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<figure class="wp-block-image"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2020/10/bitcoin-mechanism-l-1-1024x414.jpg" alt="" class="wp-image-1318"/></figure>



Bitcoin est un assemblage de technologies et de principes qui interagissent de manière spécifique assurant le bon fonctionnement du système. Alors comment ça marche? 



<div class="wp-block-image"><figure class="aligncenter"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2020/10/Le-mécanisme-du-Bitcoin.svg" alt="" class="wp-image-1317"/></figure></div>



<a href="https://d.center/explore/bitcoin-keys-and-addresses" class="ek-link">Clés et adresses</a>. Bitcoin est un système décentralisé sans tiers de confiance, ce qui implique que seul le possesseur des bitcoins peut en disposer, et ceci à sa libre guise. Ces caractéristiques nécessitent une sécurité totale et Bitcoin y pourvoit par un système cryptographique de clés et d’adresses.



<a href="https://d.center/explore/bitcoin-wallets" class="ek-link">Wallets</a>. Les wallets (portefeuilles) sont des programmes capables de communiquer avec le réseau Bitcoin. Ils génèrent des clés et des adresses permettant d’envoyer et de recevoir des bitcoins et peuvent reconstituer une balance particulière en bitcoins en interrogeant la blockchain. 



Les <a class="ek-link" href="https://d.center/explore/bitcoin-transaction">transactions</a><a class="ek-link" href="https://d.center/explore/bitcoin-transaction"> </a>sont générées et transmises par les wallets. Les transactions Bitcoin ont une structure spécifique appelée UTXO et sont codées dans un langage simple dénommé script, assurant la robustesse du système. 



Le <a class="ek-link" href="https://d.center/explore/bitcoin-network">réseau Bitcoin</a> est un réseau pair à pair (<a class="ek-link" href="https://d.center/explore/p2p-network">P2P</a>), ce qui signifie que les ordinateurs du réseau (noeuds) communiquent entre eux sans serveur central. Les noeuds du réseau exécutent le protocole Bitcoin pour vérifier la validité des transactions (l’envoyeur est bien le possesseur des bitcoins qu’il envoie et ceux-ci sont en nombre suffisant) et la validité du bloc candidat (les transactions confirmées et regroupées en un bloc) envoyé par un mineur, puis ils les propagent dans le réseau. 



Un <a href="https://d.center/explore/bitcoin-consensus-and-mining" class="ek-link">consensus</a> est nécessaire pour déterminer quel noeud spécifique ajoutera le prochain bloc à la blockchain et pour assurer que ce bloc est valide. Bitcoin utilise un consensus dénommé Preuve de Travail ( en anglais <a href="https://d.center/explore/proof-of-work" class="ek-link">Proof-of-Work</a>, ou PoW), où les noeuds doivent résoudre un problème cryptographique nécessitant une importante dépense d'énergie et un matériel spécifique. En récompense pour ce travail le noeud ayant résolu le problème pourra ajouter un nouveau bloc et recevoir par la même des bitcoins créés à cette occasion. Ce travail d'extraction de bitcoins s’appelle minage, et les noeuds qui l’effectuent - mineurs. Le minage (mining en anglais) est la seule manière de créer de nouveaux bitcoins. 



Le mineur qui trouve la PoW transmet son bloc candidat dans le réseau, et si le réseau le valide, les mineurs commencent à travailler sur le bloc suivant. Chaque bloc contenant une référence cryptographique du bloc précédent, cela forme une chaîne de blocs, d'où la dénomination <a class="ek-link" href="https://d.center/explore/bitcoin-blockchain">blockchain</a>.

<div class="wp-block-image"><figure class="aligncenter"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2020/11/Bitcoin-blockchain.png" alt="" class="wp-image-1470"/></figure></div>



L’ensemble des transactions Bitcoin sont stockées de manière sécurisée par le réseau selon une organisation bien particulière appelée blockchain.



<h2>Structure du bloc</h2>



Les transactions sont regroupées en moyenne toutes les dix minutes en blocs générés par un mineur. Un bloc est constitué d’une part d’un en-tête contenant des données spécifiques (notamment des références au contenu du bloc) et de l’autre part de la totalité des <a href="https://d.center/explore/bitcoin-transaction" class="ek-link">transactions</a><a href="https://d.center/explore/bitcoin-transaction" class="ek-link"> </a>qui ont été confirmées dans ce bloc. Chaque bloc contient une référence au bloc précédent sous forme d’un [tooltip content=" resultat d'une longueur fixe obtenu en appliquant la fonction mathématique de hachage à n'importe quel volume de données. C'est une fonction one-way: il est facile d'obtenir le hash des données, mais impossible de remonter aux données à partir du hash "] hash [/tooltip] de son en-tête - son identifiant unique. Le fait de contenir une référence au bloc précédent lie les blocs entre eux formant une « chaîne de blocs ». 



<div class="wp-block-image"><figure class="aligncenter"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2020/12/Bitcoin-blockchain.svg" alt="" class="wp-image-1546"/></figure></div>



Le premier bloc à avoir été créé s’appelle le Genesis block, c’est le block 0. Le bloc 1 a été créé contenant une référence au bloc 0, et ainsi de suite. Le numéro du bloc est aussi appelé hauteur de bloc (comme si les blocs étaient construits les uns sur les autres) et mesure la distance au Genesis block. Le bloc n, dont le hash de l’en-tête figure dans l’entête du bloc n+1 est appelé le bloc parent, le bloc n+1 étant lui l’enfant du bloc n.&nbsp;



<h2>Forks</h2>



Tandis qu’un bloc a toujours un seul parent, il se peut qu’il ait en revanche plusieurs enfants - situation temporaire qui apparaît lorsque plusieurs mineurs proposent simultanément au réseau un nouveau bloc. Cette situation est appelée une fork, puisque la blockchain se divise en plusieurs branches valides.



Dans la majorité des cas les forks ne sont pas volontaires, mais dues à la nature du consensus. Il est théoriquement possible cependant de les créer intentionnellement pour tenter de frauder le système et exécuter une double dépense (même si pour cela il faudrait disposer de plus de 51% de puissance de calcul du réseau). 



On estime que le choix initial de 10 minutes en moyenne par bloc est un compromis entre la scalabilité (le nombre théorique de transactions possibles par seconde) et la probabilité d’avoir une fork. Plus le temps de création d’un bloc est court, plus les nœuds ont de chance de se retrouver avec plusieurs blocs candidats valides en même temps. Dans le cas de Bitcoin il est très rare d’avoir une fork qui se prolonge au-delà de deux blocs.



Pour sécuriser la blockchain&nbsp; les mineurs doivent trouver la preuve du travail, ou <a href="https://d.center/explore/proof-of-work" class="ek-link">PoW</a>, avant de soumettre le bloc au réseau. Le processus de la PoW est tel que quiconque voudrait réécrire l’histoire et modifier les données du bloc n se devra de refaire la PoW de ce bloc et de tous les blocs suivants, puisqu’ils contiennent tous les références des blocs précédents. Une telle dépense d’énergie sera très vite rédhibitoire. Il est donc considéré qu’au-delà du n+5 (5e bloc confirmé depuis le bloc n) le n devient quasi définitif.



<h2>Merkle root</h2>



Les <a href="https://d.center/explore/bitcoin-wallets" class="ek-link">wallets </a>se réfèrent aux données contenues dans la blockchain pour tenir les balances et initialiser les transactions. Par conséquent, ils doivent avoir une copie de l’ensemble de la blockchain à tout moment. Les wallets dits full node gardent la blockchain entière, ce qui les rend fiables, mais aussi assez lourds et encombrant. Il existe un autre moyen pour les wallets d’accéder à la blockchain sans la télécharger en entier - en utilisant une donnée appelée Merkle root. Cette donnée se trouve dans les en-têtes de chaque bloc et permet l’utilisation de wallet dit SPV wallet (Simplified Payment Verification). Ces wallets se contentent de ne charger que les en-têtes des blocs, ce qui les rend beaucoup plus légers et user-friendly, mais ils se doivent d’être connectés à des full node wallets pour fonctionner correctement (voir <a href="https://d.center/explore/bitcoin-network" class="ek-link">réseau Bitcoin)</a>.

<figure class="wp-block-image aligncenter size-full"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2023/08/bitcoin-block-structure-l.jpg" alt="" class="wp-image-6474"/></figure>



Un bloc est l’élément de base constitutif de la blockchain. Un bloc du Bitcoin est composé de 4 parties:



<ul>
<li>la taille du bloc, </li>



<li>l’en-tête (lui-même ayant une structure spécifique), </li>



<li>le nombre des transactions, et </li>



<li>la liste des transactions.</li>
</ul>



<figure class="wp-block-image aligncenter size-full"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2023/08/Bitcoin-block-structure@3x.png" alt="" class="wp-image-6476"/></figure>



Le header (l’en-tête du bloc) comporte des informations particulièrement importantes:



➡️ le numéro de version du protocole utilisé pour créer le bloc,



➡️ l’ID (identifiant unique) du bloc précédent (n-1), qui est le hash de son en-tête. L’ID du bloc n se trouvera lui dans l’en-tête du bloc n+1. On calcule l’ID d’un bloc en appliquant deux fois la fonction de hachage SHA256 sur les données son l’en-tête. Le seul bloc n’ayant pas de de référence au bloc précédent est le premier bloc créé - le Genesis block. Il est statiquement présent à l’origine dans tous les clients Bitcoin, empêchant son altération et fournissant de ce fait une base sécurisée pour le chargement de la blockchain,



➡️ la <a href="https://d.center/fr/explore/merkle-tree" class="ek-link">Merkle root</a> est l’empreinte cryptographique de l’ensemble des transactions confirmées dans ce bloc,



➡️ le Timestamp est le moment approximatif de la création du bloc,



➡️ la Difficulty target et le Nonce sont des caractéristiques relatives aux opérations de minage, indiquant la quantité de ‘0’ nécessaire pour obtenir une PoW du bloc et le nombre ayant permis de l’atteindre.



Dans la partie du bloc qui assemble les transactions  la première transaction est toujours spéciale - c’est la coinbase, la transaction par laquelle le mineur se fait rémunéré.