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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>.

<figure class="wp-block-image"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2020/11/Bitcoin-transaction-1024x429.png" alt="" class="wp-image-1477"/></figure>



Les transactions sont au cœur de Bitcoin; elles permettent le transfert sécurisé des bitcoins et l’inscription de données diverses dans la <a href="https://d.center/explore/bitcoin-blockchain" class="ek-link">blockchain</a>.



Les transactions sont essentiellement des mises à jour à la blockchain où les bitcoins sont transférés d’un propriétaire à un autre, parfois sous des conditions spécifiques.&nbsp;



Une transaction contient des entrées (inputs) et des sorties (outputs). La structure de Bitcoin n’ayant pas de notion de “compte” dans le sens traditionnel, la propriété des bitcoins est assurée grâce au suivi des outputs de transaction appelés UTXO. Ces outputs permettent au wallet de reconstituer la balance en cherchant dans l’historique de la blockchain.&nbsp;



Le langage spécifique utilisé pour coder chaque transaction s’appelle Script. Il permet dans une grande sécurité de réaliser plusieurs types de transactions: du simple transfert de bitcoins jusqu’à des transactions complexes réalisées sous des conditions variées. Script permet aussi d’insérer dans une transaction une information arbitraire, l’immortalisant dans la blockchain, ce qui en fait un excellent outil de certification des données.



Un des éléments clés des transactions est la signature numérique. L’ECDSA - algorithme utilisé par Bitcoin - permet de s’assurer que l’initiateur de la transaction possède bien la clé privée et peut donc dépenser les bitcoins en question. Il permet aussi de prouver que les données de la transaction n’ont pas été modifiées en chemin.&nbsp;



Les transactions Bitcoin aussi donnent lieu à des frais de transaction récompensant les mineurs pour leur participation au fonctionnement et à la sécurisation de Bitcoin.

<figure class="wp-block-image"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2021/04/Bitcoin-TX-inputs-and-outputs@2x-1024x429.png" alt="Bitcoin transaction inputs & outputs" class="wp-image-1905"/></figure>



Une transaction Bitcoin s'exécute par l'envoi au réseau d'un message signifiant que le propriétaire d'un certain nombre de bitcoins autorise leurs transfert à un nouveau propriétaire. Ce message contient des informations d’entrée (inputs) et de sortie (outputs).&nbsp;



Les outputs contiennent, sauf exception (OP_RETURN), un smart contrat (locking script), dont les conditions devront être satisfaites pour pouvoir ensuite disposer des bitcoins, et un smart contrat (script) pour le change. Le change est une différence entre le montant des bitcoins débloqués pour effectuer la transaction et le montant qu’on souhaite envoyer au nouveau propriétaire, c’est un surplus qui est renvoyé à l’envoyeur. Les bitcoins envoyés et les bitcoins du change forment deux nouvelles quantités de bitcoins pouvant être dépensées. Elles sont conservées par le réseau pour des dépenses futures et sont appelées UTXO (unspent transaction outputs).&nbsp;



Les inputs d’une transaction Bitcoin doivent permettre l’identification et le déblocage des bitcoins nécessaires à cette transaction. Autrement dit, les inputs doivent identifier et réunir les UTXO disponibles pour constituer au minimum le montant nécessaire, puis fournir les preuves de propriété sur ces UTXO pour les débloquer (satisfaire le locking script).







<div class="wp-block-image"><figure class="aligncenter"><img src="https://web.d.center/wp-content/uploads/2021/04/Bitcoin-TX-inputs-et-outputs-fr.svg" alt="" class="wp-image-1906"/></figure></div>



Pour payer le mineur qui va confirmer la transaction, ses fees sont déduits du montant de change.



Par exemple, si Alice débloque 3 BTC pour une transaction ou elle souhaite envoyer 1 BTC à Bob, cet envoi va vider son compte et générer deux UTXO : Bob reçoit 1 BTC, Alice reçoit 2 BTC moins les fees, c’est à dire 1.99995BTC (par exemple), les 0.00005 BTC de différence étant les frais de transactions versés au mineur.







<h2>UTXO</h2>



Les UTXO sont des sorties (outputs) résultant d'une transaction, qui représentent des sommes de bitcoins dépendant d’un script de blocage et qui pourront être débloqués ultérieurement par ceux qui possèdent les solutions de déblocage (e.g. les clés). Les UTXO dépensées dans une transaction feront partie des entrées (inputs) d’une transaction future.



L’UTXO contient deux informations: le montant de bitcoins en satoshis (value ) et les conditions nécessaires pour dépenser ce montant (le script de blocage ou scriptPubKey ). Le script de blocage peut être une référence à une adresse, mais aussi un autre type de script. Selon le script, la transaction pourra être de type différent, par exemple Pay_to_Public_Key_Hash (P2PKH) ou Pay-to-script-hash (P2SH).



Le solde d’un wallet (portefeuille), qui représente le montant de bitcoins pouvant être dépensés, est la somme de toutes les UTXO qui peuvent être rattachées aux adresses contrôlées par ce wallet. Il recherche en permanence dans l’ensemble des UTXO présentes sur le réseau Bitcoin celles qui lui appartiennent, et les ajoute à son solde.



&nbsp;L’ensemble des UTXO s’appelle l’UTXO set .



Le montant de bitcoins figurant dans une UTXO est un montant indivisible de satoshis (1 sat = 1/100’000’000 BTC) qui devra être obligatoirement dépensé en totalité lors d’une prochaine transaction. Cela implique que le montant de bitcoins débloqués pour une transaction est généralement supérieure au montant devant être envoyé, d'où l’existence du change







<h2>Les inputs d'une transaction</h2>



Les inputs rassemblent les UTXOs nécessaires pour constituer au minimum le montant souhaité d’une transaction et l’information permettant de les débloquer.&nbsp;



Concrètement les trois données d’input présentes pour chaque UTXO utilisée dans la transaction sont :



<ul><li>une référence de la transaction (TXID) contenant l’UTXO à utiliser et un output index number (vout) qui est un nombre identifiant cet UTXO au sein de la transaction</li><li>un script de déblocage (ScriptSig), impliquant généralement la signature digitale de l’envoyeur, qui permet de satisfaire les conditions de déblocage de l’UTXO (généralement listées dans son ScriptPubKey).</li><li>un nombre de séquence (sequence number)</li></ul>



L’UTXO n’étant pas directement présente dans les inputs, le wallet de l’envoyeur et les nœuds vérificateurs devront aller la rechercher au sein de la transaction identifiée par son TXID.