Préface de Odile PANCIATICI – Vice-Présidente Blockchain du groupe Renault

Ce livre offre une vision à 360 degrés de l'état de l'art de la technologie Blockchain, son environnement et son potentiel, à un public désireux d'en faire sa spécialité en lui fournissant les clés pour se l'approprier. Bien plus qu'une cryptomonnaie, la Blockchain est une pépite de technologie, à la croisée des concepts cryptographiques bien implémentés et d'une architecture décentralisée opérationnelle en environnement de production.

Dans un premier temps, les auteurs présentent les promesses de la technologie pour permettre au lecteur de faire le tri sur l'information et la désinformation disponibles sur le web. Il découvre ainsi les réels intérêts de la technologie au-delà de la cryptomonnaie. Puis un chapitre présente la Blockchain grâce à une définition de la technologie, de ses composants et mécanismes à l'oeuvre, permettant de mieux la comprendre et de s'en approprier les piliers.

Un chapitre, davantage dédié aux profils de chefs de projet, détaille ensuite la Blockchain selon un axe métier. Le lecteur est accompagné pour comprendre le processus de définition du cas d'usage, choisir la technologie adaptée, évaluer les coûts. Le contexte légal est présenté ainsi que différents cas d'usage permettant de donner une culture générale sur les différentes technologies, leur exploitation et leur intégration aux écosystèmes existants.

Dans un autre chapitre, davantage orienté sur l'axe technique, les concepts sous-jacents à la Blockchain sont présentés avec plus de profondeur. Les architectes solutions et techniques y trouveront des éléments d'architecture leur permettant de se projeter dans la mise en oeuvre de cette technologie et les développeurs verront comment déployer les principales technologies grâce à des exemples détaillés pas à pas.

Dans la suite du livre, les auteurs détaillent plus finement la théorie cryptographique et son application dans le domaine de la Blockchain, en l'illustrant par de nombreux exemples qui en facilitent la compréhension. Pour finir, le dernier chapitre identifie les contraintes et les conditions de succès, tant pour la technologie que pour son application et sa survie dans le futur. S'émancipant de toute démarche prospective, il évoque les défis à relever pour assurer le succès des clients et des fournisseurs de solutions à base de Blockchain.

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Introduction

1. 1. Introduction
2. 2. Qu’est-ce que la blockchain ?
3. 3. Origines de la technologie
4. 4. Les promesses de la technologie
   1. 4.1 Système distribué et réseau étendu
   2. 4.2 Désintermédiation et création de confiance
   3. 4.3 Gain de transparence
   4. 4.4 Automatisation avancée et continuité digitale
   5. 4.5 Réduction des coûts et amélioration de la performance
   6. 4.6 Unicité des actifs digitaux
   7. 4.7 Ouverture vers de nouveaux business models
5. 5. Conclusion

Une première approche

1. 1. Introduction
2. 2. Blockchain privée, de consortium et publique
   1. 2.1 Blockchain privée (permissionnée)
   2. 2.2 Blockchain de consortium (permissionnée)
   3. 2.3 Blockchain publique (non permissionnée)
   4. 2.4 La gouvernance de la blockchain
3. 3. Les briques technologiques
   1. 3.1 Les blocks : entités constitutionnelles de la Blockchain
   2. 3.2 L’échange de pair à pair
      1. 3.2.1 Méthodologie d’envoi des données : le réseau de gré à gré (P2P)
   3. 3.3 La signature numérique
      1. 3.3.1 La cryptographie ou le chiffrement des données
      2. 3.3.2 Les fonctions de hachage et les clés
   4. 3.4 Les programmes : smart-contracts
      1. 3.4.1 Définition
      2. 3.4.2 Turing-complet
   5. 3.5 Les jetons et les portefeuilles électroniques
      1. 3.5.1 Définition d’un jeton et d’un portefeuille électronique
      2. 3.5.2 Le modèle classique et l'économie de Hayek
      3. 3.5.3 Les jetons utilitaires
4. 4. La logique de consensus
   1. 4.1 Des algorithmes pour établir la confiance entre deux parties
   2. 4.2 Le cas des transactions malveillantes
   3. 4.3 Schéma de validation d’un bloc
5. 5. Conclusion

Appliquer une blockchain : le métier d’abord

1. 1. Introduction
2. 2. Quand utiliser la technologie ?
3. 3. Le processus d’idéation : identification des cas d’usage
   1. 3.1 Recherche de la valeur
      1. 3.1.1 Méthodologie et valorisation des gains et des coûts
      2. 3.1.2 Estimation de l’impact et des délais de réalisation de la technologie
      3. 3.1.3 Motivations et freins à l’adoption de la technologie
   2. 3.2 Réalisation : POC, MVP et hackathons
      1. 3.2.1 Les POC : évaluation des hypothèses
      2. 3.2.2 Les MVP : think big, begin small
      3. 3.2.3 Les hackathons
4. 4. Le choix de la technologie
   1. 4.1 Choix du type de blockchain : privée ou publique
      1. 4.1.1 Blockchain publique
      2. 4.1.2 Blockchain de consortium
      3. 4.1.3 Blockchain privée
   2. 4.2 Choix du consensus
      1. 4.2.1 Proof of Work ou Preuve de travail
      2. 4.2.2 Preuve d’enjeu ou Proof of Stake
      3. 4.2.3 Preuve d’enjeu par délégation ou Delegated Proof of Stake
      4. 4.2.4 BFT, PBFT et dBFT : les protocoles byzantins tolérants à la panne
      5. 4.2.5 RAFT
      6. 4.2.6 Directed acyclic graph, Tangle et Hashgraph
      7. 4.2.7 Solo
   3. 4.3 Coût du consensus
   4. 4.4 Choix du jeton ou de la crypto-monnaie
   5. 4.5 Choix de visibilité des échanges
5. 5. Blockchain et portée légale
   1. 5.1 Portée légale d’un smart-contract
   2. 5.2 Propriété intellectuelle des données
   3. 5.3 Application du RGPD (règlement général sur la protection de la donnée)
   4. 5.4 Régime fiscal et légalité d’une crypto-monnaie
6. 6. Les fournisseurs principaux de technologie Blockchain
   1. 6.1 Les grands éditeurs
      1. 6.1.1 Technologie et positionnement
      2. 6.1.2 Témoignages
   2. 6.2 Les start-up
      1. 6.2.1 Ethereum, Entreprise Ethereum Alliance et Quorum
      2. 6.2.2 IOTA
      3. 6.2.3 Corda
   3. 6.3 Conclusion
7. 7. Applications existantes
   1. 7.1 Administrations officielles/institutions publiques
      1. 7.1.1 Les greffes des tribunaux de Paris
      2. 7.1.2 Venezuela et crypto-monnaie
   2. 7.2 Art
      1. 7.2.1 Ampliative Art ou l’art décentralisé
      2. 7.2.2 Monegraph ou comment protéger un contenu artistique
   3. 7.3 Association et caritatif
   4. 7.4 Assurance
      1. 7.4.1 Fizzy : remboursement en cas de retard sur les transports
      2. 7.4.2 B3i : l’assurance décentralisée
   5. 7.5 Automobile
      1. 7.5.1 Vehicle passport ou le carnet d’entretien
      2. 7.5.2 RWE et Slock.it : charger sa voiture électrique au centime près
      3. 7.5.3 Car e-wallet
   6. 7.6 Énergie
      1. 7.6.1 TransActive Grid ou les balbutiements du smart-grid
      2. 7.6.2 SolarCoin : le Bitcoin de l’énergie renouvelable
   7. 7.7 Jeux vidéo
      1. 7.7.1 UBISOFT : achat de goodies
      2. 7.7.2 XBOX : gestion des royalties
   8. 7.8 Finance
      1. 7.8.1 R3CEV : un exemple de consortium bancaire autour de la blockchain
      2. 7.8.2 Qiwi : du paiement par crypto-monnaie à la banque spécialisée
      3. 7.8.3 Émission de dette
      4. 7.8.4 WeTrade : facilitation des financements internationaux
      5. 7.8.5 Banque privée
   9. 7.9 Gestion de l’identité
      1. 7.9.1 Ledger : le wallet physique
      2. 7.9.2 ICOMPLY : le KYC et la conformité des ICO
   10. 7.10 Grande distribution et traçabilité alimentaire
       1. 7.10.1 Provenance : une solution de traçabilité des produits alimentaires
       2. 7.10.2 Carrefour applique la technologie à la traçabilité
   11. 7.11 Géolocalisation
       1. 7.11.1 La géolocalisation : aller plus loin que Google Maps©
       2. 7.11.2 Naviaddress : la blockchain pour améliorer le système des adresses postales
   12. 7.12 Immobilier
   13. 7.13 Logistique et Supply chain
       1. 7.13.1 TradeLens : la supply chain augmentée
       2. 7.13.2 Volkswagen et la traçabilité du Cobalt
   14. 7.14 Luxe
   15. 7.15 Messagerie
       1. 7.15.1 Whisper
       2. 7.15.2 DARPA : un appel à projet
   16. 7.16 Pharmaceutique/Santé
       1. 7.16.1 FarmaTrust : lutte contre la contrefaçon de médicaments
       2. 7.16.2 MedRec : carnet de santé décentralisé du patient
   17. 7.17 Publicité
       1. 7.17.1 Basic Attention
       2. 7.17.2 Lucidity et Toyota
   18. 7.18 Stockage
       1. 7.18.1 Swarm
       2. 7.18.2 Storj : ou comment louer votre disque dur
   19. 7.19 Conclusion

Appliquer une blockchain : en pratique

1. 1. Architecture
   1. 1.1 Les systèmes distribués et consensus
      1. 1.1.1 Qu'est-ce qu'un système distribué ?
      2. 1.1.2 Réseau informatique ou réseau d'ordinateurs
      3. 1.1.3 Problèmes algorithmiques
      4. 1.1.4 Coopération de processus
   2. 1.2 Les consensus et les Blockchains : des algorithmes distribués
   3. 1.3 Les architectures techniques et logicielles
      1. 1.3.1 HyperLedger
      2. 1.3.2 Ethereum
   4. 1.4 Les architectures logicielles
      1. 1.4.1 Lien avec des applications traditionnelles
   5. 1.5 L'ntégration blockchain - Big Data
      1. 1.5.1 Un nouveau mode de stockage
      2. 1.5.2 Interaction entre les blockchains et les applications existantes
2. 2. Installer une Blockchain privée sur Ethereum
   1. 2.1 Installations : Ethereum privé sur Ubuntu
   2. 2.2 Expérimentation : créer son premier smart-contract
3. 3. Installer une Blockchain privée HyperLedger
   1. 3.1 Installer un environnement Hyperledger
   2. 3.2 Créer son premier contrat
   3. 3.3 Installer une Blockchain Corda
      1. 3.3.1 Installer un environnement Corda
      2. 3.3.2 Lancer une transaction Corda
   4. 3.4 Installer une Blockchain IOTA
      1. 3.4.1 Installer un environnement IOTA
   5. 3.5 Effectuer sa première transaction
4. 4. Faire interagir la Blockchain avec d’autres applications
   1. 4.1 Importer les données dans MongoDB
      1. 4.1.1 Installation de MongoDB sur Ubuntu
      2. 4.1.2 Importation des blocks Ethereum dans MongoDB
5. 5. Conclusion

La cryptographie et la Blockchain

1. 1. Introduction
2. 2. Les schémas de cryptage
3. 3. Les générateurs pseudo-aléatoires
4. 4. Les fondamentaux de la théorie des probabilités
5. 5. Les modèles de calcul (la complexité)
   1. 5.1 Les classes de complexité
   2. 5.2 Les algorithmes et la complexité
6. 6. Le temps polynomial
   1. 6.1 Les algorithmes probabilistes
   2. 6.2 PP et BPP
   3. 6.3 Les fonctions négligeables
   4. 6.4 Les hypothèses d’insolubilité (intractability assumptions)
   5. 6.5 Les fonctions à sens unique
   6. 6.6 Quelques candidats pour les fonctions à sens unique
7. 7. Les secrets... et les vérités
   1. 7.1 Les premiers chiffrements (le chiffrement classique)
   2. 7.2 L'analyse de textes chiffrés
   3. 7.3 Les machines de cryptage
   4. 7.4 L'environnement mathématique d’un crypto-système
   5. 7.5 L’arithmétique modulaire appliquée à certains codes de chiffrement
8. 8. La cryptographie à clé publique : l’idée de base
   1. 8.1 Un algorithme pour calculer les logarithmes discrets
   2. 8.2 Le problème du sac à dos et son application à la cryptographie
   3. 8.3 Le chiffrement à clé publique basé sur le problème du sac à dos, ou chiffre de Merkle-Hellman
9. 9. Le système RSA
   1. 9.1 Description du système RSA
   2. 9.2 L'envoi d'un message crypté avec le système RSA
   3. 9.3 Le décryptage d'un message RSA
   4. 9.4 Pourquoi cette méthode de décryptage fonctionne-t-elle ?
   5. 9.5 L'authentification et les signatures avec le système RSA
   6. 9.6 La sécurité du système RSA
10. 10. Les variantes du système RSA
    1. 10.1 L’échange de clés privées
    2. 10.2 La preuve à divulgation nulle de connaissance
    3. 10.3 Les fonctions de hachage
    4. 10.4 Un peu d’histoire
11. 11. La cryptographie et les courbes elliptiques
    1. 11.1 Les courbes algébriques dans un plan affine
    2. 11.2 Les courbes elliptiques
    3. 11.3 La cryptographie et la théorie du chaos

Futur et perspectives de la technologie

1. 1. Introduction
2. 2. Les défis techniques
   1. 2.1 Unification des blockchains et exécution des contrats
   2. 2.2 Perte ou corruption des clés d’accès
   3. 2.3 Accès aux données et purge
   4. 2.4 Consommation énergétique et calculs inutiles
   5. 2.5 Qualité des développements
   6. 2.6 Distribution de la puissance de calcul
   7. 2.7 Vitesse des transactions et évolutivité
   8. 2.8 Interopérabilité entre blockchains
   9. 2.9 Ordinateur quantique
3. 3. Les défis métier
   1. 3.1 Le droit à l’oubli
   2. 3.2 La gestion de l’erreur
   3. 3.3 Une refonte des procédures, des méthodes de travail et des mentalités
   4. 3.4 Ressources humaines
   5. 3.5 Multiplicité des jetons et gestion des risques
4. 4. Les défis légaux
5. 5. Le défi de l’open source
6. 6. Le problème des forks et le problème plus général des versions
   1. 6.1 Étude de cas : TheDAO
      1. 6.1.1 L’attaque
      2. 6.1.2 Les solutions proposées
      3. 6.1.3 Les problèmes associés à ces solutions
      4. 6.1.4 La solution finale
7. 7. Les défis de la volatilité des crypto-monnaies
8. 8. Les risques de mauvaises utilisations de la blockchain
9. 9. Conclusion
12. Index