Principaux enseignements :
Une transaction en bitcoins comporte plusieurs étapes qui se déroulent en coulisses après que les utilisateurs ont appuyé sur le bouton “envoyer” :
- Création d’une nouvelle adresse Bitcoin unique.
- Envoi du paiement.
- Vérification de la transaction.
- Encodage de l’information dans un nouveau bloc.
- Valider les paiements en utilisant uniquement des produits de transaction non dépensés (UTXO) comme données d’entrée.
Pour en savoir plus sur le bitcoin lui-même, lisez Qu’est-ce que le bitcoin ? Un guide complet pour les débutants en cryptographie.
Les coulisses des transactions en bitcoins
Présentons les procédures de transaction Bitcoin à l’aide du scénario suivant :
Bob, un commerçant en ligne, décide d’accepter les paiements en bitcoins.
Alice, une acheteuse, possède des bitcoins et souhaite acheter des marchandises à Bob.
Les portefeuilles sont des fichiers qui permettent d’accéder à plusieurs adresses Bitcoin. Une adresse est une chaîne de lettres et de chiffres, telle que : 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN. Chaque adresse dispose de son propre solde de bitcoins et les utilisateurs peuvent créer autant d’adresses qu’ils le souhaitent. Imaginez les adresses comme des comptes bancaires qui fonctionnent un peu différemment.
Création d’une nouvelle adresse
Le logiciel client Bitcoin génère des adresses Bitcoin pour les utilisateurs. Lorsque Bob crée une nouvelle adresse, il génère en réalité une “paire de clés cryptographiques”, composée d’une clé privée (que seul l’utilisateur connaît) et d’une clé publique (connue de tous).
Lorsqu’un message est signé à l’aide d’une clé privée, il peut être vérifié en utilisant la clé publique correspondante. La nouvelle adresse Bitcoin de Bob représente une clé publique unique, et la clé privée correspondante est stockée dans son portefeuille. La clé publique permet à quiconque de vérifier qu’un message signé avec la clé privée est valide.
Envoi d’un paiement
Le portefeuille d’Alice contient les clés privées de chacune de ses adresses. Elle indique à son client Bitcoin qu’elle souhaite transférer des bitcoins à l’adresse de Bob. Le client Bitcoin signe ensuite sa demande de transaction avec la clé privée de l’adresse à partir de laquelle il transfère des bitcoins. N’importe quel membre du réseau peut désormais utiliser la clé publique pour vérifier que la demande de transaction provient bien du propriétaire légitime du compte.
En d’autres termes :
La clé publique est utilisée pour recevoir des bitcoins.
La clé privée est utilisée pour signer les transactions permettant de dépenser ces bitcoins.
Lorsqu’il dépense des bitcoins, le propriétaire actuel présente sa clé publique et sa signature numérique dans une transaction en bitcoins. La transaction est signée numériquement par une clé privée, qui indique l’autorisation de dépenser les fonds référencés par la transaction.
Grâce à la clé publique et à la signature numérique, tous les membres du réseau Bitcoin peuvent vérifier et accepter la transaction comme étant valide, confirmant ainsi que la personne qui transfère les bitcoins en était propriétaire au moment du transfert.
Comment les mineurs gagnent de l’argent : Prix décernés aux mineurs pour la vérification des transactions
Supposons que Gary, Glenn et George soient des mineurs de bitcoins. Leurs ordinateurs regroupent les transactions des 10 dernières minutes dans un nouveau bloc de transactions. Chaque bloc comprend une transaction “coinbase” qui verse 50 bitcoins au mineur gagnant, en l’occurrence Gary. Une nouvelle adresse est créée dans le portefeuille de Gary avec le solde des bitcoins nouvellement frappés.
En outre, les mineurs reçoivent les frais payés par les utilisateurs qui envoient des transactions. Ces frais incitent le mineur à inclure la transaction dans son bloc.
Séquence de transactions
- La transaction est diffusée sur le réseau Bitcoin, où chaque participant la valide et la propage jusqu’à ce qu’elle atteigne presque tous les nœuds du réseau.
- La transaction est vérifiée par un nœud minier et incluse dans un bloc de transactions enregistré sur la blockchain.
- Une fois enregistrée sur la blockchain et confirmée par un nombre suffisant de blocs ultérieurs, la transaction devient un élément permanent du grand livre ouvert distribué de Bitcoin et est acceptée comme valide par tous les participants.
- Les bitcoins reçus par le nouveau propriétaire dans le cadre de la transaction peuvent ensuite être dépensés dans une nouvelle transaction.
Codage de l’information dans un bloc : Hachures cryptographiques
C’est l’encodage cryptographique qui rend la blockchain si sûre, les fonctions de hachage cryptographique transformant une collection de données en une chaîne alphanumérique de longueur fixe, appelée valeur de hachage.
Même des changements minimes dans les données d’origine modifieront radicalement la valeur de hachage obtenue. Il est pratiquement impossible de prédire quel ensemble de données initiales créera une valeur de hachage spécifique.
Par exemple :
Nonces
Pour créer différentes valeurs de hachage à partir des mêmes données, Bitcoin utilise des nonces. La modification du nonce entraîne une valeur de hachage très différente.
Les ordinateurs miniers calculent de nouvelles valeurs de hachage sur la base d’une combinaison de la valeur de hachage précédente, du nouveau bloc de transaction et d’un nonce. La création de hachages est triviale sur le plan informatique, mais le système Bitcoin exige que la nouvelle valeur de hachage ait une forme particulière – en particulier, elle doit commencer par un certain nombre de zéros.
Les mineurs n’ont aucun moyen de prédire quel nonce produira une valeur de hachage avec le nombre requis de zéros initiaux. Ils sont donc obligés de générer de nombreux hachages avec des nonces différents jusqu’à ce qu’ils trouvent celui qui fonctionne.
Mais où se trouve la transaction d’Alice dans le nonce ?
Dans l’intervalle, le transfert d’Alice à Bob est noyé sous d’autres transactions plus récentes. Pour que quelqu’un puisse modifier les détails, il faudrait qu’il refasse le travail de Gary – car toute modification nécessiterait un nonce gagnant complètement différent – et qu’il refasse ensuite le travail de tous les mineurs suivants, ce qui est pratiquement impossible.
Sortie de transaction non dépensée (UTXO)
Avant d’introduire les sorties de transactions non dépensées (UTXO), nous devons connaître les entrées et les sorties des transactions Bitcoin.
Entrée
Une entrée est une référence à une sortie d’une transaction précédente. Toutes les valeurs d’entrée de la nouvelle transaction (la valeur totale en pièces des sorties précédentes référencées par les entrées de la nouvelle transaction) sont additionnées et le total (moins les frais de transaction) est entièrement utilisé par les sorties de la nouvelle transaction.
Souvent, une transaction comprend plusieurs entrées.
Sortie
Une sortie contient des instructions pour l’envoi de bitcoins. Un résultat de transaction comprend la valeur de ce résultat lorsqu’il est réclamé.
Sortie de transaction non dépensée (UTXO)
Étant donné que chaque produit d’une transaction particulière ne peut être dépensé qu’une seule fois, les produits de toutes les transactions incluses dans la blockchain peuvent être classés en produits de transaction non dépensés (UTXO) ou en produits de transaction dépensés. Pour qu’un paiement soit valide, il ne doit utiliser que des UTXO comme entrées.
Chaque transaction comporte au moins une entrée et une sortie, et chaque entrée dépense les satoshis payés à une sortie précédente. Chaque sortie attend ensuite en tant qu’UTXO jusqu’à ce qu’une entrée ultérieure la dépense. Lorsque le portefeuille Bitcoin d’un utilisateur indique un solde de 10 000 satoshis, cela signifie en fait qu’il a 10 000 satoshis en attente dans un ou plusieurs UTXO.
UTXO au cours des transactions
Imaginez que quelqu’un ait utilisé l’adresse 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN pour recevoir des bitcoins deux fois auparavant. La transaction du 5 février 2019 contient 4 000 satoshis et la transaction du 9 mars 2019 contient 6 000 satoshis. La blockchain de Bitcoin ne les aidera pas à additionner le solde de sorte qu’il existe un enregistrement avec 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN : 10 000. Au lieu de cela, chaque fois qu’un utilisateur souhaite dépenser ses bitcoins, il doit déverrouiller une à une les transactions qui lui appartiennent (avec des bitcoins envoyés à sa clé publique).
Par exemple, pour envoyer 3 000 satoshis, il suffit de déverrouiller soit la transaction du 5 février 2019, soit celle du 9 mars 2019, car elles contiennent toutes deux plus de 3 000 satoshis.
Mais pour envoyer 8 000 satoshis, il faut débloquer les deux transactions pour dépenser tous les bitcoins dans une nouvelle transaction, car les dépenses partielles ne sont pas autorisées ; l’utilisateur doit utiliser tous les bitcoins qu’il a débloqués. S’il n’a l’intention d’envoyer que 8 000 satoshis, il doit encore dépenser 10 000 satoshis dans la nouvelle transaction, puis renvoyer 2 000 satoshis à une adresse qui lui appartient.
Mot de la fin – Payer avec Bitcoin
Si les transactions en bitcoins se déroulent de manière transparente, les paiements de détail réels en bitcoins sont toujours entravés par la lenteur des transactions. Pourtant, effectuer des paiements réels avec Bitcoin est l’une des principales fonctionnalités de BTC que Satoshi Nakamoto a envisagé dans le livre blanc de Bitcoin. La couche 2 de Bitcoin, appelée Lightning Network, offre actuellement une solution à ce problème d’évolutivité.
En savoir plus sur les paiements quasi-instantanés avec Bitcoin via le Lightning Network.
Diligence raisonnable et recherches personnelles
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