Les cryptomonnaies décryptées (1^e partie)

Quand on parle de cryptomonnaies, le premier exemple, et parfois le seul, qui vient à l’esprit est le «Bitcoin» ou BTC, contraction des mots anglais «bit» ou «unité de mesure binaire» et «coin» ou «pièce de monnaie». En 2008, une crise financière venait de passer par là et la foi en notre système bancaire s’était quelque peu étiolée. D’où la création, par une ou plusieurs personnes se cachant sous le pseudonyme de Satoshi Nakamoto, de cette devise numérique qui a ensuite ouvert la voie à de nombreuses autres cryptomonnaies (même si elle n’est pas la première à avoir vu le jour) et a mis en avant la technologie sécurisée de la «blockchain». Rassurez-vous, nous y reviendrons ci-après. Et ce qu’il faut encore savoir, c’est que le code sous-jacent au bitcoin est en «open source», c’est-à-dire disponible pour tous. Il a d’ailleurs été publié dans un livre blanc. Au-delà du Bitcoin, il existe plusieurs milliers de cryptomonnaies différentes, que l’on désigne aussi sous les termes de cryptodevises, cryptoactifs ou simplement jetons. 

Une cryptomonnaie est une devise purement virtuelle, qui n’a donc pas de contrepartie physique (ni billets, ni pièces d’aucune sorte), émise en quantité limitée (plafond en général arrêté dès le lancement, par exemple 21 millions de BTC seront émis au total), et qui ne dépend d’aucun «tiers de confiance» tels qu’un gouvernement, organisme émetteur officiel ou tout autre acteur institutionnel comme une banque centrale. On parle dès lors de finance décentralisée, en opposition avec la finance centralisée, à l’instar de notre système bancaire classique dans lequel les intermédiaires que sont les banques endossent (en théorie…) les risques relatifs à la gestion des fonds de ses clients. Ces devises numériques ne sont donc pas comparables à l’euro, au dollar américain ou à toute autre unité monétaire officielle émise par la banque centrale d’un pays. Elles n’ont pas de contre-valeur constante donc pas de cours légal. Les revenus en devise officielle qu’elles engendrent sont cependant imposables dans certains pays comme les États-Unis ou la France, la situation étant moins claire chez nous car cela dépend de l’aspect spéculatif ou non de l’investissement de base. Par ailleurs, au Salvador, le BTC est même devenu une devise officielle en septembre 2021, au grand dam du Fond Monétaire International qui trouve cela trop risqué notamment pour la stabilité financière de ce pays d’Amérique Centrale. La Centrafrique a également très récemment sauté le pas. Mais dans d’autres pays comme le Népal ou le Maroc, l’utilisation de cryptomonnaies est tout bonnement interdite.

Toute cryptodevise s’échange entre portefeuilles numériques, protégés par une clé privée, à travers un réseau «Peer-to-Peer» (P2P, que l’on pourrait traduire par «pair-à-pair»), c’est-à-dire sous le contrôle collectif de plusieurs utilisateurs considérés comme égaux et qui veillent aussi à l’émission de nouvelles unités monétaires. Dans ce type de protocole, il n’y a pas d’organe central de contrôle, ni de serveur unique: chaque utilisateur fait office de serveur. Les machines connectées entre elles sont quant à elles appelées les «nœuds» du réseau. Voilà pourquoi on parle de finance décentralisée. 

Les mineurs mettent leur puissance de calcul au service de la sécurisation de la blockchain qui reprend toutes les transactions en BTC dans l’ordre chronologique 

Cette fonction, appliquée à une série de caractères correspondant essentiellement aux transactions référencées dans un bloc, donne un certain résultat. Mais si l’on cherche à obtenir un résultat en particulier, par exemple commençant par un certain nombre de 0 (comme c’est le cas dans la blockchain des BTC), alors il faut chercher quelle valeur ajouter à cette série de caractères pour trouver le résultat escompté. Et c’est cette valeur à ajouter qui constitue la clé permettant de sceller le bloc. En cryptographie, on parle de «nonce». Cela désigne un nombre arbitraire qui ne sera utilisé qu’une fois. Il est demandé aux validateurs – les mineurs – d’user de leur puissance de calcul pour trouver ce code unique qu’est le nonce en testant, une à une, différentes possibilités. Dès qu’un mineur a trouvé la solution, cette dernière est communiquée aux autres qui peuvent vérifier que le calcul est correct. Si c’est le cas, le nonce est renseigné par tous dans le bloc en question. L’identifiant du bloc devient alors le résultat de la fonction SHA‑256 et sera repris dans le bloc suivant afin de lier, dans l’ordre, les blocs les uns aux autres.

Un bloc vérifié et scellé est ajouté aux blocs précédents sur tous les nœuds du réseau. Les portefeuilles concernés par les transactions peuvent alors être mis à jour. Après 10 minutes, un nouveau bloc est créé et on recommence ! Tout cela forme une base de données décentralisée sous la forme d’une longue chaîne de blocs ou «blockchain», disponible en ligne et bien moins vulnérable aux attaques qu’un registre présent sur un seul serveur. À la moindre tentative de modification du bloc (même d’une virgule), le résultat donné par la fonction SHA-256 changerait, ce qui enverrait une alerte aux nœuds du réseau et le bloc en question serait refusé. Si un nœud ne trouvait pas le bon résultat et afin de continuer à faire partie du réseau, sa version du bloc devrait être supprimée et remplacée par le bloc valide copié d’un autre nœud.

La résolution de ce problème correspond dans le jargon à une «preuve de travail» (PoW pour «Proof-of-Work» en anglais) et on parle de «mining» ou «minage» par analogie avec certaines ressources naturelles comme l’or, qui demande de plus en plus d’énergie pour en extraire de nouvelles quantités. En contrepartie du travail de calcul (et de la dépense énergétique) fourni pour trouver le nonce et aider à sécuriser le réseau, le mineur victorieux gagne une récompense («block reward») en cryptomonnaie nouvellement générée, à laquelle s’ajoutent les frais des transactions reprises dans le bloc. La complexité des calculs est adaptée en temps réel par un algorithme afin que les blocs soient toujours émis à 10 minutes d’intervalle: plus il y a de mineurs connectés, plus les problèmes à résoudre sont compliqués, ce qui permet de garder le contrôle sur le nombre de jetons émis et donc sur la valeur de la cryptomonnaie. Et quand les problèmes mathématiques se compliquent, la puissance de calcul nécessaire et l’électricité requise augmentent également. Au départ, les mineurs pouvaient être des particuliers, mais la difficulté croissante demande maintenant un matériel de pointe souvent détenu par des entreprises spécialisées dans le minage ou par des coopératives de mineurs.

Ce concept de minage par «preuve de travail» a été mis au point par Bitcoin avec comme bémol, une limitation en vitesse de traitement des transactions. Au début (à partir du 3 janvier 2009), le nombre de BTC créés et donc récoltés par les mineurs était de 50 par bloc, donc 50 toutes les 10 minutes. Ce nombre diminue de moitié environ tous les 4 ans (donc tous les 210 000 blocs) et est tombé à 6,25 jetons en mai 2020. Cela s’appelle le «halving», provenant du mot anglais «half» qui signifie «moitié». De la sorte, la cryptomonnaie devient de plus en plus difficile à obtenir par minage, à l’instar de certaines ressources naturelles, la protégeant en plus de l’hyperinflation qui pourrait survenir si trop de monnaie était créée. Lorsque 21 millions de BTC seront en circulation, plus aucun nouveau jeton de cette cryptomonnaie ne sera généré et le minage ne permettra donc plus d’en gagner. Cela devrait arriver vers 2140 ! Alors qu’il n’a fallu qu’une dizaine d’années pour créer les 17 premiers millions de BTC, il faudra plus de 100 ans pour générer les 4 derniers millions. La réduction du taux de production de BTC, notamment combinée à la limite du nombre total de jetons qui seront mis en circulation, en font une devise déflationniste.

Le taux de conversion entre cryptomonnaies et devises officielles obéit à la loi de l’offre et de la demande. Il s’agit d’une moyenne des cours sur l’ensemble des plateformes d’échange dans le monde, indicateur pouvant être très volatile. Par exemple, un BTC valait environ 4 € en 2012, 860 € fin 2013, plus de 16 000 € fin 2017 et plus de 37 000 € en mars dernier (avec de nombreuses chutes entre les différentes périodes). Imaginez donc être mineur et récolter 6,25 BTC en récompense pour votre dernière preuve de travail…

Notons que la technologie de la blockchain est applicable à de nombreux autres domaines qui commencent sérieusement à s’y intéresser, comme le transfert de titres de propriété, d’obligations ou les assurances. Et la «preuve de travail» n’est pas le seul moyen de sécuriser une blockchain. Mais, nos neurones ayant déjà pas mal travaillé, je vous propose de laisser cela pour le prochain numéro. Nous y verrons comment il est possible de se procurer des cryptomonnaies et nous passerons à la loupe ce monde virtuel qui regorge de cryptodevises différentes, le tout sous l’œil expert d’une physicienne pour qui le minage de cryptomonnaies n’a plus aucun secret. En attendant, nous vous souhaitons de passer un très bel été. Rendez-vous en septembre pour la suite de nos aventures.