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Permission & Leadership
Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System
Satoshi Nakamoto
satoshin@gmx.com
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Abstract. A purely peer-to-peer version of electronic cash would allow online
payments to be sent directly from one party to another without going through a
financial institution. Digital signatures provide part of the solution, but the main
benefits are lost if a trusted third party is still required to prevent double-spending.
We propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer network.
The network timestamps transactions by hashing them into an ongoing chain of
hash-based proof-of-work, forming a record that cannot be changed without redoing
the proof-of-work. The longest chain not only serves as proof of the sequence of
events witnessed, but proof that it came from the largest pool of CPU power. As
long as a majority of CPU power is controlled by nodes that are not cooperating to
attack the network, they'll generate the longest chain and outpace attackers. The
network itself requires minimal structure. Messages are broadcast on a best effort
basis, and nodes can leave and rejoin the network at will, accepting the longest
proof-of-work chain as proof of what happened while they were gone.
1. Introduction
Commerce on the Internet has come to rely almost exclusively on financial institutions serving as
trusted third parties to process electronic payments. While the system works well enough for
most transactions, it still suffers from the inherent weaknesses of the trust based model.
Completely non-reversible transactions are not really possible, since financial institutions cannot
avoid mediating disputes. The cost of mediation increases transaction costs, limiting the
minimum practical transaction size and cutting off the possibility for small casual transactions,
and there is a broader cost in the loss of ability to make non-reversible payments for non-
reversible services. With the possibility of reversal, the need for trust spreads. Merchants must
be wary of their customers, hassling them for more information than they would otherwise need.
A certain percentage of fraud is accepted as unavoidable. These costs and payment uncertainties
can be avoided in person by using physical currency, but no mechanism exists to make payments
over a communications channel without a trusted party.
What is needed is an electronic payment system based on cryptographic proof instead of trust,
allowing any two willing parties to transact directly with each other without the need for a trusted
third party. Transactions that are computationally impractical to reverse would protect sellers
from fraud, and routine escrow mechanisms could easily be implemented to protect buyers. In
this paper, we propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer distributed
timestamp server to generate computational proof of the chronological order of transactions. The
system is secure as long as honest nodes collectively control more CPU power than any
cooperating group of attacker nodes.
1
2008 2016
@CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016
LaCDCréunitlafinancefrançaisepour
planchersurlatechnologie« blockchain »
Sharon Wajsbrot
swajsrot@lesechos.fr
Vous avez dit « blockchain » ? Cette
technologieouverteetlibre,quiper-
met aujourd’hui la circulation de
monnaies cryptées comme le bit-
coin, suscite un engouement inédit
dans le secteur financier. Il y voit le
moyen de repenser complètement
lamanièredontilgèreetauthentifie
les transactions. Surtout visible
outre-Atlantique, cet intérêt se
matérialise désormais aussi en
France. Ce mercredi, ce sont des
banques (BNP Paribas, le groupe
BPCEetleCréditAgricole),desassu-
reurs (CNP Assurances et AXA), le
Pôle de compétitivité « finance
innovation », l’association Crois-
sance Plus, le Conservatoire natio-
nal des arts et métiers et plusieurs
start-up spécialisées dans cette
technologie (Blockchain Solutions,
Cellabz, Paymium) qui se rassem-
blent sous l’égide de la Caisse des
Dépôts pour lancer un groupe de
travailde place sur lesujet.
La démarche vise à défricher les
opportunités qu’offre cette nouvelle
technologie, ses défis techniques,
réglementaires ou juridiques.
« D’autres partenaires pourraient
nousrejoindrerapidement.L’objectif
est bien d’explorer à plusieurs parce
qu’on pense qu’on peut gagner du
temps. Les applications concrètes de
ces technologies représentent des
opportunités, mais aussi des mena-
cespourlesmétiersfinanciersdansla
mesure oùellespermettentdesepas-
serd’intermédiairepoureffectuerdes
transactions. Nous voulons distin-
guer ce qui relève du fantasme et ce
qui relève du possible », résume
Nadia Filali, responsable du déve-
loppement, des mandats et des
offres à la CDC. L’institution publi-
que et ses partenaires se donnent
six mois. « Nous voulons évaluer
l’impact des systèmes décentralisés
sur la gestion des contrats, des paie-
ments ou encore des identités numé-
riques en créant des prototypes en
laboratoire », explique Nadia Filali.
Un nouvel écosystème
Si la vieille dame de la rue de Lille
a décidé de prendre l’initiative,
c’est d’abord pour participer à la
construction d’un écosystème fran-
çaisetdestandardsnationaux,alors
quelesgrandesbanquesnord-amé-
ricaines multiplient les investisse-
ments au capital de jeunes pousses
dédiées à la « blockchain ». « Si une
institution venait à contrôler plus de
50 %duréseau,ellecontrôleraittoute
l’information qui y circule », ajoute
Stanislas de Bentzmann, président
de l’association CroissancePlus.
MaispourlaCDC,ils’agitausside
comprendredansquellemesureles
applications de la « blockchain »
pourraient révolutionner son cœur
demétier.Dépositairedesfondsdes
notaires et des consignations, elle
pourrait en effet être menacée par
cette technologie d’authentification
décentralisée. En revanche, en la
maîtrisant,l’institutionrenforcerait
ses positions. « La Caisse des Dépôts
pourraitjouerunrôledanslaconser-
vation et la protection des identités
numériquescrucialesdanslesystème
“blockchain” », anticipe Philippe
Dewost,directeuradjointencharge
de l’économie numérique et du
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ments d’Avenir » àlaCDC. n
l La technologie issue du bitcoin
suscite un fort engouement.
l L’institution a rassemblé 11 parte-
naires pour créer un groupe de place.
BANQUE
Troisexemplesd’applicationdelatechnologie
les
indices
TENSIONS SUR LES TAUX
DE LA ZONE EURO
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investisseurs se sont reportés
sur les actifs risqués (les actions
ont signé un fort rebond)
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l’Allemagne et l’Espagne
s’est creusé.
La « blockchain » pour les nuls
Silaplanètefinanceneparleplusquede« blockchain »,
raressontceuxquiappréhendententièrementcette
technologie.Pourlesvulgarisateurs,la« blockchain »joue,
pourlamonnaievirtuellebitcoin,unrôlesemblableàcelui
d’Internetpourlese-mails,aveclesmêmesatouts:larapidité,
lasimplicitéetlagratuité.Techniquement,ils’agitd’unvaste
réseauconstelléde« nœuds »,forméspardesserveurs,
quisontautantdeparticipantsvolontairesàcesystème.
Ceréseauconstitueunebasededonnéesdécentralisée :toutes
lestransactionsysontenregistréesetaccessiblesaupublic.
C’estlecasaujourd’huipourlebitcoin,etdemainpour
dessystèmesdepaiementoumêmedesenregistrementsau
cadastre.Cesontlesserveursinformatiquesdesparticipants
quialimententcettebasededonnéesenpuissancedecalculs.
Cettedésintermédiationpermetderéduirefortement
lescoûtsdestransactionsdevantêtreauthentifiées. — V.Ch.
DR
3 QUESTIONS À...
GONZAGUE GRANDVAL
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Cettedémarche
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Propos recueillis par
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Les Echos Mercredi 16 décembre 2015 //27
FINANCE
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IDATE DigiWorld Summit Nov 2016 - Philippe Dewost opening keynote on the Blockchain Panel

  • 1. @pdewost Will Blockcha in technologies be the ultimatetrustsolution?
  • 2. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 @pmarca Spring 2014 Bitcoin / Blockchain is likeTCP/IP as we knew it in the 1990s
  • 3. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Talkin' bout a Revolution Dilbert © Scott Adams 2015
  • 4. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Decentralized Consensus r = ƒ (nm) resistance to new ideas number of employees management levels
  • 6. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 1999 2003 2014 2002 1969 2009 Decentralized is not that new
  • 7. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Digital Math-Based Asset Decentralized Ledger Peer-to-Peer Network INTERNET OF TRANSACTIONS Thou shall not separate…
  • 8. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 What is really at stake ? Speed :for the first time in business / tech history even consultants are following their client’s pace Size :worldwide experiment started from a single point Culture :no permission ever asked.Code,then discuss… Regulation :how to regulate what we don’t understand ? Interfaces :with currencies,with law,with tangible assets Sovereignty :51% + of the $1.4 Bn+ invested is in SFBA
  • 9. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Permission & Leadership Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System Satoshi Nakamoto satoshin@gmx.com www.bitcoin.org Abstract. A purely peer-to-peer version of electronic cash would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through a financial institution. Digital signatures provide part of the solution, but the main benefits are lost if a trusted third party is still required to prevent double-spending. We propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer network. The network timestamps transactions by hashing them into an ongoing chain of hash-based proof-of-work, forming a record that cannot be changed without redoing the proof-of-work. The longest chain not only serves as proof of the sequence of events witnessed, but proof that it came from the largest pool of CPU power. As long as a majority of CPU power is controlled by nodes that are not cooperating to attack the network, they'll generate the longest chain and outpace attackers. The network itself requires minimal structure. Messages are broadcast on a best effort basis, and nodes can leave and rejoin the network at will, accepting the longest proof-of-work chain as proof of what happened while they were gone. 1. Introduction Commerce on the Internet has come to rely almost exclusively on financial institutions serving as trusted third parties to process electronic payments. While the system works well enough for most transactions, it still suffers from the inherent weaknesses of the trust based model. Completely non-reversible transactions are not really possible, since financial institutions cannot avoid mediating disputes. The cost of mediation increases transaction costs, limiting the minimum practical transaction size and cutting off the possibility for small casual transactions, and there is a broader cost in the loss of ability to make non-reversible payments for non- reversible services. With the possibility of reversal, the need for trust spreads. Merchants must be wary of their customers, hassling them for more information than they would otherwise need. A certain percentage of fraud is accepted as unavoidable. These costs and payment uncertainties can be avoided in person by using physical currency, but no mechanism exists to make payments over a communications channel without a trusted party. What is needed is an electronic payment system based on cryptographic proof instead of trust, allowing any two willing parties to transact directly with each other without the need for a trusted third party. Transactions that are computationally impractical to reverse would protect sellers from fraud, and routine escrow mechanisms could easily be implemented to protect buyers. In this paper, we propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer distributed timestamp server to generate computational proof of the chronological order of transactions. The system is secure as long as honest nodes collectively control more CPU power than any cooperating group of attacker nodes. 1 2008 2016
  • 10. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 LaCDCréunitlafinancefrançaisepour planchersurlatechnologie« blockchain » Sharon Wajsbrot swajsrot@lesechos.fr Vous avez dit « blockchain » ? Cette technologieouverteetlibre,quiper- met aujourd’hui la circulation de monnaies cryptées comme le bit- coin, suscite un engouement inédit dans le secteur financier. Il y voit le moyen de repenser complètement lamanièredontilgèreetauthentifie les transactions. Surtout visible outre-Atlantique, cet intérêt se matérialise désormais aussi en France. Ce mercredi, ce sont des banques (BNP Paribas, le groupe BPCEetleCréditAgricole),desassu- reurs (CNP Assurances et AXA), le Pôle de compétitivité « finance innovation », l’association Crois- sance Plus, le Conservatoire natio- nal des arts et métiers et plusieurs start-up spécialisées dans cette technologie (Blockchain Solutions, Cellabz, Paymium) qui se rassem- blent sous l’égide de la Caisse des Dépôts pour lancer un groupe de travailde place sur lesujet. La démarche vise à défricher les opportunités qu’offre cette nouvelle technologie, ses défis techniques, réglementaires ou juridiques. « D’autres partenaires pourraient nousrejoindrerapidement.L’objectif est bien d’explorer à plusieurs parce qu’on pense qu’on peut gagner du temps. Les applications concrètes de ces technologies représentent des opportunités, mais aussi des mena- cespourlesmétiersfinanciersdansla mesure oùellespermettentdesepas- serd’intermédiairepoureffectuerdes transactions. Nous voulons distin- guer ce qui relève du fantasme et ce qui relève du possible », résume Nadia Filali, responsable du déve- loppement, des mandats et des offres à la CDC. L’institution publi- que et ses partenaires se donnent six mois. « Nous voulons évaluer l’impact des systèmes décentralisés sur la gestion des contrats, des paie- ments ou encore des identités numé- riques en créant des prototypes en laboratoire », explique Nadia Filali. Un nouvel écosystème Si la vieille dame de la rue de Lille a décidé de prendre l’initiative, c’est d’abord pour participer à la construction d’un écosystème fran- çaisetdestandardsnationaux,alors quelesgrandesbanquesnord-amé- ricaines multiplient les investisse- ments au capital de jeunes pousses dédiées à la « blockchain ». « Si une institution venait à contrôler plus de 50 %duréseau,ellecontrôleraittoute l’information qui y circule », ajoute Stanislas de Bentzmann, président de l’association CroissancePlus. MaispourlaCDC,ils’agitausside comprendredansquellemesureles applications de la « blockchain » pourraient révolutionner son cœur demétier.Dépositairedesfondsdes notaires et des consignations, elle pourrait en effet être menacée par cette technologie d’authentification décentralisée. En revanche, en la maîtrisant,l’institutionrenforcerait ses positions. « La Caisse des Dépôts pourraitjouerunrôledanslaconser- vation et la protection des identités numériquescrucialesdanslesystème “blockchain” », anticipe Philippe Dewost,directeuradjointencharge de l’économie numérique et du financement des entreprises à la mission « Programme d’Investisse- ments d’Avenir » àlaCDC. n l La technologie issue du bitcoin suscite un fort engouement. l L’institution a rassemblé 11 parte- naires pour créer un groupe de place. BANQUE Troisexemplesd’applicationdelatechnologie les indices TENSIONS SUR LES TAUX DE LA ZONE EURO Les taux allemands se sont tendus, alors que les investisseurs se sont reportés sur les actifs risqués (les actions ont signé un fort rebond) avant le rendez-vous de la Fed. Le rendement des emprunts d’Etat italiens à 10 ans a grimpé à un plus haut depuis un mois et l’écart de taux entre l’Allemagne et l’Espagne s’est creusé. La « blockchain » pour les nuls Silaplanètefinanceneparleplusquede« blockchain », raressontceuxquiappréhendententièrementcette technologie.Pourlesvulgarisateurs,la« blockchain »joue, pourlamonnaievirtuellebitcoin,unrôlesemblableàcelui d’Internetpourlese-mails,aveclesmêmesatouts:larapidité, lasimplicitéetlagratuité.Techniquement,ils’agitd’unvaste réseauconstelléde« nœuds »,forméspardesserveurs, quisontautantdeparticipantsvolontairesàcesystème. Ceréseauconstitueunebasededonnéesdécentralisée :toutes lestransactionsysontenregistréesetaccessiblesaupublic. C’estlecasaujourd’huipourlebitcoin,etdemainpour dessystèmesdepaiementoumêmedesenregistrementsau cadastre.Cesontlesserveursinformatiquesdesparticipants quialimententcettebasededonnéesenpuissancedecalculs. Cettedésintermédiationpermetderéduirefortement lescoûtsdestransactionsdevantêtreauthentifiées. — V.Ch. DR 3 QUESTIONS À... GONZAGUE GRANDVAL Cofondateur de Paymium Cettedémarche positionnelaFrance enaiguillonsur leVieuxContinent Propos recueillis par Ninon Renaud nrenaud@lesechos.fr 1 Les conditions sont-elles réunies pour que la France devienne une figure de proue de la technologie bitcoin ? Ilfautdutempspourquelesinnova- tions percolent au sein des grands groupes. Nous arrivons en France à un point où l’écosystème se met en place, avec des laboratoires dédiés à la technologie « blockchain » dans les banques, des start-up qui émer- gentetdenombreusesinitiativespri- numérique.Leprincipeestd’étudier ces métiers existants à la lumière de la technologie du bitcoin pour voir comment ils peuvent évoluer. C’est une première voie de réflexion que nouscompléteronsparuneseconde, consistant à inventer les produits et services véritablement natifs de la « Nous nous concentrerons en priorité sur les paiements, le transfert d’argent, la gestion de Les Echos Mercredi 16 décembre 2015 //27 FINANCE &MARCHES 25 partners 1st EU consortium
  • 11. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Code is Law (?) Done is better than perfect The only limit is talent photo © Ralph A Clevenger « The future is already here ; it is just evenly distributed » W. Gibson
  • 12. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 Controlling Crowds ?
  • 15. @CaisseDesDepots — @pdewostNov 17th 2016 For further mining 11 Blockchain & Beyond We build Innovation Labs November 2015 - Version 1.0 Executive Report IBM Global Business Services Electronics IBM Institute for Business Value Device democracy Saving the future of the Internet of Things https://www.youtube.com/watch?v=YIVAluSL9SU http://j.mp/laBChain