SlideShare une entreprise Scribd logo
#DevoxxFR
La Blockchain en détails
Benoit Lafontaine
Yann Rouillard
1
#DevoxxFR
OCTO
2
#DevoxxFR
Benoît Lafontaine!
Directeur Technique!
bla@octo.com !
@joel1di1!
Yann Rouillard!
Consultant Senior !
yro@octo.com !
@yannrouillard!
3
#DevoxxFR
Agenda
Origine : Bitcoin, Pourquoi, Comment ?
Présent :
Ethereum et les smarts-contract
Les usages d’aujourd’hui
Futur :
Les usages de demain…
La question de la gouvernance
5
#DevoxxFR
Bitcoin, comment ça marche?
6
#DevoxxFR
Bitcoin est un réseau pair à pair
permettant de transférer de
l'argent, sans avoir recours à une
entité centrale, telle une banque
7
#DevoxxFR
Notions de base en cryptographie
Fonction de hachage & signature électronique
(rien de bien nouveau sous le soleil)
8
#DevoxxFR
Fonction de hachage ou « Hash »
9
#DevoxxFR
Hash
Origine H(origine)
Voici un texte super long f272bcf903
Bonjour Devoxx! d1be9c0ff4
Bonjour Devoxx. 0084a53e9d
Bonjour Devoxx. 0084a53e9d
N’importe quelle!
taille d’entrée!
Taille de sortie fixe!
La moindre variation!
produit un hash
différent!
Une même entrée produit
toujours le même hash!
10
#DevoxxFR
Exemple de hash (SHA256)
69ac2bc80759bd67c763198ffe9c3bc88ff96caaf4a6fee25776149abab64a66
11
#DevoxxFR
Propriétés des hashs
Rapide ! Résistant à la collision!
Origine H(origine)
Mon message 78baf23503
Non réversible!
12
#DevoxxFR
Signature électronique
13
#DevoxxFR
Principe de la signature électronique
Kpub, Kpriv = GenerateKeys!
!
!
Signature = sign(Kpriv, message)!
!
!
isValid = verify(Kpub, message, signature)!
14
#DevoxxFR
Propriétés des signatures électroniques
1 message => 1 signature
Non forgeable, même en connaissant la clé publique
Attention à ne pas divulguer sa clé privée
15
#DevoxxFR
Après la crypto,
les structures de données
17
#DevoxxFR
Block chain (en 2 mots)
18
#DevoxxFR
Block chain (en 2 mots)
Blocs de données qu’on lie entre eux !
en y incorporant le hash du bloc précédent!
19
#DevoxxFR
Merkle tree
Franchement, on aurait pu se passer de l’explication technique. Mais on
en trouve partout dans Bitcoin et les autres Blockchains, à tel point
qu’on dit que la Blockchain n’est qu’un gigantesque Merkle Tree. Du
coup, on s’en dit que c’était pas mal d’en parler. Enfin, surtout Yann,
moi j’étais moins chaud, mais comme il a les cheveux longs je lui ai
laissé cette victoire. Et puis comme ça vous pourrez briller en société.
Parce qu’entre nous, si vous ne parlez pas de Blockchain en 2016,
sérieux…
20
#DevoxxFR
Merkle Tree
H( )!
21
#DevoxxFR
Merkle Tree
H( )!
22
#DevoxxFR
Assemblage
23
#DevoxxFR
La transaction dans Bitcoin
Règle #1 : On ne peut transférer que les bitcoins que l’on possède
Transactions de type « Paye »
Règle #2 : Seuls les mineurs peuvent créer des bitcoins (on verra comment plus
tard)
Transactions de type « CoinBase »
24
#DevoxxFR
Exemple : Michel veut donner 1 bitcoin à Alice
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye(CléPubliqueAlice, H( ))!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye(CléPubliqueBob, H( ))!
Signée par CléPrivéeAlice!
25
#DevoxxFR
Problème #1
Donner plusieurs bitcoins en même temps
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye(CléPubliqueAlice, H( ), H( ))!
Signée par CléPrivéeMichel!
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
26
#DevoxxFR
Problème #2 : La division de bitcoins
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye(CléPubliqueAlice, H( ), H( ))!
Signée par CléPrivéeMichel!
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
27
#DevoxxFR
Problème #2 : La division de bitcoins
Paye(CléPubliqueAlice, H( ), H( ))!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye([ CléPubliqueBobà 1.5),!
CléPubliqueAliceà 0.5)]!
H( ))!
Signée par CléPrivéeAlice!
Paye(CléPubliqueChris, H( ))!
Signée par CléPrivéeBob!
Paye(CléPubliqueDavid, H( ))!
Signée par CléPrivéeAlice!
28
#DevoxxFR
Problème #3 : La double dépense
CoinBase!
Signée par CléPrivéeMichel!
Paye(CléPubliqueAlice, H( ))!
Signée par CléPrivéeMichel!
Pay (CléPubliqueBob, H( ))!
Signée par CléPrivéeAlice!
Paye(CléPubliqueChris, H( ))!
Signée par CléPrivéeAlice!
29
#DevoxxFR
Diffusion d’une transaction
30
#DevoxxFR
Comment trouver un consensus ?
Sans entité centrale
Sans faire confiance aux participants
31
#DevoxxFR
Détail d’un bloc
32
#DevoxxFR
Algorithme simplifié
1) Nouvelles transactions sont broadcastés
2) Chaque noeud créé un bloc avec les transactions qu'il a vues, à la suite de sa chaine
3) Un noeud est « tiré au hasard »
4) Ce noeud broadcast son bloc
5) Les autres noeuds recoivent et valident ce block
6) S'il est valide, ils le rajoute à leur chaine
33
#DevoxxFR
Tirage au sort => Proof of Work
34
#DevoxxFR
Tirage au sort
H()!
Trouver une valeur du nonce pour laquelle
H(_) < valeur!
35
#DevoxxFR
Algorithme du Proof Of Work
while block_hash > difficulty!
nonce = rand()!
block_hash = hash( block_header :: nonce )!
36
#DevoxxFR
Exemple de valeurs d’un bloc
Hash : 000000000000000001e2e3256cc81bf2c1c3e1d9230b1124c5cfd411adf03be2!
Nonce : 104098959
37
#DevoxxFR
Forks
A à B!
A à C!
38
#DevoxxFR
Une transaction ancienne est plus « sûre »
Potentiellement écrasable!
Peu probable d’être écrasée!
Considérée comme sûre!
39
#DevoxxFR
Point à retenir
Le travail des mineurs est de sécuriser le réseau en :
Validant les transactions
Validant les blocs
S’accordant sur la chaîne
40
#DevoxxFR
"If you’re good at something, never do it for free."
A happy Bitcoin miner
41
#DevoxxFR
Rémunération
42
#DevoxxFR
Enjeux
43
#DevoxxFR
Enjeux
Vitesse Proof of Work
Scalabilité SmartContracts
44
#DevoxxFR
Proof of work
45
#DevoxxFR
Evolution de la difficulté
46
#DevoxxFR
Le problème des pools de minage
47
#DevoxxFR
Alternatives
LiteCoin!
NXT!
48
#DevoxxFR
Vitesse et scalabilité
49
Temps entre les blocs (10 mins)! Nombre de transactions par bloc!
#DevoxxFR
Bitcoin, monnaie programmable
Langage de script, limité
Multisignatures (ex: 2 sur 3)
LockTime
Whiteliste
50
#DevoxxFR
Pause,
questions
51
#DevoxxFR 52#DevoxxFR
#DevoxxFR
Ethereum kezaco ?
53
Le début
du web 3.0 ?
dela
Le successeur
de bitcoin ?
dela
Le nouvel investissement avec
1000% de gain garantie ?
dela
#DevoxxFR
Ethereum c’est …
54
décentralisé
un ordinateur
infalsifiable
toujours disponible
accessible de partout …
… et par tout le monde !
#DevoxxFR
Ethereum c’est …
55
#DevoxxFR
Mais Ethereum c’est aussi…
56
où tout(e action) se paie !
un ordinateur
qui produit des résultats cohérents
… à terme
aussi rapide … qu’un smartphone
des années 90
#DevoxxFR
Les évolutions clés d’Ethereum
57
Des Smart Contracts
Turing Complet
dela
Une blockchain
plus rapide
Une blockchain qui
stocke des données
dela
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
#DevoxxFR
Une Blockchain plus rapide
58
#DevoxxFR
Block size et Block time
59
600 s
12 s
•  Un délai entre 2 blocs
beaucoup plus court !
•  Une taille de bloc qui
s’adapte progressivement !
Vers l’infini
et au delà !!
~ 90 kB
#DevoxxFR
Impact d’un block time court
60
1
1
1
21'
✗
12 s! 18 s! 24 s!
25%
50%
25%
2
✗ 2
✗
✗
A
B
C
BLOCK TIME: 6 S
3
2'
0 s! 6 s!
#DevoxxFR
Solution:
61
GHOST: Greedy Heaviest Observed Subtree
Les blocs orphelins sont:
•  inclus dans le calcul du poids d’une
chaîne
•  récompensés en Ξther
(jusqu’à la 7ième génération)
le protocole Fantôme
#DevoxxFR
Avant …
62
Orphan
block
Orphan
block
#DevoxxFR
Avant …
63
Orphan
block
Orphan
block
#DevoxxFR
Après …
64
Uncle
block
Uncle
block
#DevoxxFR
Des données dans la blockchain
65
#DevoxxFR
Un livre de comptes on steroid !
66
…avec de la donnée
dedans !
Key/Value Storage
Key Value
0x87a7b7…! 4419!
0x87a7b7…! "abc"!
…! …!
structuré par comptes…
Account
Id 0x7f6a65…!
Balance 12 Ξ!
Nonce 14!
Storage Root
Code Hash
Key/Value Storage
Key Value
0x87a7b7…! 4419!
0x87a7b7…! "abc"!
…! …!
Key/Value Storage
Key Value
0x87a7b7…! 4419!
0xa5fc701…! "abc"!
…! …!
Code Storage
Code Hash Code
0x87a7b7…! 010010010…!
…! …!
Account
Id 0x7f6a65…!
Balance 12 Ξ!
Nonce 14!
Storage Root
Code Hash
Account
Id 0x7f6a65…!
Balance 12 Ξ!
Nonce 14!
Storage Root 0x9b65ac…
Code Hash 0x78ab5f6…
#DevoxxFR
Les comptes Ethereum
67
•  Un compte par utilisateur…
et par Smart Contract !
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.1
0
contrat {
•  Simplifie la gestion par les Smart
Contracts et les clients légers
•  Identifiant =
{Hash(clé publique) si utilisateur
Hash(clé publique, nonce)
si Smart
Contract
#DevoxxFR
L’espace de stockage des contrats
68
•  A bas-niveau: une simple base clé / valeur
•  Support de tous les types classiques
par les langages de haut-niveau
chaîne de caractères, tableau, mapping…
•  Non accessible par les autres contrats …
mais lisible de l’extérieur !
}
1
2
3
4
5.
.
.
.
1
0
contrat {
256 bits ↔ 256 bits
#DevoxxFR
Un dropbox décentralisé ?!
69
•  Paiement à l’écriture
uniquement !
•  Rétribution pour l’effacement
•  No limit ! (enfin presque…)
#DevoxxFR
… pas vraiment …
70
•  Très cher !! ~130 000 € / Go
IN DA
BLOCK
CHAIN
A partir de
1000 €
IN DA
BLOCK
CHAIN
A partir de
320 €
•  Limité par
la capacité moyenne des noeuds
le faible débit actuel
#DevoxxFR
Des contrats intelligents
71
#DevoxxFR
Un Smart Contract
72
… est un simple programme !!
•  stocké dans la blockchain
•  capable de modifier l’état de la blockchain
•  associé à un identifiant / compte unique
#DevoxxFR
Ils sont complètement Turing !!
73
•  Permet d’implémenter
tous les algorithmes de calcul
•  Des instructions de
conditions et boucles
•  Mémoire et stack infinie
#DevoxxFR
Transactions et Smart Contracts
74
1234
"abc"
0xe6f
Ethereum State N
4419
"def"
0xde9
Ethereum State N+1
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat { Ethereum
Computer
0x7f6a65…
Transaction
Numéro 12!
Montant 4 Ξ!
Destinataire 0x7f6a65…
Données 2, "toto"!
Code
Execution
Acteur externe
#DevoxxFR
Interactions entre Smart Contracts
ConContracts
75
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Les Smart Contracts parlent aux Smart Contracts !
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Contrat
de notation
Contrat de
titrisation
Contrats
de prêt}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Contrat
d’investissement
automatique
Récupère!
la liste de prêts!
Récupère les infos!
de remboursement!
Récupère remboursement!
Demande la note!
Achète!
#DevoxxFR
Interactions entre Smart Contracts
ConContracts
76
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Les Smart Contracts parlent aux Smart Contracts !
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Contrat
de notation
Contrat de
titrisation
Contrats
de prêt}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Contrat
d’investissement
automatique
Récupère!
la liste de prêts!
Récupère les infos!
de remboursement!
Récupère remboursement!
Demande la note!
Achète!
function request_notation (…) {
// return score(load)
return "Triple A"
}
#DevoxxFR
Des propriétés intéressantes
77
•  Immutabilité
•  Durabilité (ou presque)
•  Atomicité
•  Séquentialité
•  Durabilité
Transactions
Code
#DevoxxFR
Et des contraintes
78
•  Exécution déclenchée par l’extérieur
uniquement
•  Pas d’accès direct aux données externes
•  Temps d’exécution limité (par votre argent)
#DevoxxFR
C’est qui qui paie ? C’est bibi !
79
•  Principe de l’exécuteur - payeur
•  Unité de facturation: le Gas
•  Monnaie de paiement: l’Ξther
•  Ratio Gas / Ξther défini par l’offre et la demande
(à terme)
#DevoxxFR
Les langages de développement
80
Solidity
#Devox
xFRSoli
dity
Serpent
LLL
~Javascript
~Python
~Lisp
MOST POPULAR
#DevoxxFR
Les Ðapps
81
Decentralized Applications (le futur)
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Ethereum
HTML
application
Smart
Contract
BackendFrontend
Decentralized
Storage
(IPFS, Swarm…)
Mist
Web 3.0 Browser
Desktop
#DevoxxFR
Les Ðapps
82
Decentralized Applications (actuellement)
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Ethereum
HTML
application
Smart
Contract
BackendFrontend
Web Server
Web Browser
Desktop
#DevoxxFR
Live Demo
83
#DevoxxFR
Coût des opérations
84
Operation Gas Ξther Euro
Ajouter!
2 nombres!
3! 3.10-8 Ξ! ~0,00003 ¢!
Saut
conditionnel!
10! 1.10-7 Ξ! ~0,0001 ¢!
Lecture!
Stockage!
50! 5.10-7 Ξ! ~0,0005 ¢!
Ecriture!
Stockage!
20000! 0,0004 Ξ! ~0,4 ¢!
Création
d’un contrat!
32000! 0,00064 Ξ! ~0,64 ¢!
… … … …
Faire la somme
de 100 000 nombres
Tri Quicksort d’un
tableau de 1000 entrées
A partir de
15 €
A partir de
40 €
#DevoxxFR
Exécution des transactions
85
New
(kid on the)
Block
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
State Root
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
Tx 1 (…) Tx 2 (…)
Transactions Pool
Prev Hash
Prev Hash
State Root
#DevoxxFR
Vérification des transactions
86
New
Block
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
State Root
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
State Root
Data 4Data 3Data 2Data 1
Prev Hash
Prev Hash
Tx 1 (…)
Tx 2 (…)
State Root
= ?
#DevoxxFR
Exemple de service
87
#DevoxxFR
Les oracles
88
•  Principe: Des Smart Contracts qui
fournissent des informations sur l’état
du monde extérieur
•  Permet aux Smart Contracts de
réagir sur des conditions externes
(météo, taux de changes, vue youtube…)
#DevoxxFR
Les oracles: mode synchrone
89
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Smart
Contract
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Ethereum
Oracle
Contract
External
Program
Transmet!
à l’oracle!
1112
Récupère!
l’info!13
Interroge!
l’oracle!
Régulièrement!
#DevoxxFR
Les oracles: mode asynchrone
90
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Ethereum
Oracle
Contract
External
Program
13
Récupère!
l’info!
Transmet!
à l’oracle!
14
11
Interroge!
l’oracle!
12 Notification !
Transmet!
au contrat!
15
}
1
2
3
4
5
6.
.
.
.
10
contrat {
Smart
Contract
#DevoxxFR
Binding javascripts
Framework de tests de contrats
Outils de développement
91
Embark
Les frameworks de développement et déploiement Ðapps
Ðapps(contracts
Automatisent
Construction, tests et déploiement
Gestion des environnements
Fournissent
#DevoxxFR
Les évolutions futures
92
#DevoxxFR
Ethereum 1.5, 2.0 … 3.0
93
•  Mist Web 3.0 Browser
•  Proof of Stake
•  Amélioration de la scalabilité
•  Support des transactions privées
#DevoxxFR 94#DevoxxFR
Mais bordel
à quoi ça sert ce truc ?!!
#DevoxxFR
Les apports
95
•  Une plateforme transactionnelle ouverte à tous et
disponible
•  Des transactions auditables
•  Des coûts de transactions faibles
•  Du paiement à l’usage
•  Des transactions sans besoin de confiance mutuelle
#DevoxxFR
Les grands types d’usage
96
Certifications,
preuve d’antériorité
Echanges pair à pair
et pouvoir de la foule
Internet
des objets
Produits
financiers / monétaires
#DevoxxFR
Certifications
97
Certification des diplômes
d’école d’ingénieurs
Enregistrement des créations et des
droits d’auteurs dans la blockchain
Enregistrement du cadastre au
Ghana et au Honduras
#DevoxxFR
Les échanges pair à pair
98
Place de marché pour la location
d’appartements ou de biens
Place de marché
pour les prédictions
LaZooz
Plateforme de co-voiturage
décentralisé
#DevoxxFR
L’Internet des objets
99
Système de verrous
piloté par Smart Contract
ADEPT: Plateforme pour la
gestion d’objets connectés
#DevoxxFR
Produits financiers
100
Automatisation de l’émission
et la gestion des obligations
Utilisation d’une monnaie spécialisée
pour le stockage décentralisé
Place de marché des titres
de société non côtés
sur la blockchain
#DevoxxFR
La gouvernance
101
#DevoxxFR 102
Eviter la censure
#DevoxxFR 103
#DevoxxFR 104
Smart Contracts
#DevoxxFR 105
#DevoxxFR 106
#DevoxxFR 107
#DevoxxFR 108
Qui contrôle le code ?
#DevoxxFR 109
Hashocracy ?
#DevoxxFR 110
#DevoxxFR 111
#DevoxxFR 112
#DevoxxFR 113
#DevoxxFR 114
#DevoxxFR 115
Derrière la technologie, des hommes
#DevoxxFR 116
Ne pas faire de choix c’est faire un choix
#DevoxxFR
" We should have built
payments in the browser "
Marc Andreessen
Mosaic, Netscape
" We tried "
117
#DevoxxFR
Take away
Bitcoin et la technologie Blockchain vont impacter le monde
La nature et l’ampleur de l’impact restent inconnus
Ecrivons l’histoire…
... et évitons que d’autres le fasse à notre place
118
#DevoxxFR 119
Merci de votre attention
#DevoxxFR
OCTODe la startup à la multinationale, OCTO intervient
partout où l’informatique joue un rôle déterminant dans
la transformation des sociétés.
On recrute J
120

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