Lorsque vous achetez quelque chose dans un magasin, vous vous séparez des billets de banque et recevez en retour l'article que vous avez payé, assurant ainsi un transfert de valeur clair. Avec la banque numérique, comme une carte de débit ou de crédit, la banque communique avec le détaillant pour s'assurer que le montant est déduit de votre compte. Cependant, avec les cryptomonnaies, le processus n'est pas aussi clair. Cela soulève la question de savoir comment le réseau blockchain empêche la cryptomonnaie d'être dépensée deux fois. C'est là que la technologie blockchain assure la sécurité des transactions grâce à la finalité des blocs.

Qu'est-ce que la finalité du bloc ?

La finalité du bloc fait référence à la nature permanente d'une transaction une fois qu'elle est enregistrée sur la blockchain. Contrairement à la finance traditionnelle, où les transactions peuvent être annulées, les transactions de la blockchain deviennent irréversibles une fois qu'elles atteignent la finalité. Cela est essentiel pour maintenir l'intégrité du réseau, car aucun participant ne peut altérer ou modifier les transactions passées.

Le point auquel la finalité est atteinte dépend du mécanisme de consensus utilisé sur cette blockchain particulière. Que ce soit à travers la Preuve de Travail (PoW), la Preuve d'Enjeu (PoS), ou d'autres modèles de consensus, chaque réseau a une méthode pour déterminer quand une transaction est confirmée et incluse de manière permanente dans la blockchain.

Comment fonctionne la finalité du bloc ?

Chaque réseau blockchain est unique, avec ses caractéristiques distinctes, mais la finalité du bloc - un concept clé pour la sécurité - existe sur tous les réseaux, atteinte grâce à différentes méthodes. Le mécanisme de consensus, qui vérifie les transactions et garantit la sécurité d'un réseau décentralisé, est au cœur de la manière dont la finalité est atteinte à travers les blockchains.

Différentes blockchains utilisent différents mécanismes de consensus adaptés à leurs besoins. Des exemples populaires incluent la preuve de travail (PoW), la preuve d'enjeu (PoS) et la preuve d'historique (PoH) - les deux derniers exemples sont utilisés collectivement sur le réseau Solana. Ces mécanismes définissent comment les transactions sont vérifiées et quand elles atteignent la finalité, c'est-à-dire qu'elles sont enregistrées de manière permanente et ne peuvent pas être annulées.

Par exemple, Bitcoin utilise le mécanisme traditionnel de preuve de travail, où les mineurs rivalisent pour résoudre des algorithmes complexes afin de valider les transactions. Une caractéristique clé de PoW, particulièrement pertinente pour la finalité des blocs, est la « règle de la chaîne la plus longue ». Dans ce système, la chaîne avec le plus de travail accumulé est considérée comme valide. À mesure que des blocs sont ajoutés à la blockchain Bitcoin après une transaction, sa finalité se renforce, la rendant de plus en plus sécurisée et irréversible.

Source :gsr.io

La finalité est atteinte différemment dans les réseaux de preuve d'enjeu (PoS), tels que Ethereum, après la transition vers Ethereum 2.0. Au lieu des mineurs, des validateurs sont choisis en fonction de la quantité de cryptomonnaie qu'ils ont mis en jeu. Ces validateurs sont responsables de la proposition et de la validation de nouveaux blocs. Les réseaux PoS utilisent des protocoles comme “Casper” pour appliquer les règles de finalité.

Source: unitychain.io

Une fois qu'un bloc est validé et ajouté à la blockchain, il nécessite le consensus d'une majorité de validateurs pour être inversé, ce qui impliquerait qu'ils sacrifient leurs actifs mis en jeu. Ce moyen de dissuasion économique, combiné à l'exigence de plusieurs confirmations, garantit que, une fois qu'une transaction atteint sa finalité sur un réseau PoS, il est extrêmement difficile et coûteux de l'inverser, le rendant aussi sécurisé que le PoW mais avec une plus grande efficacité et évolutivité.

Types de Bloc Finalité

Les différentes chaînes de blocs ont différents moyens d'atteindre la finalité. Parmi tous les différents réseaux et mécanismes de consensus correspondants, la blockchain a quatre principaux types de finalité. Ils sont classés selon le degré de certitude et d'irréversibilité des transactions et des blocs une fois ajoutés au réseau. Les différents types de finalité des blocs comprennent :

Finalité probabiliste

Le plus courant dans les réseaux de preuve de travail comme Dogechain, la finalité probabiliste est une finalité basée sur la chaîne simple. Au lieu d'une finalité absolue une fois qu'un bloc a été ajouté à un réseau, il est considéré comme probablement final et la probabilité et la certitude de la transaction sont accrues avec les nouveaux blocs enregistrés au-dessus de ce bloc initial. On dit que la finalité probabiliste est atteinte lorsqu'une transaction a été minée, enregistrée sur la chaîne publique et qu'un bloc ultérieur a été miné après elle.

Finalité absolue

L'absolue finalité est le degré le plus élevé de certitude quant à la permanence d'une transaction une fois confirmée. Avec une absolue finalité, une fois qu'une transaction est confirmée et enregistrée sur la blockchain, elle ne peut jamais être modifiée ou annulée. L'absolue finalité est plus courante sur les réseaux blockchain tels que Stellar et Ripple, qui utilisent un consensus fédéré. Un mécanisme de consensus fédéré est soutenu par un groupe de validateurs de confiance qui sécurisent le réseau en confirmant les blocs individuels.

Finalité économique

La finalité économique diffère en ce que la sécurité dépend du gain ou de la perte financière. Il s'agit d'une caractéristique du mécanisme de consensus de preuve d'enjeu, où les validateurs doivent miser des jetons pour participer à la sécurité du réseau. Ils risquent également de perdre les jetons misés s'ils agissent de manière malveillante. Ainsi, la confirmation des blocs est motivée par des incitations financières, et la sécurité est maintenue par des mesures dissuasives financières. Dans des réseaux tels qu'Ethereum, le coût des actions malveillantes, telles que le double dépense ou l'annulation des transactions, dépasse la récompense potentielle pour la validation des blocs, garantissant ainsi la finalité des transactions et la sécurité du réseau.

Finalité instantanée

C'est le niveau le plus élevé et le type le plus difficile de bloc final à atteindre. Avec la finalité instantanée, une transaction est considérée comme confirmée et donc irréversible une fois enregistrée sur le réseau. En réalité, ce niveau de finalité nécessiterait des modifications importantes de la nature traditionnelle d'une blockchain et du processus de confirmation de transaction.

Il ne peut pas être dit de manière factuelle si un réseau a atteint une finalité instantanée, mais certains blockchains utilisant les mécanismes de consensus tolérants aux fautes byzantines (BFT) comme Cosmos sont censés atteindre une finalité presque instantanée. Le protocole Shardeum est un réseau qui tente d'atteindre des résultats similaires en utilisant le mécanisme de consensus Proof of Quorum qui garantit un grand livre partagé dans la confirmation des transactions effectuées sur le réseau.

Finalité de l'État

Un autre type de finalité est plus préoccupé par le tableau d'ensemble, à savoir la blockchain elle-même plutôt que les transactions individuelles. Avec la finalité d'état, on considère si une transaction d'état, qui est un changement dans l'état de la blockchain comme l'exécution d'un smart contrat, peut être modifiée ou annulée une fois qu'elle est terminée. La finalité d'état est également importante car, pour les protocoles décentralisés comme Ethereum et Solana, la permanence des smart contrats exécutés est importante pour la sécurité et l'efficacité des applications décentralisées.

Pourquoi la finalité du bloc est-elle importante?

La finalité du bloc est très importante dans les discussions sur la sécurité et la fiabilité du réseau. Cependant, ce concept fondamental est mieux compris dans le contexte des contrats intelligents et de la question de la double dépense.

Les contrats intelligents sont l'épine dorsale des applications décentralisées, les plus courantes sur les réseaux DeFi tels que Solana et Ethereum. Dans la finance décentralisée (DeFi), les contrats intelligents automatisent les transactions financières telles que les prêts, les emprunts et les échanges sans intermédiaires. La finalité des blocs est essentielle pour que ces processus fonctionnent de manière fluide et sécurisée.

Par exemple, lorsqu'un utilisateur lance un échange sur un échange décentralisé (DEX) comme Uniswap, un contrat intelligent met automatiquement en correspondance l'échange et transfère des jetons entre les utilisateurs. La finalité du bloc garantit que l'échange est immuable une fois que cette transaction est confirmée et enregistrée sur la blockchain. Sans finalité, un acteur malveillant pourrait potentiellement annuler la transaction ou exploiter le système, sapant l'intégrité de l'écosystème DeFi. Sans finalité de bloc, l'issue de ces contrats serait incertaine, ouvrant la voie à des conflits potentiels ou des attaques, telles que la double dépense ou les annulations de transaction.

Le concept de double dépense est un autre exemple où l'importance de la finalité du bloc est mise en évidence. La double dépense est un problème qui se produit lorsque le même jeton est dépensé plus d'une fois dans plusieurs transactions. Il est considéré comme une attaque car il permet à l'acteur malveillant de dépenser les mêmes pièces plus d'une fois. La finalité du bloc empêche la double dépense en veillant à ce qu'elle soit enregistrée une fois qu'une transaction a été exécutée. Une fois qu'une transaction a été confirmée et enregistrée sur le réseau de chaînes, le grand livre de la blockchain a enregistré de manière permanente qu'un jeton a été dépensé pour exécuter une transaction spécifique. Par exemple, une fois que la transaction est vérifiée, tous les nœuds partagent le même enregistrement de la blockchain dans un réseau de preuve de travail qui indique que ces jetons ont été dépensés. De cette manière, un acteur malveillant ne peut pas dépenser à nouveau les mêmes jetons.

La finalité des blocs dans différents Layer 1s

La finalité du bloc détermine la permanence de chaque transaction émise sur la blockchain. Cependant, la technologie de la blockchain est très compliquée, et de nombreux autres facteurs interviennent dans le traitement des transactions sur la blockchain.

La finalité du bloc n'est pas la seule chose impliquée dans le traitement des transactions. D'autres concepts comme la latence du réseau, le temps de bloc et le TPS (transactions par seconde) sont considérablement plus importants. La latence du réseau peut être décrite comme le temps observé entre l'émission et la confirmation d'une transaction. En revanche, le temps de bloc est le temps nécessaire pour extraire chaque bloc avant qu'il ne puisse être ajouté au réseau. Les transactions par seconde (TPS) sont souvent confondues avec la latence du réseau, mais le TPS est le nombre total de transactions qu'un réseau peut gérer par seconde. Il peut être décrit comme le débit d'un réseau.

D'autres concepts comme la hauteur du bloc, la taille du bloc et les blocs orphelins valent la peine d'être considérés. La hauteur et la taille du bloc font référence au nombre de blocs précédant le bloc actuel sur la chaîne du réseau, tandis que la taille fait référence à la quantité totale de transactions pouvant être enregistrée sur la chaîne. Par exemple, la taille de bloc typique sur le réseau Bitcoin est de 1 Mo, tandis que celle d'Ethereum est de 1 Mo. Les blocs orphelins sur la chaîne sont la conséquence de la règle de la plus longue chaîne. Comme expliqué précédemment, le bitcoin suit la règle de la plus longue chaîne en adoptant la chaîne prouvée la plus longue. En conséquence de cette règle, les blocs déjà minés qui sont abandonnés au profit de la chaîne la plus longue deviennent des blocs orphelins séparés du reste de la blockchain.

Obstacles à la finalité des blocs

Hard Forks


Un des principaux défis à la finalité du bloc est l'occurrence de fourches dures. Une fourche dure se produit lorsqu'une blockchain se divise en deux chemins distincts en raison d'un changement dans le protocole ou d'un désaccord entre les participants. Cela crée deux versions de la blockchain, dont chacune peut temporairement prétendre être la chaîne légitime. Dans le contexte de la finalité, une fourche dure perturbe la certitude que les transactions sont permanentes et irréversibles. Si la chaîne bifurquée est acceptée comme dominante, les transactions confirmées sur la chaîne précédente peuvent être invalidées, sapant la confiance des utilisateurs dans la finalité du réseau.

Latence du réseau et retards de communication

Un autre problème qui affecte la finalité des blocs est la latence du réseau ou la communication lente entre les nœuds. Dans les réseaux décentralisés, les nœuds doivent communiquer fréquemment pour se mettre d'accord sur l'état de la blockchain et confirmer les transactions. S'il y a des retards dans la communication, soit en raison de la distance physique ou de la congestion du réseau, cela peut ralentir la validation des blocs et entraîner une incertitude quant à la finalité des transactions. Dans les systèmes de preuve d'enjeu ou de preuve de travail, une propagation lente des blocs peut créer des forks temporaires, ce qui retarde la finalité des transactions.

Vulnérabilités des contrats intelligents


Les vulnérabilités des contrats intelligents remettent également en question la finalité du bloc, en particulier sur des plateformes telles qu'Ethereum qui prennent en charge des applications décentralisées. Si un contrat intelligent contient un bug ou est exploité par des acteurs malveillants, les transactions initialement considérées comme définitives peuvent devoir être annulées ou contestées. Bien que les blockchains soient conçues pour empêcher la manipulation de l'historique des transactions, la complexité des contrats intelligents crée une couche supplémentaire de risque. Si un contrat est compromis, les conséquences peuvent être graves, car même les transactions finalisées pourraient être invalidées par une intervention légale ou communautaire.

Un exemple parfait est le tristement célèbre piratage de la DAO en 2016, où un attaquant a exploité une vulnérabilité dans le code d'une organisation autonome décentralisée (DAO) pour aspirer 60 millions de dollars d'Ether. Bien que la blockchain ait techniquement atteint la finalité en confirmant ces transactions, l'exploit a déclenché une bifurcation difficile dans le réseau Ethereum, conduisant à la création d'Ethereum Classic.

Attaques de 51%


Une attaque de 51% est l'une des menaces les plus graves pour la finalité des blocs. Elle se produit lorsqu'une seule entité ou un groupe contrôle plus de 50% de la puissance de calcul ou des jetons mis en jeu du réseau. Avec cette majorité, ils peuvent réécrire l'historique de la blockchain en créant des chaînes alternatives, en effectuant des doubles dépenses ou en annulant des transactions précédemment confirmées. Cela remet en cause le principe fondamental de la finalité, car il devient possible pour les attaquants de manipuler des blocs qui étaient autrefois considérés comme sûrs et irréversibles. Bien que de telles attaques soient difficiles à exécuter sur des réseaux importants et bien établis, elles restent une préoccupation importante pour les blockchains plus petites ou moins décentralisées.

Conclusion

La finalité du bloc est un concept primaire de la technologie de la blockchain car elle garantit que les transactions, une fois confirmées, sont permanentes et irréversibles. Elle est responsable de la sécurisation des réseaux de cryptomonnaies et de la prévention d'activités malveillantes telles que la double dépense.

Alors que les réseaux de blocs continuent de croître, de nouveaux mécanismes de consensus sont conçus aux côtés de nouveaux processus pour atteindre la finalité du bloc. Même dans ce contexte, des défis de finalité du bloc continuent d'exister, soulignant l'importance du développement de réseaux plus solides.