Blockchain : la question de la preuve par consensus au cœur de la gouvernance

Pour ne pas être falsifiable, une blockchain [1] requiert qu’aucun opérateur hostile ne détienne, à aucun moment, plus de la moitié de la puissance de calcul de la chaîne. Une blockchain est dite publique dès lors que chacun peut la lire et l’utiliser pour réaliser des transactions mais aussi que chacun peut participer au processus de création du consensus. Il n’y a donc pas de registre central, ni de tiers de confiance. L’exemple le plus abouti de chaîne publique est Bitcoin [2] . La gouvernance des chaînes publiques, issue du mouvement open source et du cypherpunk [3] , est simple : « Code is Law ». Dans ce système, c’est aux nœuds du réseau de valider les choix discutés et initiés par les développeurs en décidant d’intégrer ou non les modifications proposées. Son fonctionnement est fondé sur les « cryptoeconomics », la combinaison d'incitations économiques et de mécanismes de vérification utilisant la cryptographie. S’appuyant sur une approche communautaire, voire alternative, de l’économie, il a fait la preuve de sa solidité et de sa résilience.

En revanche, une blockchain est dite privée (ou semi-privée) dès lors que le processus de consensus ne peut être réalisé que par un nombre limité et prédéfini de participants. L’accès d’écriture est délivré par une organisation où les autorisations de lecture peuvent être publiques ou restreintes. Les « blockchains de place » sont des exemples de chaînes privées. Dans ce cas, le processus de consensus est contrôlé par un ensemble présélectionné de nœuds. Vitalik Buterin d’Ethereum décrit le cas d’un consortium de quinze institutions financières, dont chacune opère un nœud et dont dix doivent signer chaque bloc pour que le bloc soit valide. L’accès à cette blockchain peut être public ou restreint aux participants, selon un processus de cooptation.

Chaînes privées contre chaînes publiques

Pour les détracteurs des chaînes privées, celles-ci sont à la blockchain ce que les intranets sont à Internet et elles sont, particulièrement, sujettes à un risque élevé de falsification. Leurs opposants voient Bitcoin comme un système impossible à réguler, opaque, lent à transformer et moins efficient techniquement que certains nouveaux protocoles [4] . À l’heure actuelle, le débat est loin d’être tranché entre chaîne publique et chaîne privée, avec, en sous-jacent, le débat entre système centralisé et décentralisé.

Il est clair quele régulateur aura un rôle de premier plan à jouer dans la surveillance de la non-falsifiabilité des chaînes de consensus. Un autre enjeu de gouvernance dérive de la compatibilité entre les normes antiblanchiment et la structure du bloc où les transactions sont enregistrées sous pseudonyme, à travers des clés publiques, en complément à des clés privées. L’anonymat des parties est aujourd’hui un risque évoqué par les régulateurs pour faire face au blanchiment d’argent. Ce risque est encore mal perçu et évalué. Dans une blockchain publique, en effet, il est possible, par croisement des données sur l’ensemble de l’historique, de « localiser » et de surveiller les pseudonymes dont l’activité serait perçue comme suspect. De ce point de vue, l’argent liquide et les cartes prépayées offrent de plus grandes possibilités pour financer des opérations illégales en plein anonymat.

Le rôle du consensus dans l’édification des règles de gouvernance

La méthode historique de consensus, utilisée par Bitcoin, est la preuve du travail (Proof of Work). Cette méthode utilise l’énergie [5] comme moyen de vérification que le nœud (« mineur ») a bien réalisé un travail : ainsi, cela me coûte réellement du temps et donc de l’énergie de participer à la sécurité du réseau et je sais que cela coûte également aux autres participants du réseau. En conséquence, tous les participants ont un véritable intérêt à ce que le réseau fonctionne et garde une valeur. Le travail consiste à trouver un nombre x dont l’image f(x) par une fonction (de « hashage » appelée « SHA-256 ») soit inférieure à un nombre fixé par avance par le réseau.

La difficulté de travail étant liée à la probabilité de trouver ce nombre du premier coup. Sur Bitcoin, il faut répéter plusieurs centaines de milliards de fois l’opération pour espérer résoudre ce problème. Ainsi, seul un nœud ayant consommé beaucoup d’énergie sera capable de proposer un bloc de transactions. Les transactions inscrites dans ce nouveau bloc seront ensuite certifiées par le réseau à l’aide d’un protocole de vérification. Tant que plus de 50 % de la puissance de calcul mise à disposition sur le réseau par l’ensemble des nœuds n’est pas sous contrôle d’un tiers malveillant, cette méthode est considérée comme inviolable [6] .

Les deux principaux écueils généralement associés à cette méthode sont : le temps de latence nécessaire pour valider une transaction et le gain décroissant des mineurs. Ces points sont discutés au sein de la communauté Bitcoin pour être améliorés, via une modification du code. Par ailleurs, la forte consommation d’énergie liée à cette méthode est également pointée du doigt. Face à ces constats, la communauté blockchain débat sur l’utilisation d’autres méthodes de consensus.

Abandonner la preuve de travail pour la preuve de détention ?

Depuis quelques mois, plusieurs sociétés tentent de mettre au point de nouvelles méthodes. Ainsi, la crypto-monnaie Peercoin utilise un mélange entre la preuve de travail et la preuve de détention (Proof of Stake), c'est-à-dire qu’elle adapte la difficulté du travail en fonction de la « part » de chacun des nœuds [7] . La « part » étant définie comme le produit du nombre de peercoins détenus et de l’âge de chacun de ces nœuds. Plus la « part » est élevée, plus la difficulté de la fonction de « hashage » est réduite ; cela réduit ainsi mécaniquement la consommation d’énergie nécessaire pour miner. Ethereum, qui utilisait la méthode de la preuve du travail en 2015, a annoncé sa décision de migrer progressivement vers la preuve de détention. Cette migration pourrait cependant être remise en cause en raison de l’explosion récente du cours de l’Ether, qui a sextuplé de mi-janvier à mi-février pour passer devant Ripple en valeur. Enfin, Ripple qui, au sens strict, n’est pas une blockchain et fonctionne via un système de vote itératif où 80 % des serveurs doivent être d’accord sur une transaction pour qu’elle soit validée. Ripple peut être utilisé comme système de règlement pour les banques.

Le retard du passage de la Proof of Work à la Proof of Stake est principalement dû à des contraintes techniques, le protocole Casper développé par l'équipe d'Ethereum n'étant pas encore au point. Par ailleurs, la Proof of Stake pose d’autres problèmes. Outre des problèmes techniques de fonctionnement, la validation par preuve de détention est vulnérable à l’« absence d'enjeux » (« nothing at stake ») dans laquelle un validateur peut trouver un intérêt diviser ses efforts sur plusieurs versions de la blockchain qui lui sont peu défavorables lorsqu'il n'y a pas une version qui lui est clairement favorable.

Au final, ce débat autour de la méthode de consensus déterminera le choix de la gouvernance dans les technologies blockchain utilisées. Ou bien inversement : le choix de la gouvernance guidera le choix des technologies.