Pres blockchain

BlockChain
Bases, principes et technologies
ZAIDI Houda
23 mai 2017

Sommaire
2
1 Les bases de la blockchain
2 Usage de la blockchain
3 Fonctionnement de la blockchain
4 Déploiement de la blockchain
5 Ecosystéme
6 Blockchain / big data et IA
7 Mise en oeuvre d’une solution blockchain

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Origine de la blockchain ?
2008 : Connu sous son pseudo, Satoshimi Nakamoto met en ligne le livre blanc du système de
monnaie électronique “peer to peer” : “Bitcoin : A Peer-to-Peer Electronic Cash System”.
2009 : Les premiers bitcoins sont mis en service par la diffusion du logiciel open source Bitcoin.
2010 : La 1ère transaction financière est effectuée
2 pizzas pour 10 000 bitcoin valorisées à 4M€ à ce jour
2011 : Le bitcoin atteint la parité avec le dollar puis quelques jours plus tard avec l’euro. Il
obtient plusieurs millions de $ de capitalisation
2015-16 : Le système blockchain est appliqué dans plusieurs secteurs : transactions bancaires,
systèmes prédictifs d’assurances, protection de droits d’auteurs...
La technologie blockchain apparaît en 2008 avec l’arrivée de la crypto-monnaie
“Bitcoin”.
La blockchain est l’infrastructure virtuelle sur laquelle repose le bitcoin.
Ce système fonctionne sans autorité centrale ni tiers de confiance contrairement aux monnaies contrôlées
par des banques.

Qu’est-ce que la blockchain ?
5
➔ un registre de faits ou d’échanges de flux
➔ répliqué sur plusieurs ordinateurs reliés entre eux par un
réseau pair à pair. On appelle les ordinateurs du réseau
des noeuds.
➔ La communication entre les noeuds est cryptée et garantit
l’identité de l’expéditeur et du destinataire. Quand un
noeud veut ajouter un nouveau fait au registre, il le propose
au réseau qui forme un consensus pour déterminer où (et
surtout quand) ce fait doit être inscrit dans le registre. Ce
consensus est appelé un bloc.

propriétés de la Blockchain :
6
➔ DÉSINTERMÉDIATION : Le consensus remplace la validation centralisée
➔ SÉCURITÉ : L’architecture décentralisée et le code des blocs garantissent l’inviolabilité des
informations
➔ AUTONOMIE: La création d’une crypto-monnaie rémunère les coûts d’infrastructures

Blockchain
7
Qu’est-ce que la
blockchain ?
Un immense registre
Un grand journal comptable
dématérialisé
Une base de donnée
distribuée
Un outil de sécurisation
d'objets, groupés en bloc
chaînés
Propriétés
Transparent
Anonyme
Publique
Utilité et
Perspectives
Transférer un objet
sans le dupliquer
Tracer des objets
dans le réseau
S’assurer de
l’intégrité des objets
Remplacer les tiers
de confiance
Un réseau pair à pair

Transfert d’actif En tant que registre
Trois grands types d’usages de la blockchain
Smart contracts
1 2 3

Le Bitcoin est le cas d’usage le plus évident et populaire en termes de transfert d’actif.
Avantages dans le cas des transferts monétaires :
• Réduire les coûts de transfert monétaire : quelques centimes par transactions
• Réduire les temps de transfert : de 10 min à 1h au lieu de plusieurs jours pour des
transferts à l’étranger
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1. Le transfert d’actif
D’autres actifs peuvent être transférés au sein d’une blockchain :
● Actions, titres de propriété, votes, etc.
● Droits d’auteurs, voitures, appartements, billets spectacles, etc.
Le transfert monétaire
Le transfert d’autres types d’actifs

2. La blockchain en tant que registre (traçabilité et certification)
Ses caractères inaltérable et transparent permettent à la blockchain de :
● Tracer et certifier des document légaux : certificats de mariage, de naissance, diplôme, etc.
● Certifier l'existence de document, d’une information
Les documents ne sont pas stockés en tant que tel mais leurs Hash :
Une empreinte servant à identifier rapidement une donnée. Cela permet de garantir l’existence et
l’inscription d’une donnée à un instant T (comme une enveloppe “solo” déposée à l’INPI).
D’autres informations, comme une description, peuvent être ajoutées à la transaction en plus du
Hash.
La Blockchain en tant que registre peut également être appliquée dans les cas d’usage suivant :
● Cadastre
● Logistique
● GMS
● Secteur du luxe.
Principe de la blockchain en tant que registre
Autres cas d’usage

Un smart contract est un logiciel, une application de la blockchain.
[...] Lorsqu’un contrat juridique existe, le smart contract n’est qu’une
application technique de ce contrat.
Primavera de
Filipi (CNRS)
Certaines start-up tel que Slock.it travaillent sur des système permettant de signer des contrats entre
particuliers au sein d’une blockchain sans passer par un intermédiaire (location d’appartement, de
voiture, …).
Un incontournable dans l'écosystème blockchain
● Programme autonome conçu pour exécuter les termes d’un contrat de façon automatique lorsque
les conditions, mutuellement convenues, sont réunies.
● Accessibles et auditables par toutes les parties autorisées permettant de contrôler et vérifier
aisément l'exécution
● En théorie, le caractère numérique et automatisé du Smart Contract permet à deux
partenaires de nouer une relation commerciale sans qu’ils aient besoin de se faire confiance
au préalable, sans autorité ou intervention centrale.
C’est en effet le système lui-même, et non l’homme, qui garantit l’honnêteté de la transaction.
12
3. Les smart contracts

Perspectives de la blockchain
Les marchés prédictifs
● Utiliser la puissance du réseau décentralisé de la
blockchain dans les outils prédictifs
● Les projets d’Augur et Gnosis sont basés sur la
technologie Ethereum
● Applications : élections, marché financiers...
L’internet des objets
● Association de Slock.it, Samsung et Canonical afin
de créer des appareils intelligents “Ethereum
Compute”, intégrant les fonctionnalités de smart
contracts à divers usages
Le marché énergétique
● Plusieurs projets ayant pour but d’utiliser la
blockchain pour créer un réseau énergétique
décentralisé à partir de panneau solaires
appartenant à des particuliers
● Ex : Transactive Grid à New York
Le domaine de la santé
● Connecter l’ensemble des citoyens par une
blockchain et utiliser les smart contracts afin
d’octroyer automatiquement les prestations sociales
et se passer des lourdeurs administratives
Le marché financier
● Utiliser la technologie blockchain pour améliorer
l’efficacité, réduire les coûts et diminuer le nombre
d’intermédiaires dans le jeu des transactions
● Création du consortium “R3”, regroupant de
grandes banques (BNB, Morgan Stanley, HSBC…)
pour tester les applications de la blockchain dans la
finance
Les élections
● Offrir un outil de vote en ligne sécurisé, transparent
et auditable par tous
● Une carte électorale digitale identifie chaque votant,
elle se formalise sous la forme d’une clé
cryptographique (une partie privée, une partie
publique)
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L’échange de données
Un cas d’usage de la Blockchain pourrait être la traçabilité des transactions concernant l’échange de données sociales, ceci en association
avec un dispositif d’identifiant neutre (ISEAN) qui est proposé à un premier niveau de pré-normalisation au CEN (Comité Européen de
Normalisation).
Dans le cadre des échanges franco-allemands sur le numérique pour établir des priorités de travail pour l’Europe sur le sujet Smart data et
Big data, la proposition de normalisation ISO de l’Australie vise plusieurs objectifs :
● Harmonisation des protocoles pour réaliser un dispositif de Blockchain (sachant que plusieurs systèmes différents sont aujourd’hui
couramment implémentés)
● Standardisation des messages de services utilisés
● Standardisation d’une interface de programmation (API)
● Gouvernance des dispositifs de la Blockchain
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Aider à l’application de certaines réglementations
Sous réserve de plus amples vérifications sur les capacités de la technologie, les « Blockchain » peuvent intervenir pour aider à l’application
par les entreprises de certaines réglementations, par exemple le nouveau règlement européen « Global Data Protection Regulation » qui
vient d’être approuvé par le Parlement.
Comme l’uberisation qui, dans le domaine de l’économie, met en contact direct les acteurs grâce aux nouvelles technologies, la «
blockchainisation » permettrait à son tour de mettre en contact direct les acteurs. Ceux-ci requièrent alors l’intervention d’une tierce partie de
confiance, pour valider leurs processus métiers.
Verrons-nous demain les organismes tels que les banques, les services notariaux, les organismes de certification, intégrer la «
blockchainisation » dans leurs processus métiers ? Ou verrons-nous ces organismes se faire « blockchainiser », se faire « engloutir » par le
nouveau marché des applications blockchain ?
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3
2
Comment fonctionne
une blockchain :
exemple de bitcoin

Comment fonctionne la blockchain ?
Alice veut donner 2
jetons à Bob. Les mineurs vérifient
l’identité d’Alice et Bob.
Les mineurs vérifient l’historique
des transactions, et certifient
qu’Alice possède bien les jetons.
La transaction est
mise dans un bloc.Le bloc est soumis à la
validation de la communauté
des mineurs.
Si le bloc est validé par les
mineurs (>=51% des mineurs
sont d’accord), il est horodaté
et ajouté à la blockchain.
Les deux jetons d’Alice ont
été transmis à Bob.
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?
!
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Validation par consensus par bloc : minner
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➔ Le rôle de vérifier et d’ordonner les faits au sein du registre
➔ Minner est récompensé par le réseau
➔ Minner consiste à créer des bloques
◆ Pour qu’un fait soit effectuée sur la Blockchain, ses informations (volume des
fonds disponibles de l’émetteur, destinataire, volume transféré) doivent être
intégrées à un bloc.
◆ Un bloc est un ensemble de faits
◆ La validation d’un bloc est réalisé en se basant sur la signature et un clé
publique
◆ La vérification est basée sur la résolution d’un problème cryptographique
complexe (et consommateur de puissance informatique). Ce résultat est
vérifiable collectivement grâce à « Proof of Work ». L’ensemble de cette
opération, et c’est le mot clef, s’appelle le «mining » ou minage en français
Signature[i]=Signature[i-1]+Hash[faits]+Random

4
3
Modèles de
déploiements de la
blockchain

modèles de déploiement : débat entre blockchain publique et
blockchain privée
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➔ Explication : le degré d’ouverture d’une blockchain peut être limité pour créer une blockchain dite «
privée » ou de « consortium ». Ce modèle s’oppose aux blockchains dites « publiques »,
comme celle à l’oeuvre derrière Bitcoin, que n’importe qui peut consulter et utiliser. Au sein d’une
blockchain « privée », la validation des blocs est effectuée par un nombre, au lancement, plus
limité de noeuds du réseau.
Pour rappel, seuls ces noeuds ont accès à l’ensemble des informations.
➔ Exemple: Les institutions financières préparent le déploiement d’une blockchain « privée » où la
validation des blocs nécessite uniquement l’approbation de 10 institutions, par opposition à une
validation par l’intégralité du réseau. Si l’idée de consensus issu de la majorité est mise à mal, ce
modèle présente des avantages en termes de rapidité de validation et de coûts d’infrastructure.
➔ Enjeux : La situation est analogue à celle du réseau Internet où des intranets privés cohabitent
avec l’Internet public : le débat blockchain publique/privée lie questions idéologiques et enjeux
techniques. Certains membres de la communauté Bitcoin originelle voient d’un mauvais oeil la
privatisation d’une technologie pensée et conçue pour être ouverte.

Focus sur les modèles de déploiement
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Blockchain
publique
Avantages
● Blockchain publique “historique” : Bitcoin
● Accessibles par tous : chacun peut accéder
au registre, envoyer des transactions et
participer au processus d’approbation
● Consensus de 51% des noeuds nécessaire à
la validation d’un bloc => génération de
problème de domination du réseau (ex:
Chine vs Etats-Unis)
● S’appuie sur une crypto-monnaie,
rémunération des noeuds de la blockchain
● Incitation économique permettant de co-
concevoir l’infrastructure
● Suppression du besoin d’un tiers de
confiance et de l’influence humaine: le code
régit son utilisation
Blockchain
privée
Avantages
● Les participants du consensus sont
identifiés, sélectionnés et limités
● Ces paramètres sont ajustables : la règle
des 51% disparaît
● L’accès au registre peut être soit public, soit
restreint aux participants du réseau
● Nul besoin de rémunérer les membres pour
la validation des transactions
● Gouvernance simplifiée, acteurs connus,
confidentialité, mise en conformité facilitée…

Focus sur les modèles de déploiement
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Inconvénients
● Anonymisation des mineurs: L’accès, la
lecture et la vérification du registre sont
ouverts à tous
● Ce caractère “tout public” renforce l’idée de
créer une blockchain privée, combinant les
avantages du modèle public (garantie
d’authenticité, décentralisation, etc.) tout en
renforçant la confidentialité.
Inconvénients
● Des acteurs humains participent à la gestion
des accès et du fonctionnement
● Initialement, la blockchain, alors publique,
avait pour objectif de supprimer les tiers de
confiance
Blockchain
publique
Blockchain
privée

Ecosystème de la
blockchain
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Écosystème blockchain en 2016
● $ 921 millions d’investissement
cumulé en capital risque sur des
sociétés développant les bitcoins ou
les blockchains.
● $ 116 millions de fonds levés pour
la société 21inc qui propose un
“ordinateur bitcoins” pour
développeurs.
● + de 30 banques et institutions
financières en cours de tests,
analyses ou investissements dans la
technologie blockchain.
● 106 000 : nombre de commerçants
acceptant les bitcoins.
● $ 6,3 millards : capitalisation du
bitcoins en mars 2016
Quelques chiffres
Source :
Finyear Group

Ecosystème de la blockchain
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Les blockchains
• Les différentes blockchains sont les « livres de comptes » qui enregistrent les utilisateurs et les
transactions d’un service donné : par exemple, les détails des transactions de la monnaie Bitcoin sont
enregistrés sur la blockchain Bitcoin.
• Une blockchain peut posséder des spécificités techniques qui favorisent des types d’applications
particulières ; c’est le cas de la Blockchain MUSE pour la rémunération des droits d’auteurs.
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La couche technologique
• Ces entreprises agissent comme l’interface technique entre une blockchain et les services qu’elles
proposent.
• Elles traitent les informations contenues dans une blockchain pour les rendre actionnables par des
services tiers.
• la croissance du modèle de blockchain privée tend à brouiller la séparation entre une blockchain et
cette couche technologique, à l’instar d’entreprises comme Ripple ou Linq.
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« Blockchain-as-a-Service »
Il s’agit d’applications utilisées directement par l’utilisateur final : leur fonctionnement
technique est transparent.
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Blockchain / Big Data et
IA, quels enjeux
stratégiques ?
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Protection de données
• Les données issues du Big Data :
• peuvent être à caractère personnel (données médicales, bancaires, etc.)
• nécessitent par conséquent une protection.
• La protection de ces données peuvent être
• soit par la mise en place d’un système d’anonymisation et de contrôle d’intégrité :
• a pour but de modifier le contenu de donnée afin de rendre impossible le lien entre la personne
physique ou morale et la donnée. Le contrôle d’intégrité d’une donnée vise à déterminer si une donnée
a été, ou non, altérée.
• soit par un système de chiffrement.
• Le chiffrement d’une donnée permet de s’assurer que la donnée n’est accessible qu’aux entités
autorisées . Ainsi, seules les entités autorisées détiendront les clés leur permettant de déchiffrer la
donnée en question.
• Cependant, un besoin se fait sentir : celui de favoriser la mise en place d’un système de gestion et
de protection des données par une approche collaborative (pas de tierce partie de confiance),
anonyme, et à faible coût.
• La Blockchain a été conçue pour répondre à ce besoin
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BigchainDB : The scalable blockchain database
• Plusieurs entreprise ont changé leur “data warehouses” des bases de données relationnelle avec un
système de “data lakes”.
• Cependants certains contraintes sont récurrentes :
• Tout d'abord, qui contrôle l'infrastructure lorsqu'il y a plusieurs acteurs impliqués?
• Deuxièmement, dans quelle mesure pouvez-vous faire confiance aux données?
• Enfin, comment pouvez-vous monétiser les données?
⇒ Un nouvel outil pour le big data: la technologie Blockchain
• la base de données BigchainDB blockchain combine les bénéfices des bases de données
distribuées (échelle, queryability) et les blockchains (décentralisés, immuables / audit trails, assets /
exchanges).
• Cette nouvelle technologie de base de données de blockchain a la scalabilité nécessaire en big
data, en s'appuyant sur les bases de données distribuées, comme MongoDB.
• Cela déverrouille le potentiel d'applications très intéressantes dans les grandes données: contrôle
partagé de l'infrastructure, pistes d'audit sur les données et possibilité d'un échange de données
universel
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Les Smart Contracts ont le pouvoir de rendre l’IA autonome
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permettre la collaboration entre les IA
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Mise en oeuvre
d’une solution
blockchain
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Étapes pour mettre en oeuvre une initiative blockchain
Un projet structurel (from scratch) blockchain doit prendre en compte plusieurs axes:
• Organisationnel : définir le périmètre, les équipes, les tâches, les jalons...
• Technologique : Définir et/ou développer les strates Infrastructure, Middleware,
Applications
• L’expérience utilisateur : Sous entend un impact émotionnel cumulé au bénéfice
rationnel, la démarche de l’expérience utilisateur est de créer une expérience agréable tout
en conservant le résultat.
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