Les chercheurs de Princeton répondent à des questions fondamentales sur la blockchain pour explorer son plein potentiel. Crédit :Béatrice Trinidad
Selon qui vous demandez, La technologie blockchain est sur le point de révolutionner le monde, de la création d'une monnaie universelle à la construction d'un Internet gratuit et véritablement privé. Ou, la nouvelle technologie, construit avec une combinaison de cryptage et de transparence, est une solution à la recherche d'un problème.
La réalité se situe probablement quelque part entre les deux. Alors qu'un nombre croissant de startups et de chercheurs se consacrent à l'exploration du plein potentiel de la blockchain, Les experts avertissent qu'une bonne dose de scepticisme est nécessaire pour évaluer pleinement la technologie et sa place éventuelle dans la société.
Pour de nombreuses personnes, bien que, y compris certains cherchant à investir, les technologies blockchain et leurs limites restent mal comprises, laissant les gens vulnérables à l'exploitation par de mauvais acteurs. Les chercheurs de l'École d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université de Princeton s'efforcent de changer cela grâce à l'éducation, la sensibilisation et la recherche.
« Très tôt, nous avons réalisé que c'était une technologie qui n'était pas bien comprise mais qui intéressait beaucoup de gens, " a déclaré Ed Felten, le professeur Robert E. Kahn d'informatique et d'affaires publiques à Princeton. "Il n'y avait pas de cohérence, une manière de haute qualité d'enseigner cette technologie ou de l'expliquer, nous avons donc essayé de systématiser les connaissances et les problèmes non résolus qui les sous-tendent. »
Tout simplement, une blockchain est un grand livre. Mais contrairement à un ancien registre d'hôtel qui prend la poussière sur un comptoir, un grand livre blockchain est tenu électroniquement à plusieurs endroits sur Internet. Il est visible par tout membre de la communauté participant à cette blockchain particulière. Chaque copie du grand livre est conservée sur un ordinateur appelé nœud ; lorsque quelqu'un effectue une transaction à l'aide de la blockchain, par exemple en utilisant une monnaie virtuelle pour commander une pizza, les opérateurs des nœuds effectuent des calculs pour créer une nouvelle entrée, ou bloquer, dans le grand livre. Chaque nouveau bloc est chiffré à l'aide d'un code privé, clé numérique de la personne qui a acheté la pizza ; les nouveaux blocs sont également liés aux blocs précédents à l'aide d'un cryptage supplémentaire.
La combinaison du cryptage et de la visibilité rend les entrées extrêmement difficiles à falsifier. Étant donné que les calculs sont effectués sur plusieurs nœuds et que les résultats sont visibles pour les participants, des résultats variables seraient un signal d'alarme immédiat. La nature distribuée du système signifie qu'il est difficile à contrôler pour une seule entité. Cela rend également les transactions extrêmement difficiles à retracer jusqu'à un utilisateur.
L'utilisation initiale de la technologie blockchain était dans de nouvelles formes de monnaie telles que Bitcoin. Plus récemment, la capacité de suivre de manière fiable les transactions décentralisées a attiré d'autres secteurs. Les entreprises explorent son utilisation pour les contrats, développement d'applications et finance internationale.
"Je pense que ce sera une histoire d'intégration progressive, plutôt qu'une histoire de révolution, " dit Arvind Narayanan, professeur agrégé d'informatique à Princeton. "C'est une nouvelle technologie intéressante, et un certain nombre d'entre nous ici travaillent pour rendre cette base technique encore plus solide."
En 2014, Narayanan a commencé à enseigner l'un des premiers cours universitaires sur la blockchain, que lui et Felten ont rapidement développé en une série Coursera en ligne et un manuel populaire. À la fois, avec des collègues et anciens et actuels étudiants, ils ont commencé à innover pour maximiser les avantages de la blockchain et minimiser les risques. "Il y a beaucoup en jeu, et beaucoup de choses pas comprises sur cette technologie, " a déclaré Felten. "En tant qu'universitaires indépendants, le rôle que nous essayons de jouer est d'être des explicatifs, interprètes et B.S. détecteurs."
Cela dit, Felten et Narayanan pensent que la blockchain a un rôle important à jouer, bien que, probablement, nous devons encore imaginer ce que ce sera. "En quelques sortes, nous sommes toujours à la recherche de son application majeure, " a déclaré Felten.
De nombreux anciens élèves de Princeton tentent de combler cet inconnu en devenant les premiers innovateurs dans le domaine, dont un co-fondateur de la crypto-monnaie Ethereum et les fondateurs de plusieurs sociétés de premier plan, comme Blockstack (voir la liste ci-dessous). L'endroit où ils prendront ces entreprises et d'autres dépend non seulement de la finesse technique, mais imaginaire.
Le réseau décentralisé
Jusqu'à présent, l'utilisation la plus importante de la blockchain a été la création de crypto-monnaies, comme Bitcoin et Ethereum, qui ne sont pas contrôlés par une banque centrale. Ces devises ne sont pas elles-mêmes des blockchains - ce sont des jetons abstraits - mais les transactions de leurs pièces sont enregistrées sur des blockchains. Étant donné que la propriété et tout transfert de propriété sont enregistrés dans le grand livre public, les participants au système Bitcoin n'ont pas besoin de faire confiance à une seule entité. Au lieu, ils font confiance à la technologie du grand livre distribué, qui est maintenu par un grand nombre de participants à travers le monde.
Chaque crypto-monnaie offre un nombre limité de pièces, bien que de nouveaux soient régulièrement créés et distribués en guise de paiement aux utilisateurs, appelés mineurs, qui sont les premiers à résoudre les problèmes informatiques difficiles - les énigmes difficiles - ajoutés à la chaîne. Les ordinateurs des mineurs exécutent des algorithmes qui effectuent la tâche difficile de créer des enregistrements de blockchain et de résoudre des problèmes mathématiques. En échange, ils reçoivent des pièces.
Bien que cela semble abstrait, Felten souligne que le système a en fait beaucoup en commun avec les monnaies conventionnelles. "La plupart de l'argent que nous avons existe en nombre sur un ordinateur quelque part, " dit-il. " Si vous allez dans une sandwicherie, ils vous donnent un sandwich en échange du fait que vous disiez à une banque de transférer des numéros d'un compte à un autre. » Comme le papier-monnaie, il continue, les crypto-monnaies ont de la valeur car leur offre est limitée, et parce que les utilisateurs peuvent être sûrs de pouvoir les échanger contre des biens et des services. Les crypto-monnaies se négocient désormais contre le dollar, et leur capitalisation boursière combinée dépasse 100 milliards de dollars.
Parmi leurs plus grandes attractions, les crypto-monnaies offrent un moyen de transférer de l'argent sur des distances et des frontières sans faire appel à des intermédiaires qui peuvent facturer des frais élevés. Dans d'autres cas, certaines crypto-monnaies possèdent des fonctionnalités avancées, y compris la possibilité de créer des contrats intelligents, ou des règles d'application automatique qui régissent les accords d'entiercement et d'autres interactions.
La blockchain n'en est qu'à ses balbutiements, bien que, il est donc probable que la véritable portée de son utilité n'a pas encore été révélée.
"C'est une sorte d'analogie avec les premiers jours d'Internet, où certaines personnes étaient super excitées et ont fait beaucoup d'affirmations sur la façon dont cela changerait l'existence humaine pour toujours, et certains ont dit que c'était juste une mode, " a déclaré Felten. " Bien que cela n'ait pas résolu tous les problèmes de l'humanité, cela s'est avéré être assez important."
Mais pour toutes les utilisations actuelles et futures intéressantes de la blockchain, il ajouta, il y a "une quantité extraordinaire d'huile de serpent et d'exagération dans la rhétorique publique". Parce que certaines transactions de crypto-monnaie sont anonymes, par exemple, ils sont particulièrement attractifs pour les groupes criminels, y compris ceux qui cherchent à échanger des marchandises illégales. Dans d'autres cas, les utilisateurs moins avertis sont exploités par le biais de « systèmes de pompage et de vidage » dans lesquels des investisseurs sans scrupules augmentent artificiellement le prix d'un produit chaud puis vendent rapidement, provoquant un crash. "Il y a énormément d'arnaques, " a prévenu Narayanan.
La blockchain est également extrêmement énergivore, principalement à cause de l'exploitation minière, qui nécessite des équipements spécialisés avec une forte demande en électricité. L'exploitation minière de Bitcoin représente à elle seule environ 0,1% de la consommation mondiale totale d'énergie, soit plus d'énergie que certains pays, dont le Danemark et l'Irlande, consommer. Comme Narayanan a témoigné devant le Comité sénatorial de l'énergie et des ressources naturelles en août, cela représente un grave problème pour l'utilisation de l'énergie et l'environnement.
Coder le futur
Dès les premiers jours, Les chercheurs de Princeton se sont efforcés d'atténuer certains de ces problèmes et de mieux comprendre la technologie et son potentiel.
"Bitcoin est décrit dans les médias comme sautant dans l'existence de l'esprit d'une personne mystérieuse, mais j'ai co-écrit un article sur les technologies constitutives des crypto-monnaies qui citait la littérature du début des années 1980, " Narayanan a déclaré. " Continuer à améliorer la crypto-monnaie et la blockchain nécessitera beaucoup plus de recherches en informatique. "
BlockSci, par exemple, est une base de données que Narayanan et ses collègues ont construite pour analyser des centaines de millions de transactions Bitcoin. BlockSci leur permet d'étudier les tendances et de répondre à des questions telles que combien d'argent est réellement transféré et combien d'utilisateurs ont réellement la vie privée.
"Il y a beaucoup de questions scientifiques et commerciales intéressantes que nous pouvons poser avec ces données, " Narayanan a déclaré. Une enquête récente a révélé, par exemple, que les bitcoins changent de mains moins souvent que ce qui était supposé auparavant - environ 1,4 fois par mois - ce qui suggère que les individus utilisent moins les pièces comme monnaie et davantage comme investissements.
Les étudiants et diplômés de Princeton font également avancer le domaine, en créant des applications et en écrivant des logiciels pour améliorer les crypto-monnaies ; fonder des entreprises basées sur la blockchain; et le financement de telles entreprises. Joseph Lubin, l'un des fondateurs d'Ethereum, diplômé de Princeton en 1987 avec un diplôme en génie électrique et en informatique.
Une entreprise récente, Base, fondée par Nader Al-Naji, ancien élève de l'informatique de Princeton, Lawrence Diao et Josh Chen, a récemment levé 133 millions de dollars pour les efforts visant à créer une crypto-monnaie qui maintient un prix plus stable que les "pièces" conventionnelles basées sur la blockchain. Le système de base crée l'équivalent virtuel d'une banque centrale, qui ajustent automatiquement l'offre de devises, en fonction de la demande.
Une récente entreprise d'anciens élèves de Princeton, Blockstack, vise à construire un Internet complètement décentralisé basé sur la blockchain. Selon les cofondateurs Ryan Shea (ESB 2012 en génie mécanique et aérospatial) et Muneeb Ali (doctorat 2017 en informatique), Blockstack, qui est enregistrée en tant qu'établissement d'utilité publique, s'est inspiré des grands problèmes qu'ils percevaient dans le fonctionnement d'Internet, y compris les préoccupations concernant les données personnelles et l'autonomie.
"Nous avons vu qu'un manque de concurrence et de contrôle pour l'utilisateur final entravait vraiment la liberté, la sécurité et la confidentialité dans le monde, " Shea a déclaré. "Nous voulions construire un nouveau système qui responsabilise l'individu et permet à chacun de nous de posséder nos données."
Plutôt que Facebook stocke et contrôle toutes les données d'une personne sur ses serveurs, par exemple, un utilisateur Blockstack pourrait facilement migrer son identité numérique d'une application à l'autre, si on le désire. Le logiciel Blockstack de gestion des profils et de sécurisation des comptes est déjà disponible, tout comme les applications décentralisées de messagerie et d'édition de documents. L'année prochaine, la société prévoit de publier sa propre blockchain en tandem avec un jeton Blockstack, et des discussions sont en cours pour créer un Twitter décentralisé.
"Nous travaillons avec de nombreuses équipes pour les aider à créer toutes les applications qu'elles souhaitent sur la plate-forme, " dit Shea. " Les choses les plus excitantes concernent moins les détails exacts de l'infrastructure sous-jacente que nous fournissons et plus la façon dont nous permettons aux développeurs de créer de nouvelles expériences. "
Blockstack boucle déjà la boucle en inspirant et en permettant à d'autres chercheurs de Princeton de créer de nouvelles technologies. Au Keller Center for Innovation in Engineering Education's eLab Summer Accelerator Program en août, une équipe de nouveaux diplômés de Princeton a lancé Afari, une plate-forme de médias sociaux basée sur Blockstack destinée à rendre la confidentialité des données aux personnes en restituant la propriété et la confidentialité des données aux utilisateurs, et en donnant à chacun une chance égale d'être entendu et récompensé.
"Les médias sociaux sont tellement brisés à notre avis que vous devez les repenser de fond en comble, " dit Avthar Sewrathan, co-fondateur d'Afari et diplômé 2018 en informatique. Blockchain, l'équipe a dit, rend cela possible. "Lorsque vous publiez un article sur Afari, " a déclaré le co-fondateur Felix Madutsa, "vos données ne sont pas stockées chez nous mais sont plutôt stockées sur un système décentralisé que vous, l'utilisateur, contrôle et possède."