodale se fait sur le réseau ouvert, il y a un risque de 51 % d’attaque par des pirates. De plus, il y a une probabilité égale que les données soient manipulées. La sécurité de la blockchain ne peut être maintenue que si la blockchain est protégée contre les risques extérieurs.
Conclusion
La technologie blockchain est complexe à comprendre, mais avec un peu d’effort, on peut réaliser son utilité et ses applications. Des développements rapides ont lieu dans ce domaine technologique. Plusieurs gouvernements et organisations prêtent attention à la blockchain et l’implémentent dans divers domaines. À ce stade, il devient nécessaire pour tout le monde de comprendre la blockchain, car elle peut très bien définir l’avenir de la technologie et de la gestion des données.
FAQ sur les Couches de la Blockchain
Qu’est-ce que la blockchain et comment fonctionne-t-elle?
La blockchain est un registre distribué qui stocke les enregistrements de transactions. Par exemple, les transactions en Bitcoin sont enregistrées sur la blockchain Bitcoin. Elle est transparente et détenue par tous les participants, éliminant ainsi un point de défaillance unique. Elle garantit la transparence, réduit les intermédiaires et minimise les coûts opérationnels.
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Quelles sont les principales couches de la technologie blockchain?
La blockchain se compose de cinq couches: l’infrastructure matérielle, les données, le réseau, le consensus, et les couches d’application. Ces couches gèrent des fonctions allant du stockage des données aux applications orientées utilisateur.
Comment fonctionne la couche de consensus dans la blockchain?
La couche de consensus valide les blocs dans la blockchain. Elle utilise souvent la Preuve de Travail (Proof of Work), où les nœuds rivalisent pour résoudre des énigmes cryptographiques. Dans le cas de la Preuve d’Enjeu (Proof of Stake), les validateurs sont choisis au hasard.
Quelles sont les principales différences entre les couches de la blockchain 0, 1, 2 et 3?
- La couche 0 comprend des éléments fondamentaux comme le matériel et les protocoles.
- La couche 1 maintient la résolution des litiges, les mécanismes de consensus et la programmation de la blockchain (par exemple, Bitcoin, Ethereum).
- La couche 2 offre de meilleures capacités d’évolutivité et une intégration tierce.
- La couche 3 héberge des applications décentralisées (dApps) et des applications orientées utilisateur.
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain et pourquoi est-elle importante?
L’évolutivité de la blockchain fait référence à la capacité d’un réseau à gérer une augmentation des charges de transactions et de nœuds. Elle est essentielle pour s’adapter à l’augmentation des volumes de transactions. L’évolutivité garantit la compétitivité de la blockchain et répond à bon nombre de ses défis inhérents, en s’efforçant d’atteindre le « trilemme de l’évolutivité » qui inclut la sécurité, l’évolutivité et la décentralisation.
