Présentation

Apparues il y a 10 ans comme combinaison de technologies plus anciennes formant le protocole sous-jacent au bitcoin, les blockchains permettent des échanges décentralisés et sécurisés, sans qu'il soit besoin d'un tiers de confiance. Leurs applications dépassent le cadre strict des cryptomonnaies et sont potentiellement nombreuses mais peu conjuguent à ce jour maturité technologique suffisante et pertinence de l'usage, estime l'OPECST. La recherche doit relever le défi de la capacité des blockchains à monter en charge, ainsi que celui de leur consommation énergétique.

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Sommaire

RÉSUMÉ

INTRODUCTION

PREMIÈRE PARTIE : HISTORIQUE ET FONCTIONNEMENT DES BLOCKCHAINS

I. AUX ORIGINES DES BLOCKCHAINS

 A. UNE INNOVATION TECHNOLOGIQUE DANS LE SILLAGE DU MOUVEMENT POUR LE LOGICIEL LIBRE ET, SURTOUT, DE LA COMMUNAUTÉ « CYPHERPUNK »
 1. Le projet d'une monnaie électronique chiffrée permettant de contourner les autorités publiques apparaît dans les années 1980
 2. Les échecs des premières tentatives de création de monnaies numériques

B. L'ARTICLE FONDATEUR DE SATOSHI NAKAMOTO
 1. Une construction théorique qui vise à relever le défi de la double dépense et celui de la tolérance aux pannes
 2. La blockchain du bitcoin, un mécanisme de confiance fondé sur des consensus

C. LES BLOCKCHAINS PAR RAPPORT À INTERNET
 1. Le modèle « OSI »
 2. Une incertitude sur la place des blockchains dans ce cadre

II. DES BLOCS « HORODATÉS » RELIÉS PAR LA CRYPTOGRAPHIE : LE FONCTIONNEMENT DE LA CHAÎNE DE BLOCS

 A. L'UTILISATION D'ALGORITHMES ASYMÉTRIQUES
 1. Un système reposant sur une paire de clés, publique et privée
 2. Un système pseudonyme plus qu'anonyme
 3. L'horodatage (timestamping)

B. DES BLOCS LIÉS ENTRE EUX PAR DES FONCTIONS DE HACHAGE
 1. Le fonctionnement de ces fonctions
 2. L'utilité du hachage pour la chaîne de blocs
 3. Les difficultés de ces fonctions

III. UN REGISTRE DISTRIBUÉ MIS À JOUR AU SEIN D'UN RÉSEAU PAIR À PAIR

 A. LES NOEUDS DU RÉSEAU ET LE CONSENSUS
 1. La diffusion des blocs sur un réseau pair à pair
 2. La nécessité d'une méthode de consensus

B. LA « PREUVE DE TRAVAIL » ADMINISTRÉE PAR LES MINEURS
 1. Des épreuves cryptographiques dénommées minage
 2. La réponse au problème des chaînes parallèles
 3. La concentration des mineurs

C. LES AUTRES MODES DE PREUVES
 1. La recherche d'alternatives à la preuve de travail
 2. Les avantages et les inconvénients des différentes méthodes

IV. LES RÉFORMES DES BLOCKCHAINS : HARD FORKS ET SOFT FORKS

 A. VOIES ET MOYENS DES MODIFICATIONS DU CODE DES BLOCKCHAINS
 1. Pourquoi modifier le code d'une blockchain ?
 2. Comment modifier le code d'une blockchain ?

B. DES PROBLÈMES DIFFÉRENTS SELON LA RÉTROCOMPATIBILITÉ DE LA RÉFORME
 1. Distinguer les évolutions selon leur rétrocompatibilité
 2. Risques et intérêts des hard forks

V. DE NOMBREUSES BLOCKCHAINS PROPRES À CHAQUE CRYPTOMONNAIE

 A. LE SYSTÈME ETHEREUM ET L'ETHER
 1. L'ouverture de nouvelles perspectives
 2. Des problématiques spécifiques
 3. L'absence de recours au protocole « UTXO »

B. LES AUTRES CRYPTOMONNAIES
 1. Plus de 1 600 cryptomonnaies distinctes en juin 2018
 2. Quelques exemples

VI. LA DISTINCTION ENTRE BLOCKCHAINS OUVERTES OU PUBLIQUES ET BLOCKCHAINS FERMÉES OU PRIVÉES

 A. ÉVITER UNE CONFUSION FRÉQUENTE

B. LES BLOCKCHAINS PRIVÉES SONT-ELLES DE « VRAIES » BLOCKCHAINS ?

VII. LES TECHNOLOGIES DE REGISTRES DISTRIBUÉS ALTERNATIVES AUX BLOCKCHAINS

 A. DES LEDGERS FONDÉS SUR DES « GRAPHES ORIENTÉS ACYCLIQUES » (DIRECTED ACYCLIC GRAPHS OU DAG)
 1. Des projets en développement
 2. Des registres distribués qui forment des réseaux maillés

B. DES TECHNOLOGIES ENCORE PEU MÛRES
 1. Un problème de fiabilité
 2. Une alternative encore très hypothétique

DEUXIÈME PARTIE : LES ENJEUX DES BLOCKCHAINS

I. LES DÉFIS DE LA MONTÉE EN CHARGE (« SCALABILITÉ ») ET DE LA SÉCURITÉ

 A. RÉPONDRE AU DÉFI DU NOMBRE DE TRANSACTIONS
 1. Une question décisive
 2. Des solutions encore en développement

B. RÉPONDRE AU DÉFI DES RISQUES D'ATTAQUES
 1. Attaques contre les interfaces
 2. Attaques contre les applications et le cas de TheDAO
 3. Attaques utilisant le procotole
 4. Attaques contre le protocole lui même

II. D'AUTRES APPLICATIONS QUE LES CRYPTOMONNAIES POUR LA BLOCKCHAIN ?

 A. DES SERVICES D'ATTESTATION ET DE CERTIFICATION GRÂCE AUX BLOCKCHAINS
 1. La plupart des applications ne conjuguent pas encore pertinence de l'usage et maturité technologique suffisante
 2. Les cas de l'Estonie et de Zoug

B. L'UTILISATION DANS LES PROCÉDURES ÉLECTORALES ET LE VOTE
 1. Un cas d'usage encore fragile
 2. Une analyse du Parlement Européen

C. DES SMART CONTRACTS POUR PROGRAMMER LA BLOCKCHAIN
 1. Une définition encore peu stabilisée
 2. La réintroduction de « tiers de confiance »

D. UN CONTINUUM D'APPLICATIONS ALLANT DE SIMPLES PROJETS AUX APPLICATIONS AVÉRÉES
 1. Beaucoup d'idées et encore peu de projets concrets
 2. Les blockchains en sont encore à un stade peu avancé

III. LES ENJEUX MONÉTAIRES, FINANCIERS ET ÉCONOMIQUES

 A. UNE VALORISATION DE 250 MILLIARDS D'EUROS
 1. La place des cryptomonnaies parmi les autres types de monnaies
 2. Le cas du bitcoin
 3. Un poids croissant qui reste à relativiser

B. LA QUESTION DES ICO (INITIAL COIN OFFERINGS)
 1. Une des applications phares des blockchains
 2. Des problèmes allant de la transparence à l'escroquerie
 3. Une opportunité nouvelle pour le financement des start-up

IV. LES ENJEUX ÉNERGÉTIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX

 A. PLUSIEURS MÉTHODES D'ESTIMATION
 1. La méthode économique : 45 à 200 TWh/an
 2. La méthode « Bévand » : 60 à 80 TWh/an
 3. La méthode de calcul d'un minimum : 46,5 à 62 TWh/an

B. DES IMPACTS CONSIDERABLES, COMME L'ACCROISSEMENT MARQUÉ DES ÉMISSIONS DE GAZ À EFFET DE SERRE

C. VRAIES ET FAUSSES SOLUTIONS D'UN PROBLÈME QUE LA RECHERCHE DOIT CONTRIBUER À RÉSOUDRE

V. LES ENJEUX JURIDIQUES

 A. FRAUDES, CADRE JURIDIQUE DÉFAILLANT ET RÉGIME FISCAL FLOU
 1. Activités frauduleuses
 2. Insertion de données illégales
 3. Fiscalité
 4. Régime de responsabilité

B. LA PROTECTION DES DONNÉES PERSONNELLES
 1. La blockchain est-elle compatible avec le RGPD ?
 2. Quelques solutions techniques envisageables
 3. Des solutions insuffisantes

VI. DES ENJEUX DE SOUVERAINETÉ ?

 A. LA GÉOPOLITIQUE DU MINAGE

B. UNE LOGIQUE MONOPOLITISQUE

C. LES PERSPECTIVES EUROPÉENNES ET L'IMPASSE DES BLOCKCHAINS SOUVERAINES

CONCLUSION

LISTE DES PERSONNES CONSULTÉES

BIBLIOGRAPHIE

SYNTHÈSES DES AUDITIONS CONDUITES PAR LES RAPPORTEURS

I. AUDITIONS DU 27 MARS 2018
 1. Mme Claire Balva, présidente de Blockchain Partner
 2. M. Renaud Lifchitz, consultant et chercheur en sécurité informatique
 3. M. Ricardo Perez-Marco, directeur de recherche en mathématiques

II. AUDITIONS DU 28 MARS 2018
 1. Mme Emmanuelle Anceaume, chargée de recherche en informatique (IRISA-CNRS)
 2. M. Simon Polrot, avocat, fondateur d'Ethereum France et de VariabL
 3. M. Pierre Porthaux, président de Blockchain Solution et d'EmergenceLab

III. AUDITIONS DU 4 AVRIL 2018
 1. M. Jean-Paul Delahaye, professeur d'informatique à l'Université de Lille I
 2. M. Manuel Valente, directeur de La Maison du Bitcoin
 3. M. Gérard Memmi, responsable du département informatique de Telecom ParisTech

IV. AUDITIONS DU 24 MAI 2018
 1. M. Jean Zundel, spécialiste d'Ethereum
 2. MM. Ken Timsit, directeur général de Consensys France et Jérôme de Tychey, responsable blockchain chez Consensys et président de l'association Asseth
 3. MM. Nicolas Courtois, professeur à l'University College of London, Vincent Danos, chercheur au département d'informatique de l'École Normale Supérieure et Daniel Augot, chercheur à l'INRIA

V. AUDITIONS DU 29 MAI 2018
 1. MM. Renaud Roquebert, avocat conseil et Bilal Chouli, co-fondateur de Neurochain
 2. M. David Pointcheval, chercheur au CNRS, ENS/Université PSL – INRIA
 3. Mmes Amandine Jambert, ingénieur expert à la CNIL, Guilda Rostama, juriste et Tiphaine Havel, conseillère parlementaire
 4. M. Georg Fuchsbauer, chercheur au département d'informatique de l'ENS

RÉUNION DE L'OFFICE DU 12 AVRIL 2018 : EXAMEN D'UNE NOTE COURTE SUR LES CHAÎNES DE BLOCS (BLOCKCHAINS)

RÉUNION DE L'OFFICE DU 14 JUIN 2018 : ADOPTION DU RAPPORT

COURRIER DE LA MISSION D'INFORMATION COMMUNE DE L'ASSEMBLÉE NATIONALE SUR LES BLOCKCHAINS

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Fiche technique

Autre titre : Titre de couverture : Comprendre les blockchains : fonctionnement et enjeux de ces nouvelles technologies

Type de document : Rapport parlementaire

Pagination : 209 pages

Édité par : Sénat : Assemblée nationale

Collection : Les Rapports de l'OPECST

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