Dans le schéma d’ensemble présenté dans Présentation de Bitcoin, nous voyons que le système Bitcoin se compose d’utilisateurs avec des portefeuilles contenant des clés, des transactions qui se propagent à travers le réseau et des mineurs qui produisent (par le calcul concurrentiel) le consensus de la chaîne de blocs, qui est le registre faisant autorité de toutes les transactions.

Chaque exemple de ce chapitre est basé sur une transaction réelle effectuée sur le réseau Bitcoin, simulant les interactions entre les utilisateurs (Joe, Alice, Bob et Gopesh) en envoyant des fonds à partir d’un portefeuille à un autre. Lors du suivi d’une transaction via le réseau Bitcoin jusqu’à la chaîne de blocs, nous utiliserons un site explorateur de chaîne de blocs pour visualiser chaque étape. Un explorateur de chaîne de blocs est une application Web qui fonctionne comme un moteur de recherche bitcoin, en ce sens qu’il vous permet de rechercher des adresses, des transactions et des blocs et de voir les relations et les flux entre eux.

Les explorateurs des chaînes de blocs populaires incluent :

Chacun d’eux a une fonction de recherche qui peut prendre une adresse Bitcoin, un hachage de transaction, un numéro de bloc ou un hachage de bloc et récupérer les informations correspondantes du réseau Bitcoin. Avec chaque exemple de transaction ou de bloc, nous fournirons une URL afin que vous puissiez la rechercher vous-même et l’étudier en détail.

Alice, présentée dans le chapitre précédent, est une nouvelle utilisatrice qui vient d’acquérir son premier bitcoin. Dans [getting_first_bitcoin], Alice a rencontré son ami Joe pour échanger de l’argent contre du bitcoin. La transaction créée par Joe a financé le portefeuille d’Alice avec 0,10 BTC. Alice va maintenant faire sa première transaction de vente au détail en achetant une tasse de café au Bob’s Café à Palo Alto, en Californie.

Bob’s Cafe a récemment commencé à accepter les paiements en bitcoin en ajoutant une option bitcoin à son système de point de vente. Les prix au Bob’s Cafe sont indiqués dans la devise locale (dollars américains), mais à la caisse, les clients ont la possibilité de payer en dollars ou en bitcoins. Alice passe sa commande pour une tasse de café et Bob l’inscrit dans le registre, comme il le fait pour toutes les transactions. Le système de point de vente convertit automatiquement le prix total des dollars américains en bitcoins au taux du marché en vigueur et affiche le prix dans les deux devises :

Bob dit : "C’est un dollar cinquante, ou quinze millibits."

Le système de point de vente de Bob créera également automatiquement un code QR spécial contenant une demande de paiement (voir Code QR de la demande de paiement).

Contrairement à un code QR qui contient simplement une adresse Bitcoin de destination, une demande de paiement est une URL encodée QR qui contient une adresse de destination, un montant de paiement et une description générique telle que "Bob’s Cafe". Cela permet à une application de portefeuille bitcoin de pré-remplir les informations utilisées pour envoyer le paiement tout en affichant une description lisible par l’utilisateur à l’utilisateur. Vous pouvez scanner le code QR avec une application de portefeuille bitcoin pour voir ce qu’Alice verrait.

Alice utilise son smartphone pour scanner le code-barres affiché. Son smartphone affiche un paiement de 0,0150 BTC à Bob’s Cafe et elle sélectionne Envoyer pour autoriser le paiement. En quelques secondes (environ le même temps qu’une autorisation de carte de crédit), Bob voit la transaction sur le registre, complétant la transaction.

Dans les sections suivantes, nous examinerons cette transaction plus en détail. Nous verrons comment le portefeuille d’Alice l’a construit, comment il s’est propagé sur le réseau, comment il a été vérifié et enfin, comment Bob peut dépenser ce montant lors de transactions ultérieures.

Vous pouvez examiner la transaction d’Alice avec Bob’s Cafe sur la chaîne de blocs en utilisant un site d’exploration de blocs (Voir la transaction d’Alice sur blockchain.com):

Les transactions sont comme des lignes dans un livre comptable en partie double. Chaque transaction contient une ou plusieurs "entrées", qui sont comme des débits sur un compte bitcoin. De l’autre côté de la transaction, il y a une ou plusieurs "sorties", qui sont comme des crédits ajoutés à un compte bitcoin. Les entrées et les sorties (débits et crédits) ne totalisent pas nécessairement le même montant. Au lieu de cela, les sorties s’additionnent légèrement moins que les entrées et la différence représente des frais de transaction implicites, qui sont un petit paiement perçu par le mineur qui inclut la transaction dans le grand livre. Une transaction bitcoin s’affiche sous la forme d’une écriture comptable dans Transaction comptable en double parties.

La transaction contient également une preuve de propriété pour chaque montant de bitcoin (entrées) dont la valeur est dépensée, sous la forme d’une signature numérique du propriétaire, qui peut être validée indépendamment par n’importe qui. En termes de bitcoin, "dépenser" consiste à signer une transaction qui transfère la valeur d’une transaction précédente à un nouveau propriétaire identifié par une adresse Bitcoin.

Le paiement d’Alice à Bob’s Cafe utilise la sortie d’une transaction précédente comme entrée. Dans le chapitre précédent, Alice a reçu des bitcoins de son ami Joe en échange d’argent. Cette transaction a créé une valeur bitcoin verrouillée par la clé d’Alice. Sa nouvelle transaction avec Bob’s Cafe fait référence à la transaction précédente comme entrée et crée de nouvelles sorties pour payer la tasse de café et recevoir la monnaie. Les transactions forment une chaîne, où les entrées de la dernière transaction correspondent aux sorties des transactions précédentes. La clé d’Alice fournit la signature qui déverrouille ces sorties de transaction précédentes, prouvant ainsi au réseau Bitcoin qu’elle possède les fonds. Elle joint le paiement du café à l’adresse de Bob, "encombrant" ainsi cette sortie avec l’exigence que Bob produise une signature afin de dépenser ce montant. Cela représente un transfert de valeur entre Alice et Bob. Cette chaîne de transactions, de Joe à Alice à Bob, est illustrée dans Une chaîne de transactions, où la sortie d’une transaction est l’entrée de la transaction suivante.

De nombreuses transactions bitcoin incluront des sorties qui référencent à la fois une adresse du nouveau propriétaire et une adresse du propriétaire actuel, appelée adresse de change. En effet, les entrées de transaction, comme les billets de banque, ne peuvent pas être divisées. Si vous achetez un article de 5 dollars américains dans un magasin mais que vous utilisez un billet de 20 dollars américains pour payer l’article, vous vous attendez à recevoir 15 dollars américains en monnaie. Le même concept s’applique aux entrées de transaction bitcoin. Si vous avez acheté un article qui coûte 5 bitcoins mais que vous n’aviez qu’une entrée de 20 bitcoins à utiliser, votre portefeuille créerait une seule transaction qui enverrait deux sorties, une sortie de 5 bitcoins au propriétaire du magasin et une sortie de 15 bitcoins à vous-même comme changement (moins les frais de transaction applicables). Il est important de noter que l’adresse de change ne doit pas nécessairement être la même que celle de l’entrée et, pour des raisons de confidentialité, il s’agit souvent d’une nouvelle adresse du portefeuille du propriétaire.

Différents portefeuilles peuvent utiliser différentes stratégies lors de l’agrégation des entrées pour effectuer un paiement demandé par l’utilisateur. Ils peuvent regrouper de nombreux petits intrants ou en utiliser un égal ou supérieur au paiement souhaité. À moins que le portefeuille ne puisse agréger les entrées de manière à correspondre exactement au paiement souhaité plus les frais de transaction, le portefeuille devra générer du change. C’est très similaire à la façon dont les gens gèrent l’argent liquide. Si vous utilisez toujours le plus gros billet dans votre poche, vous vous retrouverez avec une poche pleine de monnaie. Si vous n’utilisez que la petite monnaie, vous n’aurez toujours que de gros billets. Les gens trouvent inconsciemment un équilibre entre ces deux extrêmes, et les développeurs de portefeuilles Bitcoin s’efforcent de programmer cet équilibre.

En résumé, les transactions déplacent des valeurs des entrées de transaction aux sorties de transaction. Une entrée est une référence à la sortie d’une transaction précédente, indiquant d’où provient la valeur. Une transaction comprend généralement une sortie qui dirige une valeur spécifique vers l’adresse Bitcoin d’un nouveau propriétaire et une sortie de modification vers le propriétaire d’origine. Les sorties d’une transaction peuvent être utilisées comme entrées dans une nouvelle transaction, créant ainsi une chaîne de propriété lorsque la valeur est déplacée d’un propriétaire à l’autre (voir Une chaîne de transactions, où la sortie d’une transaction est l’entrée de la transaction suivante).

La forme de transaction la plus courante est un simple paiement d’une adresse à une autre, qui comprend souvent une « monnaie » rendue au propriétaire d’origine. Ce type de transaction a une entrée et deux sorties et est affiché dans Transaction la plus courante.

Une autre forme courante de transaction est celle qui agrège plusieurs entrées en une seule sortie (voir Transaction agrégeant des fonds). Cela représente l’équivalent réel de l’échange d’une pile de pièces et de billets de banque contre un seul billet plus gros. Des transactions comme celles-ci sont parfois générées par des applications de portefeuille pour nettoyer de nombreux petits montants reçus en monnaie de paiement.

Enfin, une autre forme de transaction que l’on voit souvent sur le grand livre bitcoin est une transaction par lots, qui distribue une entrée à plusieurs sorties représentant plusieurs destinataires, une technique appelée "transactions par lot" (voir Transaction distribuant des fonds). Étant donné que ce type de transaction est utile pour économiser sur les frais de transaction, il est couramment utilisé par les entités commerciales pour distribuer des fonds, par exemple lorsqu’une entreprise traite les paiements de paie à plusieurs employés ou lorsqu’un échange de bitcoins traite les retraits de plusieurs clients en un seul. transaction.

L’application de portefeuille d’Alice devra d’abord trouver des entrées qui peuvent payer le montant qu’elle veut envoyer à Bob. La plupart des portefeuilles gardent une trace de toutes les sorties disponibles appartenant aux adresses du portefeuille. Par conséquent, le portefeuille d’Alice contiendrait une copie de la sortie de transaction de la transaction de Joe, qui a été créée en échange d’argent (voir [getting_first_bitcoin]). Une application de portefeuille bitcoin qui s’exécute en tant que client à nœud complet contient en fait une copie de chaque sortie non dépensée de chaque transaction dans la chaîne de blocs. Cela permet à un portefeuille de construire des entrées de transaction ainsi que de vérifier rapidement les transactions entrantes comme ayant des entrées correctes. Cependant, comme un client à nœud complet occupe beaucoup d’espace disque, la plupart des portefeuilles d’utilisateurs exécutent des clients "légers" qui ne suivent que les sorties non dépensées de l’utilisateur.

Si l’application de portefeuille ne conserve pas une copie des sorties de transaction non dépensées, elle peut interroger le réseau Bitcoin pour récupérer ces informations à l’aide d’une variété d’API disponibles par différents fournisseurs ou en demandant à un nœud complet via l’aide d’un appel d’interface de programmation d’application (API). Recherchez toutes les sorties non dépensées pour l’adresse Bitcoin d’Alice montre une requête API, construite comme une commande HTTP GET vers une URL spécifique. Cette URL renverra toutes les sorties de transaction non dépensées pour une adresse, donnant à toute application les informations dont elle a besoin pour construire des entrées de transaction pour les dépenses. Nous utilisons le simple client HTTP en ligne de commande cURL pour récupérer la réponse.

La réponse en Recherchez toutes les sorties non dépensées pour l’adresse Bitcoin d’Alice montre une sortie non dépensée (une qui n’a pas encore été échangée) sous la propriété de l’adresse d’Alice 1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK. La réponse inclut la référence à la transaction dans laquelle cette sortie non dépensée est contenue (le paiement de Joe) et sa valeur en satoshis, à 10 millions, équivalent à 0,10 bitcoin. Avec ces informations, l’application de portefeuille d’Alice peut construire une transaction pour transférer cette valeur aux nouvelles adresses de propriétaire.

Comme vous pouvez le voir, le portefeuille d’Alice contient suffisamment de bitcoins en une seule sortie non dépensée pour payer la tasse de café. Si cela n’avait pas été le cas, l’application de portefeuille d’Alice aurait peut-être dû "fouiller" dans une pile de petites sorties non dépensées, comme prendre des pièces dans un sac à main jusqu’à ce qu’elle puisse en trouver assez pour payer le café. Dans les deux cas, il peut être nécessaire de récupérer de la monnaie, ce que nous verrons dans la section suivante, car l’application de portefeuille crée les sorties de transaction (paiements).

Une sortie de transaction est créée sous la forme d’un script qui crée une charge sur la valeur et ne peut être rachetée que par l’introduction d’une solution au script. En termes plus simples, la sortie de transaction d’Alice contiendra un script qui dit quelque chose comme "Cette sortie est payable à quiconque peut présenter une signature à partir de la clé correspondant à l’adresse de Bob." Étant donné que seul Bob possède le portefeuille avec les clés correspondant à cette adresse, seul le portefeuille de Bob peut présenter une telle signature pour racheter cette sortie. Alice « encombrera » donc la valeur de sortie avec une demande de signature de Bob.

Cette transaction comprendra également une deuxième sortie, car les fonds d’Alice se présentent sous la forme d’une sortie à 0,10 BTC, trop d’argent pour la tasse de café à 0,015 BTC. Alice aura besoin de 0,085 BTC en monnaie. Le paiement de monnaie d’Alice est créé par le portefeuille d’Alice en tant que sortie dans la même transaction que le paiement à Bob. Essentiellement, le portefeuille d’Alice divise ses fonds en deux paiements : un à Bob et un à elle-même. Elle peut ensuite utiliser (dépenser) la sortie de monnaie dans une transaction ultérieure.

Enfin, pour que la transaction soit traitée par le réseau en temps opportun, l’application de portefeuille d’Alice ajoutera une somme modique. Ce n’est pas explicite dans la transaction ; il est impliqué par la différence entre les entrées et les sorties. Si au lieu de prendre 0,085 en monnaie, Alice ne crée que 0,0845 comme deuxième sortie, il restera 0,0005 BTC (un demi-millibitcoin). Le 0,10 BTC de l’entrée n’est pas entièrement dépensé avec les deux sorties, car elles totaliseront moins de 0,10. La différence qui en résulte est le frais de transaction qui est perçu par le mineur en tant que frais de validation et d’inclusion de la transaction dans un bloc à enregistrer sur la chaîne de blocs.

La transaction résultante peut être vue à l’aide d’une application Web d’exploration de chaîne de blocs, comme indiqué dans Transaction d’Alice au Bob’s Cafe.

La transaction créée par l’application du portefeuille d’Alice fait 258 octets et contient tout le nécessaire pour confirmer la propriété des fonds et attribuer à de nouveaux propriétaires. Désormais, la transaction doit être transmise au réseau Bitcoin où elle fera partie de la chaîne de blocs. Dans la section suivante, nous verrons comment une transaction devient partie intégrante d’un nouveau bloc et comment le bloc est « miné ». Enfin, nous verrons comment le nouveau bloc, une fois ajouté à la chaîne de blocs, est de plus en plus approuvé par le réseau au fur et à mesure que de nouveaux blocs sont ajoutés.