Types de registres distribués : un guide complet 

Comment les personnes et les organisations peuvent-elles conserver un registre commun de leurs transactions sans dépendre d'une autorité centrale ? La technologie des registres distribués (DLT) offre une solution en permettant à plusieurs participants de partager, de vérifier et de maintenir un registre commun.

Vous connaissez peut-être déjà la blockchain, notamment grâce au Bitcoin et aux autres cryptomonnaies. Mais la blockchain ne représente qu'une partie du vaste univers des technologies de registres distribués (DLT). Il existe différents types de registres distribués, et ils ne stockent, ne vérifient ni ne partagent les informations de la même manière.

Qu’est-ce qui distingue une blockchain d’un registre basé sur un graphe acyclique orienté (DAG) ? Dans quels cas une entreprise privilégierait-elle un réseau privé à un réseau public ? Et quel type est le plus adapté à un cas d’usage particulier ?

Ce guide détaille les principaux types de registres distribués, leurs différences et des exemples concrets, afin que vous puissiez voir où chacun s'intègre.

Points clés à retenir

• La technologie des registres distribués est plus vaste que la blockchain, englobant différentes technologies utilisant différentes méthodes pour enregistrer et vérifier les données.
• Les principaux types de registres distribués diffèrent par leur structure, leur accès, leur gouvernance et la manière dont les transactions sont validées.
• Les registres publics, privés et de consortium offrent différents niveaux d'ouverture et de contrôle, selon les participants.
• Bitcoin, Ethereum, Hedera et Hyperledger Fabric illustrent le fonctionnement concret des technologies de registre distribué (DLT).

Qu'est-ce qu'un grand livre distribué?

Un registre distribué est un système d'archivage numérique qui stocke et synchronise des données sur plusieurs ordinateurs, appelés nœuds. Contrairement à une base de données traditionnelle, il ne repose pas sur un système central pour la conservation des données.

Plusieurs participants peuvent ainsi détenir et vérifier des copies du même registre. Lorsqu'une nouvelle transaction est soumise, le réseau la vérifie par rapport aux règles convenues avant de l'ajouter au registre.

La blockchain est l'exemple le plus connu de technologie de registre distribué (DLT), mais elle n'est pas la seule. D'autres technologies, telles que les systèmes basés sur les graphes acycliques orientés (DAG) et Hashgraph, utilisent des structures différentes pour enregistrer et vérifier les transactions.

Bitcoin illustre ce fonctionnement en pratique. Lorsqu'une personne envoie des bitcoins, la transaction est diffusée sur le réseau. Les nœuds la vérifient, et les mineurs rivalisent pour ajouter les transactions valides à un nouveau bloc grâce au système de preuve de travail de Bitcoin.

Une fois le bloc validé, la transaction est intégrée au registre partagé de la blockchain. D'autres registres distribués peuvent utiliser des méthodes et des structures différentes.

Certains registres sont ouverts à tous, permettant à quiconque d'y participer. D'autres sont soumis à autorisation, limitant l'accès aux utilisateurs ou organisations approuvés. C'est ainsi que l'on peut classer les différents types de registres distribués.

Comment fonctionnent les registres distribués ?

Les registres distribués fonctionnent en permettant à plusieurs ordinateurs, appelés nœuds, de maintenir et de vérifier un enregistrement partagé. 

Au lieu d'envoyer chaque mise à jour à une base de données centrale, le réseau utilise des règles convenues pour confirmer les transactions et mettre à jour le registre.

Le processus exact varie selon les types de registres distribués, mais les étapes de base sont similaires :

Une transaction est initiée

Une personne initie une transaction ou soumet de nouvelles informations au réseau. Il peut s'agir d'un transfert de cryptomonnaie, d'un paiement ou d'une mise à jour d'un registre commercial partagé.

La transaction est partagée avec le réseau

La transaction est envoyée aux nœuds concernés du réseau. Ces nœuds vérifient si la transaction respecte les règles du réseau.

Le réseau valide la transaction

Le réseau utilise un mécanisme de consensus pour déterminer la validité d'une transaction. Les différents registres distribués emploient des approches différentes ; il n'existe donc pas de méthode unique pour parvenir à un consensus.

Par exemple, Bitcoin utilise la preuve de travail (PoW), tandis qu'Ethereum utilise la preuve d'enjeu (PoS). Les réseaux à accès restreint peuvent utiliser différentes approches de consensus car leurs participants sont déjà connus et autorisés.

La transaction est ajoutée au grand livre.

Une fois que le réseau a atteint l'accord requis, la transaction est enregistrée. Dans une blockchain, les transactions sont regroupées en blocs. D'autres technologies de registres distribués peuvent utiliser des structures différentes.

Le registre est mis à jour.

Les nœuds concernés mettent à jour leurs enregistrements pour refléter la nouvelle transaction. Cela crée un enregistrement partagé et synchronisé sur l'ensemble du réseau.

Ce processus permet aux participants de travailler à partir de la même version des données sans nécessiter une base de données centrale pour coordonner chaque transaction. Son fonctionnement précis dépend de la technologie utilisée, de son mécanisme de consensus et du caractère public ou privé du réseau.

Quels sont les principaux types de registres distribués ?

Il n'existe pas de classification unique pour la technologie des registres distribués (DLT). Ce terme englobe plusieurs technologies qui utilisent différentes méthodes pour enregistrer, partager et vérifier les données sur un réseau.

La méthode la plus courante pour distinguer les types de registres distribués consiste à examiner la structure sous-jacente qu'ils utilisent pour stocker et valider les transactions. Ces registres comprennent :

Registres distribués basés sur la blockchain

La blockchain est la forme la plus répandue de technologie de registre distribué. Elle enregistre les transactions par groupes appelés blocs, chaque bloc étant lié cryptographiquement au précédent pour former une chaîne.

Avant qu'une transaction ne soit validée, les participants utilisent un mécanisme de consensus pour s'accorder sur sa validité. Différents réseaux blockchain utilisent différents mécanismes de consensus. Par exemple, Bitcoin utilise la preuve de travail (PoW), tandis qu'Ethereum utilise la preuve d'enjeu (PoS).

La blockchain peut être utilisée pour les cryptomonnaies, les contrats intelligents, le suivi de la chaîne d'approvisionnement, l'identité numérique et d'autres applications où plusieurs parties ont besoin de partager un enregistrement fiable sans dépendre entièrement d'une base de données centrale.

Registres distribués à base de graphes acycliques orientés (DAG)

Les registres distribués basés sur un graphe acyclique orienté (DAG) adoptent une approche différente de celle de la blockchain. Au lieu d'organiser les transactions en blocs séquentiels, ils les représentent sous forme de graphe où chaque transaction est liée aux transactions précédentes.

Certains systèmes basés sur des graphes acycliques dirigés (DAG) permettent à une nouvelle transaction de valider les transactions précédentes. Cela peut réduire la dépendance à la structure par blocs utilisée par les blockchains traditionnelles.

IOTA est un exemple bien connu de projet ayant utilisé une structure de registre basée sur un graphe acyclique orienté (DAG). Son approche a été conçue pour des applications impliquant un grand nombre de transactions et d'objets connectés (IoT).

Cependant, les DAG constituent une vaste catégorie plutôt qu'une technologie unique. Différents réseaux basés sur les DAG peuvent utiliser différents mécanismes de validation et de consensus ; il ne faut donc pas supposer qu'ils fonctionnent tous exactement de la même manière.

Hashgraph

Hashgraph est une technologie de registre distribué qui utilise une structure de données appelée graphe acyclique orienté et une approche de consensus basée sur la diffusion d'informations et le vote virtuel.

Au lieu de regrouper les transactions en blocs, Hashgraph enregistre les informations relatives à la communication entre les participants du réseau. Cela permet au réseau d'établir l'ordre et le consensus des transactions.

Hedera est un exemple notable de réseau construit à l'aide de l'algorithme de consensus Hashgraph. Il est conçu pour des applications telles que les paiements, la tokenisation et d'autres services décentralisés.

Bien que Hashgraph et d'autres systèmes basés sur des graphes acycliques orientés (DAG) partagent certaines similitudes structurelles, Hashgraph constitue une technologie et une approche de consensus spécifiques. Il ne doit donc pas être considéré comme interchangeable avec tous les registres distribués basés sur des DAG.

Holochain

Holochain adopte une approche différente des systèmes blockchain traditionnels. Il n'existe pas de registre global partagé. Chaque participant, appelé « agent », conserve sa propre chaîne d'enregistrements. 

Ils ne partagent que les données pertinentes, selon des règles intégrées à l'application. C'est ce qu'on appelle un modèle centré sur l'agent. La blockchain et la plupart des autres technologies de registre distribué (DLT) sont, quant à elles, centrées sur les données. 

Dans un système centré sur les données, l'ensemble du réseau doit s'accorder sur un historique partagé. Dans Holochain, chaque agent valide et maintient sa propre chaîne locale. Le consensus n'intervient que là où il est réellement nécessaire, et non par défaut à l'échelle du réseau.

Il arrive que des agents aient besoin de partager ou de vérifier des données avec d'autres. Dans ce cas, les données sont publiées dans une table de hachage distribuée (DHT). Une DHT répartit les données entre de nombreux pairs, permettant ainsi leur consultation et leur vérification sans serveur central. BitTorrent utilise ce même principe pour le partage de fichiers.

Comme les agents ne stockent et ne synchronisent pas un historique unique et centralisé, Holochain est conçu pour être plus léger et plus évolutif que les blockchains traditionnelles. Les utilisateurs bénéficient également d'un contrôle plus direct sur leurs données. 

Cela en fait une solution idéale pour les applications pair-à-pair ; pensez aux réseaux sociaux, au suivi de la chaîne d’approvisionnement ou aux systèmes de réputation et d’identité. Dans ces cas, le contrôle individuel des données prime sur un registre financier unique.

Holochain est la technologie sous-jacente. Holo est un écosystème d'hébergement distinct qui s'appuie sur cette technologie. Il permet aux utilisateurs d'héberger des applications Holochain sur leurs propres appareils et d'être rémunérés pour cette capacité d'hébergement.

Comment les registres distribués sont-ils classés selon l'accès et les autorisations ?

Une autre manière utile de comprendre les types de registres distribués consiste à les classer en fonction de qui peut accéder au réseau et de ce que les participants sont autorisés à faire.

La question essentielle est simple : qui est autorisé à participer, et qui décide de ce que les participants peuvent faire ?

Registres distribués publics ou sans autorisation

Un registre public ou sans autorisation est généralement ouvert à tous pour rejoindre le réseau, soumettre des transactions et, selon le réseau, participer à la validation des transactions ou au consensus.

Bitcoin et Ethereum sont des exemples de réseaux blockchain publics et sans autorisation. Aucune approbation d'une organisation centrale n'est requise pour créer un portefeuille et soumettre une transaction sur l'un ou l'autre de ces réseaux. 

Toutefois, les participants doivent généralement s'acquitter de frais de réseau pour que leur transaction soit traitée.

Cette ouverture peut favoriser la transparence et une large participation, mais elle peut aussi engendrer des difficultés en matière d'évolutivité, de confidentialité et de gouvernance.

Registres distribués privés ou à accès restreint

Un registre privé ou à accès restreint limite la participation aux utilisateurs ou organisations agréés. Un administrateur ou une entité de gouvernance détermine généralement qui peut rejoindre le réseau et quelles sont les autorisations de chaque participant.

Ce modèle peut s'avérer utile lorsque les organisations ont besoin d'un contrôle accru sur l'accès, la confidentialité ou la validation des transactions. Par exemple, les entreprises utilisant la technologie des registres distribués (DLT) pour leurs processus internes ou entre contreparties connues peuvent privilégier un système à accès restreint plutôt qu'un réseau public ouvert.

Kinexys Digital Payments de JPMorgan, anciennement connu sous le nom de JPM Coin, en est un bon exemple. Il fonctionne comme un système institutionnel à accès restreint basé sur la blockchain, et non comme un réseau public ouvert tel que Bitcoin.

Consortium ou registres distribués fédérés

Un consortium, ou registre fédéré, est un type de réseau à accès restreint géré par un groupe d'organisations plutôt que par une seule. Les entités participantes s'accordent sur les règles de fonctionnement du réseau et de validation des transactions.

Ce modèle peut s'avérer utile lorsque plusieurs organisations doivent partager des données sans dépendre entièrement d'une seule pour la gestion du système. Les institutions financières, les acteurs de la chaîne d'approvisionnement et autres réseaux d'entreprises sont des exemples de domaines où cette structure peut être envisagée.

R3 Corda constitue un exemple pertinent de technologie conçue pour ce type d'environnement professionnel. Elle est destinée aux organisations qui ont besoin d'échanger et de gérer des données entre des participants identifiés, notamment dans des secteurs comme les services financiers.

L'important est que les termes « sans autorisation », « avec autorisation » et « consortium » décrivent l'accès et la gouvernance, plutôt que de décrire nécessairement la structure technique sous-jacente. 

Par exemple, une blockchain peut être publique ou à accès restreint ; les termes « blockchain » et « à accès restreint » ne sont donc pas des catégories concurrentes.

Registres distribués hybrides

Un registre distribué hybride combine les caractéristiques des registres publics et privés. Il permet à certaines informations ou activités de rester accessibles au public tout en réservant les données sensibles ou certaines fonctions aux participants autorisés.

Cette approche peut s'avérer utile lorsqu'une organisation souhaite faire preuve de transparence sans pour autant tout rendre public. Par exemple, une entreprise pourrait rendre publique la preuve qu'une transaction a eu lieu, tout en réservant l'accès aux détails de cette transaction aux seules parties autorisées.

Le réseau XDC de XinFin est un bon exemple d'approche blockchain hybride. Il combine les fonctionnalités d'une blockchain publique avec des éléments à accès restreint et est conçu pour les applications commerciales et liées au commerce.

L'essentiel est que le terme hybride ne signifie pas simplement « partiellement public ». Sa conception spécifique détermine quelles informations sont publiques, lesquelles restent privées et qui peut effectuer certaines actions.

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Facteur	Public / Sans autorisation	Privé / Autorisé	Consortium / Fédéré	Hybride
L’accès	Ouvert en général à toute personne souhaitant participer	Réservé aux participants approuvés	Réservé aux participants agréés des organisations participantes	Combine des éléments d'accès ouvert et restreint, selon la configuration du réseau
Contrôle	En général, aucune organisation ne contrôle le réseau.	Généralement contrôlé par une seule organisation ou une entité dirigeante désignée	La gouvernance est partagée entre plusieurs organisations participantes.	Le contrôle peut être réparti entre une organisation de gestion et une strate en contact avec le public, selon la conception.
Participants	Les participants peuvent ne pas se connaître.	Les participants sont généralement connus et autorisés	Les participants sont des organisations ou entités connues au sein du consortium.	Peut inclure à la fois des participants autorisés et des utilisateurs publics non liés, selon la couche ou la fonction avec laquelle ils interagissent.
Transparence	Les données transactionnelles sont généralement visibles par les participants du réseau et, selon le registre, par le public.	L'accès aux données transactionnelles peut être restreint en fonction des autorisations.	Les informations peuvent être partagées entre les membres autorisés du consortium conformément aux règles convenues.	Certaines données ou transactions peuvent être rendues publiques tandis que d'autres informations restent confidentielles.
Politique de confidentialité	Offre généralement moins de confidentialité au niveau du réseau, bien que certains registres publics utilisent des technologies renforçant la confidentialité.	Un meilleur contrôle sur les personnes autorisées à accéder aux transactions et aux données	Permet aux organisations participantes de contrôler l'accès aux informations partagées	Permet aux organisations de préserver la confidentialité des données sensibles tout en utilisant un réseau public à des fins spécifiques, telles que la vérification.
Consensus	Utilise souvent des mécanismes tels que la preuve de travail ou la preuve d'enjeu, selon le réseau.	Peut utiliser des mécanismes de consensus conçus pour les participants connus et autorisés	Le consensus peut être géré collectivement par les membres autorisés	Il est possible de combiner différentes approches de consensus pour différentes parties du réseau, en fonction de l'implémentation.
Identite	Les utilisateurs peuvent généralement participer sans être approuvés par une autorité centrale.	Les participants sont généralement identifiés et approuvés avant d'accéder au réseau.	Les organisations participantes sont généralement identifiées et autorisées.	Les exigences en matière d'identification peuvent varier selon la fonction, certaines interactions nécessitant une autorisation et d'autres étant ouvertes au public.
Cas d'utilisation typiques	Cryptomonnaies, actifs numériques publics et applications décentralisées	Gestion des documents d'entreprise, chaînes d'approvisionnement et processus métier contrôlés	Services financiers, réseaux commerciaux et autres applications impliquant plusieurs organisations	Les organisations souhaitant un contrôle interne privé avec la possibilité de vérifier ou d'ancrer des enregistrements sur un réseau public
Exemple	Bitcoin et Ethereum	Réseaux d'entreprise basés sur Hyperledger Fabric	Réseaux multi-organisationnels construits à l'aide de plateformes telles que R3 Corda	Les réseaux tels que Dragonchain, qui combinent des éléments privés et publics

Comment choisir le type de registre distribué adapté ?

Le choix d'un type de registre distribué doit se faire en fonction du problème à résoudre plutôt que de la technologie elle-même. Voici quelques facteurs à prendre en compte : 

Réfléchissez à qui a besoin d'accès

Si le réseau doit être accessible à tous, un registre public sans autorisation peut convenir. C'est le modèle utilisé par des réseaux comme Bitcoin et Ethereum.

Si l'identification et l'approbation des participants sont nécessaires avant leur inscription, un système d'autorisation peut s'avérer plus judicieux. Cette pratique est courante en entreprise, où les organisations ont besoin d'un contrôle accru sur les membres du réseau.

Tenir compte des exigences en matière de confidentialité

Réfléchissez à la question de savoir si les informations relatives aux transactions doivent être visibles publiquement ou réservées à certains participants.

Par exemple, une entreprise partageant des informations commerciales sensibles avec des partenaires commerciaux sélectionnés peut préférer un réseau à accès restreint ou un consortium plutôt qu'un registre public.

Considérer la gouvernance

La gouvernance est un autre élément important à prendre en compte. Il convient de se demander qui devrait être habilité à prendre des décisions concernant le réseau, à mettre à jour ses règles, à admettre des participants ou à résoudre les litiges.

Un réseau public sans autorisation répartit la gouvernance différemment d'un réseau privé contrôlé par une seule organisation ou d'un consortium gouverné collectivement par plusieurs organisations.

Tenez compte de l'évolutivité et des performances

Le réseau doit être capable de gérer le nombre et la fréquence des transactions prévus.

Si une organisation prévoit des volumes de transactions élevés, elle doit examiner le débit, la latence et le mécanisme de consensus spécifiques du système.

Il est également important d'examiner le modèle d'évolutivité plutôt que de choisir un type de registre en se basant uniquement sur son étiquette.

Tenir compte des exigences réglementaires et commerciales

Enfin, il convient de prendre en compte le contexte juridique et réglementaire de l’utilisation envisagée. Les exigences relatives à la protection des données, à la réglementation financière, à la tenue des registres, à l’auditabilité et aux transferts transfrontaliers de données peuvent influencer le choix de l’architecture appropriée.

Par exemple, un établissement financier traitant des informations réglementées peut exiger des contrôles d'accès et des mécanismes d'audit plus stricts qu'une application conçue pour le transfert ouvert d'actifs numériques.

Conclusion

Les registres distribués peuvent résoudre des problèmes très différents. Un réseau public comme Bitcoin privilégie la participation ouverte, tandis que les réseaux à accès restreint offrent aux organisations un contrôle accru sur les personnes autorisées à accéder au système.

Le choix optimal dépend des fonctionnalités que vous attendez réellement de votre registre. La confidentialité, l'accès, la gouvernance, l'évolutivité et les exigences réglementaires sont autant d'éléments qui peuvent influencer cette décision.

L'objectif n'est pas de choisir la technologie la plus populaire, mais de trouver le type de registre distribué adapté au problème que vous cherchez à résoudre.

Foire Aux Questions (FAQ)

Tous les registres distribués sont-ils des blockchains ?

Non. La blockchain est un type de registre distribué, mais d'autres architectures, telles que les systèmes basés sur les DAG et Hashgraph, organisent et valident les données différemment.

Peut-on utiliser un registre distribué sans cryptomonnaie ?

Oui. Les registres distribués peuvent prendre en charge des processus métier tels que le suivi des marchandises, le partage d'informations entre organisations et le règlement des transactions financières sans recourir aux cryptomonnaies.

Les registres distribués doivent-ils toujours être publics ?

Non. Un registre distribué peut être public ou réservé aux participants agréés, selon la conception du réseau.

Quel est le principal avantage de l'utilisation d'un registre distribué ?

Le principal avantage est que plusieurs participants peuvent tenir un registre partagé sans dépendre entièrement d'une seule partie pour la conservation et la réconciliation des données.

Les registres distribués sont-ils sécurisés ?

Oui, les registres distribués peuvent offrir une sécurité renforcée grâce à la cryptographie, aux mécanismes de consensus et au contrôle d'accès. Toutefois, la sécurité dépend également de la technologie, de la conception du réseau et de sa mise en œuvre.

Les entreprises peuvent-elles utiliser la technologie des registres distribués ?

Oui. Les entreprises peuvent utiliser la technologie DLT dans des domaines tels que les paiements, le suivi de la chaîne d'approvisionnement, la gestion des identités, la documentation commerciale et le partage de données entre parties de confiance.