La blockchain est un ensemble de structures permettant la création d’un registre immuable et sécurisé de transactions enregistrées sur une base de données. Ce registre est composé d’une chaine de blocs liés les uns aux autres, chaque bloc comportant une ou plusieurs transactions, cette chaine est recopiée sur l’ensemble des serveurs (appelés nœuds) du réseau ce qui garantit l’immuabilité du registre. Certains de ces nœuds sont responsables de la création et validation des blocs grâce à un algorithme de consensus intrinsèque à la technologie blockchain employée. Enfin des applications permettent aux utilisateurs de lire, écrire et modifier, en somme d’effectuer une transaction sur les informations de la blockchain. Nous pouvons distinguer deux familles de blockchain : les blockchains publiques et les blockchains privées. Quelles sont les différences ? Quels sont les avantages de l’une par rapport à l’autre ?
La différence entre blockchain publique et privée porte principalement sur 2 points : la soumission de transactions et l’algorithme de consensus.
Premièrement, une blockchain publique permet à chacun de devenir membre et acteur du réseau en hébergeant un nouveau nœud contrairement à une blockchain privée qui n’accepte que des membres sélectionnés par la gouvernance de cette dernière. Il s’agit généralement d’une organisation ou d’un consortium. Dans une blockchain publique, n’importe quel membre peut soumettre une transaction, il peut lire, écrire ou modifier la base de données. Ce n’est pas le cas pour une blockchain privée où, pour pouvoir soumettre une transaction, il faut posséder les permissions nécessaires. Par exemple, un membre d’une blockchain privée pourrait avoir uniquement la permission pour lire les informations présentes sur la base de données là où un autre membre aurait la permission de lire et modifier ces informations.
Ensuite, pour pouvoir fonctionner, une blockchain a besoin de créer et valider des blocs. Un nœud participant à la création des blocs doit donc être choisi parmi tous ceux existant afin de servir de modèle ; c’est le consensus. Il existe plusieurs consensus utilisés par les blockchains publiques : le consensus Proof of Work, qui consiste en la sélection du premier nœud ayant résolu un problème cryptographique s’appuyant sur le hashage, le consensus Proof of Stake, qui consiste en la sélection aléatoire d’un nœud ayant mis en gage une certaine quantité de crypto monnaie, ou le consensus Proof of Importance, qui consiste en la sélection d’un nœud en fonction de son ancienneté, son activité et sa possession de crypto monnaie. A noter que, généralement pour les blockchains publiques, pour inciter les nœuds à créer et valider des blocs, le nœud validant le bloc reçoit une récompense en crypto monnaie. Pour les blockchains privées, les consensus cités ci-dessus peuvent être utilisés mais il existe également le consensus Proof of Authority, où les nœuds sont directement désignés par la gouvernance de la blockchain, et le protocole Raft, où les nœuds élisent et suivent un chef parmi eux qui devient responsable de la création et vérification des blocs.
Ces différences engendrent des avantages et des inconvénients qui demandent à être pris en compte lors du choix de la technologie employée pour un projet.
L’utilisation d’une technologie blockchain par rapport à une autre entraîne des avantages et des inconvénients au sujet de la consommation énergétique, la rapidité et les améliorations possibles ou l’intégrité des informations.
Les blockchains publiques utilisant le consensus Proof of Work, consensus le plus répandu parmi les blockchains, requièrent une grande quantité d’énergie car la résolution du problème cryptographique nécessite une importante puissance de calcul. Cette importante consommation d’énergie est due à la compétition entre un grand nombre de nœuds qui rivalisent pour obtenir la récompense liée à la validation d’un bloc. Le rapport d’information N°1501 de l’Assemblée Nationale(1) indique que la consommation de la blockchain supportant le Bitcoin aurait été de 24TWh/an ce qui peut être comparée à la consommation du Danemark qui était de 25TWh en 2017. Les blockchains privées, n’utilisant pas ce consensus, ont donc une consommation énergétique drastiquement plus faible comme le montre l’article The Energy Consumption of Blockchain(2).
Ensuite, les blockchains privées, possédant moins de membres et s’appuyant sur le Proof of Authority ou le protocole Raft, peuvent traiter plus rapidement les transactions et se mettre à jour plus rapidement que les blockchains publiques, qui possèdent nettement plus de nœuds et des consensus chronophages. Cela permet également aux blockchains privées d’accepter plus rapidement des mises à jour, car le processus décisionnel nécessaire aux modifications de fonctionnement de la blockchain est plus rapide et moins étendu, là où, pour les blockchains publiques, ce processus décisionnel peut prendre un temps plus important voire mener à des scissions entre les membres et la création de chaines parallèles.
Enfin, l’intégrité des informations présentes dans une blockchain est d’autant plus importante que le nombre de nœuds est élevé, ce qui pourrait conduire à une plus faible intégrité des informations contenues sur des blockchains privées. Cependant, cette baisse est à nuancer. Les membres d’une blockchain privée sont choisis et approuvés par la gouvernance de cette dernière, ils sont donc considérés comme fiables et peu susceptibles de compromettre cette intégrité.
En conclusion, les principales différences entre une blockchain publique et privée sont les autorisations de soumission de transactions et la méthode de consensus. Ces caractéristiques sont à prendre en considération lors du choix d’une technologie puisqu’elles peuvent avoir un impact sur l’environnement et sur les processus métiers.
Les blockchains publiques sont ouvertes à tout participant contrairement aux blockchains privée qui choisissent leurs participants. Les blockchains privées garantissent la confidentialité des informations en présentant des permissions différenciées contrairement aux blockchains publiques qui permettent à tous leurs membres de voir et de soumettre des transactions. Les blockchains publiques s’appuient bien souvent sur le consensus énergivore de Proof of Work, là où les blockchains privées préfèrent des consensus plus sobres en énergie comme le protocole Raft.
La bonne gestion des déchets nécessite le concours d’un grand nombre d’acteurs partageant un besoin de traçabilité, de confidentialité et de sécurité de l’information. La technologie de blockchain privée Hyperledger(3) est un tiers de confiance numérique, résilient, rapide et sobre en énergie. Ce sont tous ces avantages qui ont convaincu TRACE de s’associer à IBM pour créer la blockchain CYCLop cœur commun de la traçabilité des déchets industriels, du bâtiments et des Travaux Publics.
Arthur C.
Ingénieur informatique chez TRACE
Source :
- https://www.assemblee-nationale.fr/dyn/15/rapports/micblocs/l15b1501_rapport-information
- https://link.springer.com/article/10.1007/s12599-020-00656-x
- https://www.hyperledger.org/