Si le réseau mondial était coupé pendant une journée, comment le Bitcoin pourrait-il éviter une crise de paralysie d'Internet ?

Rédaction : Liam ‘Akiba’ Wright

Traduction : Chopper, Foresight News

Imaginez un instant que l’infrastructure backbone d’Internet mondial s’effondre en une journée.

Que ce soit par erreur humaine, vulnérabilité logicielle catastrophique, virus malveillant ou conflit militaire direct — si les nœuds physiques de l’Internet mondial se retrouvaient soudainement dans l’obscurité, quel serait le destin du Bitcoin ?

Si Francfort, Londres, Virginie, Singapour et Marseille perdaient simultanément leur connexion, le réseau Bitcoin se scinderait en trois partitions indépendantes.

Les communications à travers l’Atlantique, la Méditerranée et les principales routes transpacifiques seraient interrompues, l’Amérique, l’Europe-Afrique et le Moyen-Orient ainsi que la région Asie développant chacune leur propre historique de transactions, jusqu’à la restauration du réseau.

Dans chaque partition, les mineurs continueraient à produire des blocs en fonction de leur puissance de calcul restante.

En visant une production de blocs toutes les 10 minutes, la région détenant 45 % de la puissance de hachage produirait environ 2,7 blocs par heure, celle avec 35 % environ 2,1, et celle avec 20 % environ 1,2. Étant donné que les nœuds ne peuvent pas échanger de blocs ou de transactions entre partitions, chaque région développerait indépendamment une chaîne valide, sans en être consciente.

Au fil du temps et de la redistribution de la puissance de calcul, la longueur des forks naturels augmenterait.

Ce rythme de partition rend inévitable la scission de la chaîne. Nous simulons une répartition approximative de la puissance de hachage : 45 % pour l’Amérique, 35 % pour la région Asie-Pacifique, et 20 % pour l’Europe-Afrique.

La partition américaine ajouterait environ 6 blocs toutes les 2 heures, la région Asie-Pacifique 4-5, et l’Europe-Afrique 2-3.

Après une journée, le nombre de blocs issus de la scission dépasserait la centaine, dépassant le cadre d’une recomposition normale, obligeant les services à considérer la confirmation régionale comme une confirmation temporaire.

La profondeur potentielle de la réorganisation des partitions en échec augmenterait linéairement avec le temps d’isolement.

Le mempool local se diviserait immédiatement. Une transaction diffusée à New York ne pourrait pas atteindre Singapour, et le récepteur hors partition ne verrait pas cette transaction avant la restauration du réseau.

Les marchés des frais dans chaque partition deviendraient localisés. Les utilisateurs, devant rivaliser avec la puissance de hachage locale pour l’espace dans les blocs, verraient leurs frais augmenter rapidement dans les régions où la puissance de hachage est faible mais la demande élevée.

Lorsque la confirmation d’une transaction perd sa finalité globale, les échanges, processeurs de paiement et portefeuilles custodiaux suspendraient généralement les retraits et règlements on-chain ; les contreparties du Lightning Network feraient face à l’incertitude — les transactions confirmées dans une partition minoritaire pourraient échouer.

Coordination automatique après restauration du réseau

Une fois la connexion rétablie, les nœuds lanceraient un processus de coordination automatique : chaque nœud comparerait les différentes chaînes et se réorganiserait vers la chaîne valide ayant la plus grande somme de travail accumulée.

Les coûts réels se répartiraient principalement en trois aspects :

• La réorganisation entraînerait l’invalidation des blocs dans les partitions minoritaires, la profondeur de cette invalidation dépendant de la durée de la scission ;
• La nécessité de rediffuser et de prioriser les transactions confirmées uniquement sur la chaîne en échec ;
• Les échanges et custodians devraient effectuer des vérifications opérationnelles supplémentaires avant la reprise.

Sur une période de 24 heures de scission, la restauration pourrait isoler des dizaines voire des centaines de blocs dans des partitions minoritaires. Les services concernés devraient également consacrer plusieurs heures à reconstruire le mempool, recalculer les soldes et rétablir les retraits.

En raison des canaux fiat, des vérifications de conformité et de la gestion des canaux nécessitant une intervention humaine, la normalisation complète de l’activité économique prendrait du retard par rapport à la couche protocolaire.

Une simulation basée sur le « pourcentage de puissance de hachage accessible » plutôt que sur le nombre de nœuds facilite la compréhension de ces dynamiques :

Lorsque 30 % de la puissance de hachage est isolée, la partition minoritaire produirait environ 1,8 blocs par heure. Cela signifie qu’une transaction standard nécessitant 6 confirmations pourrait devenir vulnérable à l’invalidation après environ 3 heures 20 minutes — si le reste du réseau construit une chaîne plus longue, ces 6 blocs pourraient être isolés.

Dans un scénario de scission proche de 50/50, les deux partitions auraient une puissance de travail comparable, même une brève séparation pouvant entraîner une compétition pour la confirmation des transactions, avec un résultat aléatoire lors de la reconnexion.

Dans un scénario 80/20, la majorité l’emporterait presque systématiquement ; la partition minoritaire produirait environ 29 blocs en une journée, qui seraient isolés lors de la fusion, entraînant l’annulation de nombreuses transactions confirmées dans cette région.

Le risque de réorganisation est le produit de la « durée » et du « pourcentage de puissance de hachage dans la partition minoritaire » ; la situation la plus dangereuse étant une « longue isolation + scission avec puissance de hachage presque équilibrée ».

Outils de résilience existants

Plusieurs outils existent pour renforcer la résilience du réseau, influant sur l’impact réel en cas de déconnexion :

• Liaisons satellites, relais radio à haute fréquence, réseaux à latence tolérante, réseaux maillés et ponts Tor, permettant de transmettre des blocs ou des flux de transactions via des chemins alternatifs ;
• Ces chemins ont une bande passante limitée et une latence élevée, mais même des transferts intermittents entre partitions peuvent réduire la profondeur des forks en permettant à certains blocs et transactions de passer d’une partition à l’autre.

La diversité des nœuds dans les pools de minage et leur répartition géographique augmentent la probabilité de propagation de données via des canaux latéraux, limitant la profondeur et la durée des réorganisations lors de la restauration du backbone.

Principes opérationnels en période de scission

Pendant la période de partition, la conduite des opérations doit être claire :

• Suspendre la comptabilisation inter-partitions, considérer toutes les transactions confirmées comme temporaires, et optimiser la gestion des frais en cas de flambée locale ;
• Les échanges peuvent basculer en mode preuve de réserve, en prolongeant le seuil de confirmation pour atténuer le risque de partitions minoritaires, et publier des politiques claires — par exemple, définir le nombre de confirmations nécessaires en fonction de la durée d’isolement ;
• Les portefeuilles doivent informer explicitement les utilisateurs du risque de finalité régionale, désactiver le rééquilibrage automatique des canaux, et mettre en file d’attente les transactions sensibles à la temporalité pour une nouvelle diffusion après restauration ;
• Les mineurs doivent maintenir une diversité de connexions en amont, et éviter toute modification manuelle des règles standard de sélection du « chaînage le plus long » lors de la coordination.

D’un point de vue conception, le protocole lui-même peut continuer à fonctionner — après reconnexion, il converge automatiquement vers la chaîne ayant la plus grande somme de travail.

Cependant, l’expérience utilisateur en période de scission sera fortement dégradée, car la finalité économique dépend de la propagation globale des données.

Dans le pire scénario d’une déconnexion de plusieurs nœuds pendant une journée, il est probable que :

• La disponibilité transfrontalière soit temporairement compromise ;
• Les frais augmentent de manière violente et inégale ;
• La réorganisation profonde entraîne la perte de confirmation régionale.

Une fois le réseau restauré, le logiciel corrigera de manière déterministe le registre, et les services reprendront leurs fonctions après vérification opérationnelle.

La dernière étape consiste à réouvrir les retraits et les canaux Lightning une fois que la chaîne gagnante est cohérente en termes de solde et d’historique.

Et si la scission devenait irréparable ?

Que se passerait-il si ces nœuds backbone ne pouvaient jamais être restaurés ? Dans ce scénario dystopique, le Bitcoin tel que nous le connaissons disparaîtrait.

Il serait remplacé par des partitions géographiques permanentes, semblables à des réseaux Bitcoin indépendants : partageant les mêmes règles, mais incapables de communiquer entre eux.

Chaque partition continuerait à miner, ajustant sa difficulté selon son propre rythme, et développant un système économique, un carnet de commandes et un marché des frais indépendants. Sans restauration ou coordination manuelle pour choisir une seule chaîne, il n’existerait aucun mécanisme pour harmoniser les historiques de transactions entre partitions.

Consensus et ajustement de difficulté

Avant que chaque partition ne termine sa prochaine période de 2016 blocs, le temps de production de blocs serait plus rapide ou plus lent selon la puissance de hachage accessible. Après ajustement, chaque partition stabiliserait son temps de bloc autour de 10 minutes.

Selon la répartition initiale de la puissance de hachage, la première période d’ajustement de difficulté aurait lieu dans :

• 31 jours pour la première partition ;
• 40 jours pour la deuxième ;
• 70 jours pour la troisième.

En raison de vitesses différentes d’atteinte des halving avant le premier ajustement, les dates de halving de chaque partition divergeraient progressivement.

Offre et « définition du Bitcoin » : frais, mempool et paiements

Dans chaque partition, la limite d’offre de 21 millions de BTC par chaîne reste valable. Mais à l’échelle globale, le total de Bitcoin dépasserait 21 millions, car chaque chaîne distribuerait ses propres récompenses de blocs.

Cela créerait, sur le plan économique, trois types d’actifs BTC incompatibles : partageant adresses et clés privées, mais possédant des ensembles différents de sorties non dépensées (UTXO).

Les clés privées pourraient contrôler simultanément des tokens dans toutes les partitions : si un utilisateur dépense le même UTXO dans deux régions, ces deux transactions seraient valides localement, créant ainsi des « tokens divisés » — avec une même histoire antérieure à la scission, mais des historiques totalement divergents après.

Le mempool deviendrait permanent localisé, les paiements inter-partitions impossibles, et toute tentative de paiement à un utilisateur dans une autre partition échouerait.

Les marchés des frais deviendraient locaux : avant le premier ajustement de difficulté, les partitions avec une faible part de hachage seraient plus congestionnées, mais après, tout reviendrait à la normale.

Les canaux Lightning inter-partitions ne pourraient pas router : les contrats de verrouillage temporel (HTLC) expireraient, les contreparties publieraient des transactions de promesse, et la fermeture de canal ne serait valable qu’au sein de la partition locale, la liquidité inter-partitions étant bloquée.

Sécurité, marché et infrastructure

Le budget de sécurité de chaque partition serait égal à la somme de sa puissance de hachage locale et de ses frais. La région ayant seulement 20 % de la puissance de hachage d’avant la scission aurait un coût d’attaque bien inférieur à celui du réseau global.

Sur le long terme, les mineurs pourraient migrer vers des partitions avec un « prix du token plus élevé, coût énergétique plus faible », modifiant ainsi la dynamique de sécurité.

L’incapacité de transmettre des blocs entre partitions empêcherait un attaquant dans une partition de falsifier l’historique d’une autre, limitant ainsi les attaques à une zone spécifique.

Les échanges deviendraient régionalisés, avec des paires de trading différenciées — par exemple, BTC-A (version Amérique), BTC-E (version Europe-Afrique), BTC-X (version Asie) — avec des prix différents, même si tous se désignent comme BTC.

Les canaux fiat, services custodiaux, marchés dérivés et réseaux de règlement se concentreraient sur des chaînes régionales. Les fournisseurs d’indices et les services de données devraient choisir une seule chaîne par plateforme ou publier des données combinées de plusieurs régions.

Les actifs cross-chain et oracles dépendant de sources de données mondiales deviendraient inutilisables ou se fragmenteraient en versions régionales.

Les règles du protocole resteraient inchangées sans coordination interne à chaque partition, mais une mise à jour dans une partition ne serait pas automatiquement adoptée dans une autre, ce qui entraînerait une divergence progressive des règles.

Les pools de minage, explorateurs de blocs et portefeuilles devraient établir des infrastructures indépendantes pour chaque partition. Sans stratégies manuelles, la coordination des soldes entre chaînes serait impossible.

La partition peut-elle se réorganiser sans nœuds de connexion ?

Si la communication ne peut jamais être rétablie, la convergence au niveau protocolaire devient impossible.

La seule façon de revenir à un seul registre serait par des moyens sociaux et opérationnels : par exemple, coordonner les acteurs pour choisir une seule chaîne comme légitime, tout en abandonnant ou en rejouant les transactions des autres partitions.

Après plusieurs semaines de divergences profondes, une réorganisation automatique pour revenir à une seule chaîne ne serait plus envisageable.

Points opérationnels

Il faut considérer la scission permanente comme une « bifurcation dure avec partage de l’historique antérieur » :

• Gérer soigneusement les clés privées pour pouvoir dépenser en toute sécurité les tokens issus de la scission ;
• N’utiliser que des sorties de transaction propres à chaque région, pour éviter tout re-jeu accidentel entre partitions ;
• Mettre en place une comptabilité, une tarification et une gestion des risques indépendantes pour chaque partition.

Les mineurs, échanges et custodians doivent désigner une partition principale, publier une identification de chaîne, et définir des politiques de dépôt et retrait adaptées.

En résumé, si l’infrastructure backbone ne peut jamais être restaurée et qu’aucune voie alternative ne permet de combler la coupure, le Bitcoin ne disparaîtra pas, mais il évoluera en plusieurs réseaux Bitcoin indépendants, incapables de se réconcilier à nouveau.