Qu’est-ce que la double dépense dans la blockchain ?

Les cryptomonnaies existent grâce aux merveilles de la technologie blockchain. Il s'agit d'une forme de monnaie numérique, utilisant des techniques de cryptage pour gérer et créer des unités monétaires et transférer des fonds.

Dans ce monde numérisé des cryptomonnaies, vous avez peut-être déjà entendu parler du terme « double dépense ». 

En substance, la double dépense est le concept selon lequel une personne peut reproduire des transactions Bitcoin ou de cryptomonnaie en envoyant des fonds simultanément à deux adresses différentes.

Alors, pourquoi la double dépense pose-t-elle autant de problèmes ? Et comment peut-on l'empêcher dans une blockchain ?

Qu'est-ce que la blockchain ?

Commençons par un petit rappel des concepts de la blockchain.

Uneblockchainest un registre décentralisé qui stocke les transactions. Elle garantit la confiance mutuelle et un consensus collectif entre tous les partenaires impliqués.

La révolution engendrée par la blockchain dans le cyberespace a créé un moyen sûr et robuste de stocker, gérer, traiter et enregistrer des informations et des transactions numériques, souvent très sensibles.

Ce qui rend la blockchain innovante, c'est que les processus ne sont pas finalisés par un seul ordinateur, ou nœud ; de nombreux ordinateurs y participent simultanément.

Les cryptomonnaies telles que le Bitcoin figurent parmi les nombreuses applications diverses de la blockchain. Les identités numériques, les contrats, la logistique et un nombre croissant d'entités peuvent tirer profit de l'utilisation de la blockchain.

Qu’est-ce que la double dépense ?

En matière de monnaie numérique, il est extrêmement important de garantir qu'une unité particulière ne puisse pas être dupliquée. En effet, les informations numériques peuvent être reproduites relativement facilement par des personnes maîtrisant les technologies et connaissant le réseau blockchain, ainsi que les commandes informatiques nécessaires pour les manipuler.

Comme nous l'avons déjà établi, la double dépense consiste essentiellement à envoyer les mêmes fonds à deux bénéficiaires simultanément. 

Cela se produit lorsqu'un réseau blockchain est perturbé et que la cryptomonnaie est, en gros, volée. La personne responsable envoyait ensuite une copie de la transaction pour lui donner une apparence authentique, voire supprimait purement et simplement la transaction pour faire croire qu'elle n'avait jamais eu lieu.

Sans contre-mesures appropriées pour résoudre un tel problème, l'ensemble de la transaction sera fondamentalement déstabilisée et compromise. Les utilisateurs ne disposent d'aucun protocole leur permettant de vérifier si les fonds qu'ils ont reçus ne sont pas également dépensés ailleurs.

Par conséquent, pour qu'une monnaie numérique fonctionne de manière fiable, des mécanismes stricts doivent empêcher ce type de comportement.

Comment fonctionne la double dépense ?

La double dépense détruit et compromet les fondements technologiques d'une blockchain. Son concept même est à l'opposé de ce qu'est la blockchain. Par conséquent, la possibilité de double dépense finirait par saper la confiance dans une cryptomonnaie telle que le Bitcoin ou toute autre monnaie numérique basée sur la blockchain.

Uneanalogie couramment utilisée pour décrire ce problèmeest connue sous le nomde problème des généraux byzantins. Cela met en lumière le défi auquel de nombreuses parties doivent faire face lorsqu'elles ne se font pas confiance et doivent participer à une coentreprise où la coopération est indispensable à la réussite. Cette analogie explique le problème des désaccords dans un système décentralisé.

Dans cette analogie, lorsque tous les généraux mèneront une attaque coordonnée avec leurs armées, ils remporteront la victoire. Cependant, dès qu'un général fait défection ou attaque un autre général, toute la bataille, à l'instar d'une blockchain, sera compromise et finalement perdue.

En conséquence, les cryptomonnaies doivent déployerla tolérance aux pannes byzantines(BFT) dans leurs protocoles. Ce protocole implique qu'un système informatique doit continuer à fonctionner à un niveau satisfaisant malgré les erreurs, les pannes ou les comportements des participants contraires aux plans établis ou qui tentent de contourner le système. 

Exemples de double dépense

Maintenant que nous avons compris les bases de la double dépense, examinons trois méthodes courantes utilisées par les escrocspour réaliser une double dépense.

51 % des attaques (Attaque majoritaire)

Uneattaque à 51 % sur un réseau blockchainse produit lorsqu'un seul individu ou une seule organisation contrôle la majeure partie dutaux de hachage, ce qui peut entraîner une perturbation du réseau. Lorsque cela se produit, le soi-disant « attaquant » acquiert une puissance de minage suffisante pour omettre ou modifier intentionnellement la séquence dans laquelle les transactions sont effectuées.

Lors d'une attaque à 51 %, l'attaquant pourrait annuler les transactions effectuées pendant cette période, ce qui entraînerait un problème de double dépense. De plus, l'attaquant peut également empêcher la confirmation de certaines ou de toutes les transactions (c'est-à-dire une attaque par déni de service) et empêcher certains ou tous les autres mineurs de miner, ce que l'on appelle un « monopole minier ».

Bitcoin Gold, une cryptomonnaie issue d'une bifurcation de Bitcoin, a été victime de telles attaques en 2018 et 2020.

Attaques raciales

Une attaque par concurrence consiste à envoyer simultanément deux transactions opposées avec des fonds similaires ; cependant, une seule transaction est confirmée.

Lors d'une telle attaque, l'idée principale est d'invalider les autres paiements en ne validant que la transaction qui profite à l'attaquant, c'est-à-dire les fonds envoyés à une adresse qu'il peut contrôler.

De plus, les attaques racistes nécessitent des destinataires qui acceptent les transactions non confirmées comme moyen de paiement.

Attaques de Finney

Contrairement à une attaque par compétition, une attaque Finney consiste pour l'attaquant à pré-miner une seule transaction dans un bloc ; cependant, elle n'est pas diffusée immédiatement à l'ensemble du réseau.

Dans ce type d'attaque par double dépense, l'attaquant dépense les mêmes pièces dans une transaction différente, puis diffuse le bloc précédemment miné, invalidant ainsi le paiement.

Ces attaques doivent se produire dans une séquence distincte. Tout comme les attaques racistes, elles reposent également sur l'acceptation par le destinataire de transactions non confirmées.

Comment éviter les doubles dépenses

Il existe deux façons d'éviter les doubles dépenses.

• Approche centralisée : Une approche centralisée est nettement plus facile à mettre en œuvre et implique généralement un superviseur unique qui gère le système et contrôle l'émission et la distribution des unités entre les participants.

• Approche décentralisée : Garantir que les fonds ne soient pas dépensés deux fois dans un environnement sans superviseur unique est plus difficile. Les participants, qui exercent un contrôle équivalent, doivent alors se coordonner autour de protocoles établis qui permettent de lutter contre la fraude et d'inciter chacun à se comporter honnêtement.

De plus, la technologie blockchain empêche la double dépense grâce à une technologie de partage de fichiers pair à pair, associée à la cryptographie à clé publique. Parallèlement à ces dispositifs, les structures de propriété des cryptomonnaies sont enregistrées dans la blockchain, qui est fondamentalement un registre public, tout en étant simultanément confirmées par des protocoles cryptographiques et par l'ensemble de la communauté des cryptomonnaies.

Par conséquent, puisque toutes les transactions sont consignées publiquement et sécurisées cryptographiquement simultanément sur des milliers de nœuds dans le monde entier, toutes les personnes impliquées peuvent les consulter et vérifier celles qui ont déjà été effectuées. 

En ce qui concerne le Bitcoin, toutes les transactions sont vérifiées par les mineurs. Cela garantit que les transactions effectuées pendant le processus de vérification sont irréversibles et ne peuvent être modifiées informatiquement, résolvant ainsi avec succès le problème de la double dépense. 

Quelle est la probabilité que des attaques par double dépense se produisent ?

Même si cela s'est déjà produit, heureusement la double dépense dans une blockchain est difficile à réaliser.

En effet, une fois que la blockchain d'une cryptomonnaie atteint une taille suffisamment importante, comme c'est le cas pour Bitcoin ou Ethereum, la probabilité qu'un individu ou un groupe acquière une puissance de calcul suffisante pour renverser rapidement tous les autres participants devient très faible.

De plus, la modification de tous les blocs précédemment confirmés devient plus problématique à mesure que la chaîne s'allonge, puisque les blocs sont tous liés par des preuves cryptographiques. Par conséquent, plus un bloc comporte de confirmations, plus le coût de modification ou d'annulation des transactions est élevé.

Par conséquent, une attaque de double dépense réussie ne modifierait peut-être que les transactions de quelques blocs récents, et ce, pendant une période relativement courte.

Quant au Bitcoin, son algorithme de consensus, également connu sous le nom de Proof of Work (PoW), garantit que les mineurs ne peuvent valider un nouveau bloc de transactions que si tous les nœuds du réseau s'accordent mutuellement sur le fait que le hachage du bloc fourni par le mineur est correct. Le hachage du bloc vérifie que le mineur a déployé suffisamment d'efforts, a trouvé une solution efficace au problème du bloc et le récompensera donc en Bitcoins pour sa résolution. 

Conclusion

Avec la double dépense, les participants peuvent escroquer les systèmes de paiement électronique à des fins lucratives, en utilisant les mêmes fonds deux fois ou plus. 

Au départ, il n'existait pas de solutions adéquates pour résoudre ce problème. Cela représentait un défi considérable pour la croissance et le progrès des cryptomonnaies et du Bitcoin. Heureusement, la pratique des signatures aveugles, ainsi que certains protocoles rigoureux et transparents, ont fourni une solution innovante pour de tels systèmes financiers décentralisés. 

De plus, la mise en place de mécanismes de preuve de travail (PoW) et de la technologie blockchain a transformé le Bitcoin en un système de monnaie numérique puissant et décentralisé, réduisant considérablement les risques de fraude et de double dépense.