Principes de fonctionnement des hard forks et les soft forks

26 mars 2022 Par Faustin Djoufouet

Dans le monde des cryptomonnaies, on utilise l’appellation fork pour désigner une blockchain qui se sépare en deux entités différentes à partir d’un certain bloc dans le cas d’un « hard fork » ou subit une mise à jour importante sur tout son réseau dans le cas d’un « soft fork ». Comme vous le savez, aucun groupe n’a le contrôle total d’un réseau blockchain. Chaque utilisateur d’un réseau peut y participer, à condition de suivre un mécanisme défini appelé algorithme de consensus. Cependant, que se passe-t-il si cet algorithme doit être modifié ?

Eh bien, un fork est le résultat d’une modification du protocole de consensus de la blockchain. Un hard fork se produit si une nouvelle blockchain se sépare définitivement de la blockchain originale. Tous les utilisateurs du réseau doivent alors mettre à jour leur logiciel pour continuer à participer. Le fork de Bitcoin Cash de la blockchain originale de Bitcoin est l’exemple le plus connu de hard fork.

Un soft fork quant à lui est une divergence qui se produit lorsque quelques mineurs continuent de suivre l’ancienne version d’une blockchain tandis que d’autres optent pour la nouvelle version. SegWit était un soft fork de la blockchain Bitcoin qui illustre comment un soft fork peut être implémenté avec succès, tout en conservant l’état du réseau intact. Dans cet article nous allons parler du concept de “fork” en cryptographie.

Allons-y

Qu’est-ce qu’un fork en cryptographie ?

Au début, il y avait Bitcoin, qui a été conçu pour fonctionner comme une alternative numérique décentralisée à l’argent liquide. Au fil du temps, des monnaies plus spécialisées sont apparues, telles que Ripple et Monero. Ces nouvelles crypto -monnaies ne sont pas apparues de nulle part, beaucoup sont le résultat d’un fork.

Dans son sens le plus large, un fork est simplement un changement dans le protocole de la blockchain que le logiciel utilise pour décider si une transaction est valide ou non. Cela signifie que presque toute divergence dans la blockchain peut être considérée comme un fork.

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Pour comprendre ce qu’est un fork et en particulier un hard fork, il est essentiel de comprendre d’abord la technologie blockchain. Une blockchain est essentiellement une chaîne composée de blocs de données qui fonctionnent comme un registre numérique dans lequel chaque nouveau bloc n’est valide qu’après que le précédent a été confirmé par les validateurs du réseau. Les données sur la blockchain peuvent être retracées jusqu’à la toute première transaction sur le réseau.

En principe, lorsqu’une blockchain se divise en deux, on parle de « fork ». Il existe plusieurs types de forks, les principaux étant le hard fork, le soft fork et le fork temporaire. Les hard forks et les soft forks jouent tous deux un rôle essentiel dans le maintien du fonctionnement et de la gestion du secteur des blockchains. Dans certains projets de blockchain, des mises à jour de protocoles sous la forme de hard fork ont été établies dès le lancement du projet.

Les hard forks

Un hard fork est un changement de protocole qui oblige tous les nœuds du réseau à mettre à jour leur logiciel pour continuer à participer au réseau. Les nœuds de la nouvelle version de la blockchain ne répondent plus aux règles de l’ancienne blockchain, mais seulement aux nouvelles règles. La nouvelle blockchain diverge continuellement de l’ancienne version.

Ainsi, un hard fork crée deux blockchains qui coexistent, et chaque blockchain est régie par son propre logiciel de protocole.

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Un hard fork nécessite un soutien majoritaire (ou un consensus) de la part des détenteurs de pièces connectés au réseau de pièces. Pour qu’un hard fork soit adopté, un nombre suffisant de nœuds doivent être mis à jour vers la dernière version du logiciel de protocole. Cela leur permet d’utiliser la nouvelle pièce et la blockchain.

Prenons l’exemple du réseau Bitcoin. Comme Bitcoin continuait à attirer de plus en plus d’utilisateurs, les transactions sur le réseau devenaient plus coûteuses. Certains membres de la communauté ont commencé à s’interroger sur les raisons de ce phénomène. La conclusion à laquelle ils sont parvenus est que le processus d’ajout de blocs à la blockchain de Bitcoin devrait gagner en efficacité.

Le problème, c’est qu’au fil du temps, la communauté entière, y compris les mineurs, les développeurs et les autres utilisateurs, ne semblait pas pouvoir se mettre d’accord sur la meilleure manière d’induire ce changement. Après plusieurs années de discussions, deux écoles de pensée dominantes sont apparues.

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La première idée est celle d’une mise à jour du protocole, connue sous le nom de « Segregated Witness  (SegWit). Les partisans de l’autre camp considéraient que la meilleure façon de rendre Bitcoin plus efficace ou de le « mettre à l’échelle » était d’augmenter la taille maximale des blocs.

Pourquoi les hard forks se produisent-elles ?

Si les hard forks peuvent réduire considérablement la sécurité d’une blockchain, pourquoi se produisent-elles ? La réponse est simple. Les hard forks sont des mises à niveau nécessaires pour améliorer le réseau à mesure que la technologie blockchain continue d’évoluer. Plusieurs raisons peuvent être à l’origine d’un hard fork, et pas toutes négatives :

  • Ajouter des fonctionnalités   
  • Corriger les risques de sécurité    
  • Résoudre un désaccord au sein de la communauté d’une crypto-monnaie   
  • Inverser les transactions sur la blockchain

Les hard forks peuvent également se produire par accident. Souvent, ces incidents sont rapidement résolus et ceux qui n’étaient plus en accord avec la blockchain principale se replient et y adhèrent après avoir réalisé ce qui s’est passé. De même, les hard forks ajoutant des fonctionnalités et améliorant le réseau permettent généralement à ceux qui ne parviennent pas au consensus de rejoindre la chaîne principale.

Les Soft forks  

Un soft fork est une sorte de mise à jour logicielle de la blockchain. Dès qu’il est adopté par tous les utilisateurs, il constitue les nouvelles normes propres à la devise. Des soft forks ont été utilisés pour apporter de nouvelles fonctionnalités, généralement au niveau de la programmation, à la fois au Bitcoin et à Ethereum. Comme le résultat final est une blockchain unique, les modifications sont rétro compatibles avec les blocs pré-fork.

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En termes simples, un soft fork incite l’ancienne blockchain à accepter les nouvelles règles. Par conséquent, à accepter à la fois les blocs mis à jour et les anciens blocs de transactions. Ainsi, contrairement à un hard fork, un soft fork maintient l’ancienne blockchain en maintenant deux voies avec des ensembles de règles différents. Un exemple de soft fork mis en œuvre avec succès est la mise à jour du protocole Bitcoin SegWit de 2015.

Avant la mise à jour de SegWit, le protocole Bitcoin était à la fois plus coûteux, environ 30 $ par transaction, et plus long. Les créateurs de ce qui allait devenir la mise à jour SegWit ont reconnu que les données de signature représentent environ 65 % d’un bloc transactionnel. Par conséquent, SegWit a proposé d’augmenter la taille de bloc effective de 1 Mo à 4 Mo.

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L’idée derrière cette augmentation était de séparer ou de supprimer les données de signature des données transactionnelles sur chaque bloc de la blockchain, libérant ainsi de l’espace pour un débit transactionnel plus important par bloc. En appliquant un soft fork, l’ancienne blockchain Bitcoin a pu accepter de nouveaux blocs de 4 Mo et des blocs de 1 Mo en même temps.

Grâce à un processus d’ingénierie intelligent qui a formaté de nouvelles règles sans casser les anciennes, le soft fork a permis aux anciens nœuds de valider également les nouveaux blocs.

SegWit – un soft fork de la blockchain Bitcoin

SegWit est une mise à niveau rétro compatible du protocole Bitcoin qui modifie en profondeur la structure des transactions en déplaçant les données de signature (le témoin ou witness) dans une base de données séparée (segregated).

Elle a pour but principal de corriger la malléabilité des transactions, mais elle permet également d’augmenter la capacité transactionnelle de Bitcoin, d’améliorer la vérification des signatures et de faciliter les modifications futures du protocole.

Ceux qui ont défendu la proposition « SegWit » ont estimé qu’il n’était pas nécessaire d’augmenter indéfiniment la taille des blocs de Bitcoin, à cause de problèmes de scalabilité ; le bon fonctionnement d’un node nécessiterait alors beaucoup de ressources matérielles.

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Plus important encore, ils croyaient en la limite de taille de bloc d’un mégaoctet que Satoshi Nakamoto avait ajoutée à Bitcoin en 2010. Pour rester en phase avec la vision de Nakamoto, ce groupe a recherché un moyen d’autoriser plus de transactions par bloc tout en gardant la taille maximale du bloc identique, et c’est ainsi qu’est né SegWit.

Différence entre hard forks et soft forks

Les hard fork ne sont pas le seul moyen de mettre à niveau le logiciel derrière une crypto-monnaie. Les soft forks sont, en revanche, considérées comme une alternative plus sûre et rétro compatible, ce qui signifie que les nœuds qui ne passent pas à des versions plus récentes verront toujours la chaîne comme valide.

La principale différence entre un hard fork et un soft fork réside dans la nécessité de mettre à jour le logiciel des nœuds. Les nœuds de la nouvelle version de la blockchain acceptent les règles de l’ancienne pendant un temps donné, en complément des nouvelles règles, et le réseau conserve l’ancienne version pendant la création de la nouvelle.

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Un soft fork peut être utilisé pour ajouter de nouvelles fonctionnalités et fonctions qui ne changent pas les règles qu’une blockchain doit suivre. Ils sont souvent utilisés pour implémenter de nouvelles fonctionnalités au niveau de la programmation.

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Pour mieux comprendre la différence entre les hard forks et les soft forks, cela peut être considéré comme une mise à niveau de base du système d’exploitation sur un appareil mobile ou un ordinateur. Après la mise à niveau, toutes les applications de l’appareil fonctionneront toujours avec la nouvelle version du système d’exploitation. Un hard fork, dans ce scénario, serait un changement complet vers un nouveau système d’exploitation.