Qu'est-ce que Bitcoin et comment fonctionne-t-il ?

Bitcoin est la première blockchain et la plus connue, un registre public de paiements qu'aucune entreprise ne gère seule. Cet article explique qui l'a créé, comment fonctionnent les blocs et les frais, ce que signifient les différents formats d'adresses, et comment suivre le réseau en direct.

Si l'idée d'un registre partagé est nouvelle pour vous, lisez d'abord qu'est-ce qu'une blockchain. Ici, nous nous concentrons sur Bitcoin lui-même.

Ce qu'est Bitcoin et qui l'a créé

Bitcoin a été décrit dans un livre blanc de 2008 publié sous le nom de Satoshi Nakamoto, et le réseau a démarré en 2009. La véritable identité de Nakamoto est inconnue. Personne ne possède le réseau. Il est exploité par des milliers d'ordinateurs indépendants appelés nœuds, et son logiciel est open source, maintenu par de nombreux contributeurs bénévoles ou rémunérés par des entreprises.

Le problème que Bitcoin voulait résoudre est celui d'une monnaie numérique sans banque. Avant lui, toute monnaie numérique nécessitait un tiers de confiance pour empêcher de dépenser deux fois la même pièce. Bitcoin remplace ce tiers par un registre partagé que chacun peut vérifier.

Aujourd'hui, on utilise Bitcoin surtout pour conserver et transférer de la valeur au-delà des frontières, et comme couche de règlement. Il est volontairement simple. Il n'exécute pas de programmes généraux comme le fait Ethereum, et cette simplicité fait partie de sa conception.

Comment fonctionnent les blocs : la preuve de travail

Bitcoin utilise la preuve de travail (proof of work). Les mineurs sont des ordinateurs qui devinent des nombres à répétition jusqu'à ce que le hash (une empreinte de taille fixe) d'un bloc candidat passe sous une cible. Le premier mineur qui en trouve un publie le bloc, et les autres le vérifient en une fraction de seconde et construisent à la suite.

Un nouveau bloc est trouvé toutes les 10 minutes environ en moyenne. Le moment est aléatoire : deux blocs peuvent arriver à moins d'une minute d'écart, et un intervalle d'une heure est possible. Pour garder la moyenne stable, le réseau ajuste la difficulté tous les 2 016 blocs, soit à peu près toutes les deux semaines. Plus de puissance de minage rend la cible plus difficile, moins de puissance la rend plus facile.

Le mineur gagnant perçoit la récompense de bloc (block subsidy, des bitcoins nouvellement créés) plus les frais des transactions qu'il contient. La récompense est divisée par deux environ tous les quatre ans lors d'un événement appelé halving. C'est pourquoi l'offre totale est plafonnée à 21 millions de pièces et pourquoi l'émission de nouvelles pièces ralentit avec le temps. On s'attend à ce que les frais prennent plus d'importance à mesure que la récompense diminue.

Des UTXO, pas des comptes

Ethereum tient un solde par compte. Bitcoin fonctionne comme de l'argent liquide dans un portefeuille. Votre solde est un ensemble de sorties de transaction non dépensées (unspent transaction outputs), ou UTXO. Chaque UTXO est une pièce d'une valeur précise que vous ne pouvez dépenser qu'une fois.

Quand vous payez 0,003 BTC avec un UTXO d'une valeur de 0,005 BTC, la transaction consomme tout l'UTXO et en crée deux nouveaux : 0,003 pour le destinataire et environ 0,002 qui vous reviennent en « monnaie rendue » (change), moins les frais. Votre portefeuille s'en charge pour vous. Cela compte parce que le nombre d'entrées modifie la taille de la transaction, et la taille est ce que vous payez.

Frais, unités de poids et mempool

Les frais de Bitcoin ne dépendent pas du montant que vous envoyez. Ils dépendent de la place que votre transaction occupe dans un bloc. Un bloc peut contenir au maximum 4 000 000 d'unités de poids (weight units), ce qui équivaut à 1 000 000 d'octets virtuels (vB). Les frais sont exprimés en satoshis par octet virtuel (sat/vB). Un satoshi vaut un cent-millionième de bitcoin.

Un paiement simple d'une entrée et deux sorties pèse de l'ordre de 140 vB avec une adresse SegWit moderne, donc à 10 sat/vB il coûterait environ 1 400 satoshis. La taille exacte dépend du type d'adresse et du nombre d'entrées.

Quand vous envoyez, votre transaction va d'abord dans le mempool, la salle d'attente des transactions non confirmées que chaque nœud conserve. Les mineurs choisissent d'abord les taux de frais les plus élevés. Si les blocs sont pleins, une transaction à faibles frais attend, parfois des heures ou des jours. De nombreux portefeuilles permettent de l'accélérer plus tard avec des frais plus élevés. Lisez mempool et frais Bitcoin pour les détails, et gas et frais pour la comparaison avec les autres chaînes.

Ce qui fait monter les frais : un afflux de demande, comme le lancement d'un jeton populaire ou une panique sur les marchés, remplit les blocs, et les expéditeurs surenchérissent alors les uns sur les autres.

Types d'adresses

Bitcoin a ses propres formats d'adresses, sans rapport avec les adresses 0x d'Ethereum et des autres chaînes EVM. Le préfixe indique le type :

Les formats récents coûtent généralement moins cher à dépenser, car leurs transactions sont plus petites. Tous sont valides et peuvent se payer entre eux. Un portefeuille génère les adresses pour vous à partir d'une clé secrète, voir portefeuilles et clés.

Confirmations et finalité

Une transaction avec une confirmation se trouve dans le bloc le plus récent. Chaque bloc suivant ajouté par-dessus en ajoute une de plus. Bitcoin offre une finalité probabiliste : plus une transaction est enfouie profondément, moins il est probable qu'elle soit annulée. Six confirmations, soit environ une heure, est la règle empirique de longue date pour les montants importants, et moins sont courantes pour les petits paiements. Voir finalité et confirmations.

Lightning en un paragraphe

Le Lightning Network est un réseau de paiement construit au-dessus de Bitcoin, une couche 2. Deux parties verrouillent des fonds dans un canal, puis échangent de nombreux petits paiements hors chaîne (off-chain), et ne règlent sur la chaîne principale que lorsqu'elles ouvrent ou ferment le canal. Il est utile pour les petits paiements rapides. Il a ses propres portefeuilles et ses propres risques, et cet article n'en dit pas davantage. Voir couche 1, couche 2 et couche 3.

Comparaison de Bitcoin avec d'autres réseaux

Bitcoin est plus lent et plus simple par choix. Il sacrifie vitesse et fonctionnalités au profit d'un long historique de sécurité et d'une culture de mise à jour très prudente. Voir pourquoi les frais diffèrent d'une chaîne à l'autre.

Points de vigilance

• Mauvais réseau. Une adresse bc1 ne fonctionne que sur Bitcoin. Envoyer des bitcoins à une adresse prévue pour un autre réseau les fait généralement perdre. Vérifiez les premiers caractères.
• Fautes de frappe et logiciels malveillants de presse-papiers. Comparez toujours le début et la fin d'une adresse avant d'envoyer. Les transactions sont irréversibles.
• Frais trop bas. Une transaction aux frais trop bas peut rester non confirmée. N'envoyez pas un doublon sans vérifier, vous pourriez payer deux fois.
• Bitcoin « enveloppé » ailleurs. Les jetons appelés « wrapped BTC » sur d'autres chaînes ne sont pas des bitcoins. Ils dépendent de celui qui détient les vraies pièces. Voir les ponts et leurs risques.
• Arnaques. Quiconque promet de multiplier vos pièces ment. Aucune personne légitime ne vous demande votre phrase de récupération (seed phrase).

Suivre Bitcoin en direct sur ChainMonitor

• Blocs et mempool en direct : chaque bloc est une tuile montrant son remplissage et les taux de frais payés, à côté des transactions en attente.
• Liste des blocs récents : ouvrez n'importe quel bloc pour voir ses transactions.
• Suivi du gas : le coût d'un paiement Bitcoin maintenant, à côté des six autres chaînes.

La recherche de l'en-tête accepte un numéro de bloc, un hash de transaction ou une adresse. Bitcoin n'a pas de page de santé RPC sur ChainMonitor.

Questions fréquentes

À qui appartient Bitcoin ?

À personne. Le réseau est exploité par des nœuds et des mineurs indépendants, et le logiciel est open source. Aucune entreprise ni aucun gouvernement ne contrôle le registre ni ne peut modifier seul ses règles. Les changements exigent un large accord entre les utilisateurs et les opérateurs de nœuds.

Pourquoi une transaction Bitcoin prend-elle autant de temps ?

Les blocs sont trouvés toutes les 10 minutes environ, et votre transaction doit être retenue par un mineur. Si votre taux de frais est bas par rapport à d'autres transactions en attente dans le mempool, elle attend plus longtemps. Payer un sat/vB plus élevé la fait passer plus tôt.

Quelle est la différence entre une adresse en 1, en 3, en bc1q et en bc1p ?

Ce sont des formats d'adresses différents. 1 est Legacy, 3 est P2SH, bc1q est SegWit natif et bc1p est Taproot. Les formats récents produisent des transactions plus petites, donc les dépenser coûte moins cher. Tous peuvent s'envoyer des fonds et en recevoir les uns des autres.

De combien de confirmations ai-je besoin ?

Une confirmation signifie que la transaction est dans un bloc. Pour les petits paiements, une à trois est courant. Pour les montants importants, six confirmations, soit environ une heure, est la règle empirique habituelle.

Qu'est-ce que le halving ?

Environ tous les quatre ans, la récompense de bloc que perçoivent les mineurs est divisée par deux. Cela réduit le rythme de création de nouveaux bitcoins et c'est inscrit dans le protocole, donc personne n'a à prendre de décision.

Bitcoin est-il la même chose qu'Ethereum ?

Non. Bitcoin est un registre de paiement simple qui utilise la preuve de travail et les UTXO. Ethereum est une plateforme générale de contrats intelligents qui utilise la preuve d'enjeu. Leurs adresses, leurs frais et leurs jetons diffèrent. Lisez le guide d'Ethereum.