28. mars 2024

Private, Public, Hybrid: Quelle blockchain pour quelle application?

En fonction du processus à cartographier dans une blockchain et des acteurs à impliquer, il est nécessaire de concevoir le bon modèle. Cet article offre un soutien.

En raison de la structure distribuée de la blockchain, les organisations peuvent interagir entre elles sans connaître les autres acteurs. L’accent est mis sur la sécurité, la confidentialité et l’intégrité. Malgré l’absence d’intermédiaires, l’utilisation de la blockchain peut également répondre à d’importantes exigences de conformité.

En fonction de l’application, l’un des trois modèles de blockchain doit être utilisé. Idéalement, il devrait s’agir de celle qui apporte le meilleur bénéfice à toutes les parties concernées et qui contribue de la meilleure façon possible à la réalisation de l’objectif visé. Les choix sont les suivants : blockchain privée, publique ou hybride.

Pour aller droit au but, voici un résumé des différences fondamentales. Vous trouverez notre conclusion à la fin.

Private BlockchainsPublic BlockchainsHybrid Blockchains
AccessibilitéSeulement pour les membres autorisésOuvert à tout le mondeOuvert à tout le monde mais des restrictions existent pour certaines parties
TransparenceMoins transparentHautement transparentSemi-transparent
Vitesse des transactionsRapide en raison de moins de participantsPlus lent car besoin de validation publiquePerformance intermédiaire en combinant les deux aspects
SécuritéHautement sécurisé mais risque de corruption interneHautement sécurisé car décentraliséHautement sécurisé grâce à l’utilisation des avantages des deux autres
GouvernanceGérée par une seule entité ou un groupe d’entitésGérée par le consensus publicGérée par une entité unique mais avec une certaine implication publique
Comparaison des Blockchains

Blockchain privée

Les blockchains privées ne sont pas accessibles au public. L’initiateur détermine qui a accès à la blockchain et l’accès est limité à un certain groupe de participants, généralement clairement défini. Cela est logique si les entreprises se connaissent mais ne se font pas confiance à 100 %.

Pour éviter que l’initiateur ne s’attribue plus de droits, les réseaux privés ont été étendus de telle sorte que ce n’est pas un seul initiateur, mais plusieurs qui forment ensemble un réseau de consortium avec des droits égaux. Le modèle de gouvernance est donc plus décentralisé. Cela vaut également pour le fonctionnement du réseau. Les modifications et les mises à jour du code source doivent être confirmées par les parties concernées sous une forme convenue et acceptée (consensus). Il existe donc un groupe de parties responsables qui se réunissent et prennent des décisions dans l’intérêt de l’ensemble du réseau. Cela comprend également l’expansion du réseau par l’ajout de nouvelles entreprises. Dans tous les cas, l’intégration d’organisations supplémentaires, comme c’est le cas avec Hyperledger Fabric, coûte beaucoup de temps.

Le concept clé de la blockchain privée est celui des permissions : Ceux-ci garantissent que seuls les participants sont autorisés à écrire et à lire des contenus pertinents. En principe, les autorisations sont convenues à l’avance et fixées avec tous les nouveaux participants avant qu’ils ne puissent rejoindre le réseau.

Voici quelques exemples d’un cadre de blockchain privé :

  • Entreprises issues de chaînes d’approvisionnement inter-organisationnelles
  • des entreprises travaillant ensemble dans le domaine de la logistique
  • Les fournisseurs d’énergie et tous les autres qui opèrent en association avec des sous-traitants et des fournisseurs.

Ces derniers s’appuient déjà sur les technologies numériques tout en opérant avec des quantités de données extrêmement importantes entre une multitude de partenaires et de parties. Pour rendre leurs flux de données complexes et interdépendants plus sûrs, efficaces et validables, la blockchain est un outil éprouvé.

Les avantages de la blockchain sont d’autant plus grands que le nombre de participants à ce réseau est élevé et que les interdépendances entre les processus sont complexes – ce qui prend beaucoup de temps pour les tâches d’administration, de vérification et de comptabilité. Grâce à la blockchain, le respect des exigences peut être mis en œuvre de manière compréhensible pour toutes les parties prenantes en termes de conformité, et la communication peut être rationalisée dans le même temps. Comme les participants se connaissent, il est possible de choisir un mécanisme de consensus rapide, basé sur le vote, contrairement à une blockchain publique.

Blockchain publique

Dans la blockchain publique ou sans permission, chacun est libre de participer au réseau. Aucune restriction ne s’applique et personne n’est empêché de lire, d’écrire et de vérifier la blockchain. En même temps, grâce à l’ouverture et à la transparence, il est possible pour quiconque au sein du réseau de vérifier la véracité des enregistrements de la blockchain publique. L’embarquement est ad hoc dans la blockchain publique. Par conséquent, contrairement à la Blockchain privée, il n’est pas nécessaire de prévoir du temps pour ce processus dans ce réseau. Le premier domaine d’application de la blockchain publique a été celui des crypto-monnaies telles que le Bitcoin et plus tard l’Ethereum, afin d’authentifier les valeurs monétaires et d’écrire les transactions de manière additive sur la blockchain. Cependant, il est également possible de saisir des valeurs complètement différentes qui appartiennent à des acteurs individuels.

La blockchain sans permission est intéressante pour les solutions dans lesquelles l’utilisateur final est directement impliqué. Les plateformes qui servent d’intermédiaires entre les utilisateurs peuvent notamment être remplacées par la blockchain. La start-up Lazooz, par exemple, veut concurrencer le poids lourd des services de mobilité, Uber, sur la base de la technologie blockchain.

Voici quelques exemples d’applications et de cadres de la blockchain publique :

  • Témoignages
  • Données sur la santé
  • Services de mobilité
  • Valeurs immobilières
  • Services énergétiques

Au cœur de la blockchain publique se trouve le processus décentralisé d’établissement de la confiance et du consensus. Le consensus public est la force de ce type de réseau. Dans le cas de Bitcoin, il s’agit de POW (Proof-of-Work). Toutefois, ce procédé présente des inconvénients : D’une part, la consommation d’énergie est élevée en raison de la puissance de calcul et, d’autre part, le débit d’un tel consensus est réduit en raison de la latence. La forte demande de communication des participants par le biais du consensus signifie que la vitesse de transaction de la blockchain publique est souvent plus lente que celle de la blockchain privée.

Blockchain hybride

Une blockchain hybride offre les avantages décrits ci-dessus, mais son architecture se compose de deux parties :

  • La partie privée d’une solution blockchain hybride est utilisée pour les transactions entre les partenaires connus.
  • La partie publique est disponible pour un nombre arbitrairement extensible de petits ou nouveaux partenaires supplémentaires.

Cette architecture rend le réseau fermé pour le contenu interne d’une part et très facile à étendre d’autre part. Le réseau se caractérise par un débit plus élevé de transactions dans la partie privée et, en même temps, par une expansion rapide dans la partie publique. Cela permet également l’interopérabilité avec d’autres réseaux blockchain sans qu’il soit nécessaire de normaliser les protocoles de consensus. C’est également la raison pour laquelle une organisation peut commencer avec quelques partenaires et d’autres parties peuvent être ajoutées ultérieurement, à condition que l’interopérabilité soit fondamentalement garantie.

L’accent est donc mis sur les processus entre les entreprises et sur la mesure dans laquelle ils sont mis à l’échelle, optimisés, modifiés de manière cohérente et ouverts sur l’extérieur afin de développer la création de valeur en collaboration. Au cours de ce processus, certaines transactions peuvent être effectuées publiquement et d’autres en privé dans un environnement anonyme. À cette fin, le système de blockchain distribué Cosmos a développé en 2016 le protocole Inter-Blockchain Communication (IBC).

Exemples d’un cadre hybride de blockchain :

  • Chaînes d’approvisionnement commerciales : inclusion sans problème de nouveaux partenaires, même si la blockchain existe déjà ;
  • Réseaux de distribution avec utilisateurs finaux participants : ajout sans problème d’autres réseaux qui n’étaient pas encore prévus lors de la création de la blockchain, par exemple les réseaux intelligents dans les réseaux électriques ;
  • Chaînes de production de bout en bout : l’ajout ultérieur de nouveaux participants, sous-traitants, fournisseurs, etc. est facilement possible ;

Outre Cosmos (qui utilise d’ailleurs le consensus tendermint), il existe d’autres exemples de blockchains hybrides comme Quorum, Chainlink ou Polkadot. L’architecture Quorum, par exemple, est structurée de manière à ce qu’une blockchain principale interagisse avec plusieurs blockchains secondaires. Ce type de gestion des autorisations permet aux entreprises de limiter l’utilisation de leur blockchain Quorum à une base d’utilisateurs spécifique. En outre, ce principe de partition de la blockchain en chaînes latérales est également utilisé pour une mise à l’échelle plus élevée. Ce traitement parallèle des données est également appelé « mise à l’échelle de deuxième couche ».

Modèles de décision pour la blockchain

Il existe des modèles de décision de Birch-Brown-Parulava, Suichies Model, IBM, Lewis, Karl Wüstl et Arthur Gervais, Morgen E. Peck, DHS, Cathy Mulligan, J. Gardner, T. Koens & E. Poll, CompTIA, Meunier et autres. La majorité d’entre eux présentent des chemins de décision similaires. Sebastian Meunier a résumé dix questions dans quatre domaines, qui ont été complétés ici par trois questions supplémentaires. Si l’on peut répondre positivement à sept ou plus des questions suivantes, l’utilisation de la blockchain a du sens :

Logique d’entreprise

  • La logique métier est-elle simple et peut-elle être interprétée et automatisée par l’informatique ?
  • Existe-t-il de nombreuses dépendances de processus entre les organisations ?
  • Les données peuvent-elles également être mises à disposition de manière transparente ?
  • Les données ne sont-elles pas principalement alimentées par des systèmes tiers ou des données externes ?

Réseau

  • Le projet implique-t-il un grand nombre de participants ?
  • N’y a-t-il pas une confiance à cent pour cent ?
  • La blockchain est-elle basée sur un projet de logiciel entièrement open source ?
  • Le contrôle des modifications apportées au logiciel est-il décentralisé ?
  • Est-il possible de se passer de l’acquisition d’un matériel propre ?

Performance

  • Le stockage des données est-il nécessaire ?
  • Le changement d’échelle est-il nécessaire ?

Consensus

  • Y a-t-il un intermédiaire qui soit vulnérable, corruptible, coûteux ?
  • Y a-t-il beaucoup de validateurs ?
  • Y a-t-il un fort désir d’immuabilité des données ?

Outils de prise de décision en matière de blockchain

Quelles sont les aides à la décision disponibles pour trouver la meilleure architecture possible pour l’application en question ? La blockchain est essentiellement un modèle de conception qui peut être créé librement et qui va au-delà de la technologie pure. Il peut être conçu pour être plus centralisé ou plus décentralisé. La division en trois modèles de blockchain (privée, publique, hybride) sert de classification rapide.

Il convient de noter que la décentralisation, la sécurité et l’évolutivité constituent un trilemme de la blockchain. Si l’on ne veut pas tourner la vis de la sécurité, la décentralisation se fait toujours au détriment de l’évolutivité. Néanmoins, le potentiel s’élargit avec les développements technologiques majeurs de la technologie blockchain, de telle sorte que tous les paramètres du développement temporel tendent de plus en plus vers une plus grande évolutivité – avec une décentralisation et une sécurité élevées en même temps.

L’architecture a également un effet de soutien à cet égard : par exemple, il est possible de passer de la décentralisation à l’évolutivité dans la blockchain hybride, ce qui illustre son avantage. Dans le même temps, l’architecture est plus cohérente avec une technologie blockchain publique ou privée. Il n’y a donc pas de solution unique. L’architecture et l’objectif de chacun doivent être suffisamment pris en compte en fonction des différents compromis.

Le point de départ de la planification de l’architecture blockchain est constitué par les processus métier. Les développements et architectures informatiques les suivent généralement. Ce qui est spécial et perturbateur dans la blockchain, cependant, c’est que cette technologie permet de nouvelles applications et donc de nouveaux processus commerciaux. Le développement successif de la blockchain dans l’entreprise et l’utilisation optimisée des données internes conduisent à un degré d’automatisation plus élevé. En particulier, les secteurs économiques avec de nombreux intermédiaires et de nombreuses dépendances, dans lesquels la confiance est essentielle, ont un grand potentiel blockchain. Parmi les entreprises impliquées dans un projet de blockchain, il faut toutefois décider du degré de confiance et de transparence à accepter.

Privé vs. public vs. hybride

La blockchain privée délimite clairement l’accès et la visibilité. Selon les données à traiter, c’est exactement le comportement souhaité. Les ressources matérielles telles que le stockage des données, les serveurs et les systèmes en nuage doivent être mises à disposition pour le fonctionnement. Les dangers de ce formulaire sont les entrées de données potentiellement erronées ou les identités compromises. Toutefois, il est possible d’y remédier en adoptant un consensus et une architecture appropriés. Hyperledger Fabric et Ethereum sont des produits à code source ouvert, ce qui crée un climat de confiance et une sécurité future grâce à l’importante communauté de développeurs.

Contrairement à la blockchain privée, la blockchain publique permet une participation sans réglementation et, par conséquent, sans bureaucratie. Pour son fonctionnement, ce réseau utilise les réseaux existants. Pour l’utilisation, la mise à disposition, la sécurité et la validation, il faut acquérir des jetons du réseau blockchain, comme l’Ethereum, pour payer les transactions effectuées. Le réseau et les opérateurs y trouvent leur compte. Inévitablement, des attaques sur le réseau par des inconnus sont plus à craindre qu’avec les blockchains privées, qui nécessitent un processus d’embarquement réglementé. Avec l’expansion et donc l’augmentation des nœuds du réseau, l’évolutivité de la connectivité doit également augmenter dans une blockchain publique. De nouveaux mécanismes de consensus tels que le POS et la mise à l’échelle de la deuxième couche permettent d’atteindre des vitesses de transaction plus élevées.

Avec toutes les considérations techniques pour la mise en place d’une blockchain, d’autres facteurs ne doivent pas être négligés. Les parties externes, dont certaines sont des concurrents, doivent être convaincues d’intégrer leurs données dans la solution blockchain. Cela nécessite des incitations économiques tangibles. Cela peut être plus difficile que la mise en œuvre technique elle-même. Par conséquent, l’interopérabilité des solutions blockchain hybrides est une bonne approche. Ici, les partenaires peuvent se réunir dès le début et une extension avec d’autres réseaux peut être établie par la suite. Mais d’autres solutions peuvent également être judicieuses, en fonction de l’objectif et de l’application.

Les réductions de coûts grâce à l’automatisation des processus et les nouvelles opportunités commerciales grâce aux données et à la transparence peuvent jouer un rôle à cet égard : Une vision et donc une perspective intéressante, qui a déjà été exploitée en 2016 sous la forme d’une DAO (organisation autonome décentralisée), sont des organisations distribuées et autonomes qui agissent entre elles au cas par cas et en fonction de la situation et sécurisent de manière sûre et traçable leurs transactions dans la blockchain.