UTXOs expliqués : Comment Bitcoin et cryptos similaires suivent la propriété

Qu’est-ce qu’un UTXO et pourquoi est-ce important ?

Imaginez essayer de suivre de l’argent sans utiliser de comptes bancaires. Comment sauriez-vous qui possède quoi ? Certaines cryptomonnaies, comme le célèbre Bitcoin, résolvent ce problème en utilisant un concept appelé Sortie de Transaction Non Dépensée, ou UTXO (Unspent Transaction Output). Oubliez le solde unique d’un compte qui monte et descend. Pensez plutôt aux UTXOs comme à des pièces ou des billets individuels que vous recevez dans votre portefeuille physique.

Chaque UTXO représente une quantité spécifique de cryptomonnaie que vous avez reçue et que vous n’avez pas encore dépensée. C’est comme avoir un billet de 10€, un billet de 5€ et trois pièces de 1€ – ce sont des éléments de valeur distincts que vous contrôlez. Comprendre ce concept est crucial car c’est le fondement de la manière dont Bitcoin et de nombreuses autres monnaies numériques suivent la propriété et gèrent les transactions. C’est fondamentalement différent de votre compte bancaire traditionnel, et saisir cette différence est la première étape pour vraiment comprendre le fonctionnement interne de ces cryptomonnaies.

Comment Bitcoin utilise-t-il les UTXOs au lieu des soldes de compte ?

Votre banque suit votre argent en utilisant un solde de compte – un nombre unique qui change lorsque vous déposez ou retirez des fonds. Bitcoin et les cryptomonnaies similaires utilisant le modèle UTXO ne fonctionnent pas de cette manière. Ils ne maintiennent pas un total courant pour l’adresse de chaque utilisateur.

Au lieu de cela, votre “solde” en Bitcoin est en fait la somme totale de tous les UTXOs individuels associés à vos adresses cryptographiques. Pensez-y comme si vous possédiez une collection de “billets” numériques spécifiques (les UTXOs) dispersés sur le registre public, tous liés à des adresses que vous contrôlez via vos clés privées. Vous n’avez pas simplement un solde ; vous possédez des morceaux distincts et dépensables de monnaie numérique.

Comment les UTXOs sont-ils créés et dépensés dans une transaction ?

Chaque UTXO a un cycle de vie. Il commence son existence en tant que sortie d’une transaction précédente. Il repose sur la blockchain, attendant patiemment, marqué comme “non dépensé”. Lorsque vous décidez d’envoyer de la cryptomonnaie, vous sélectionnez un ou plusieurs de vos UTXOs pour les utiliser comme entrées pour votre nouvelle transaction.

Cette transaction “consomme” effectivement les UTXOs que vous avez utilisés comme entrées, les marquant comme dépensés pour toujours. Simultanément, la transaction crée un ou plusieurs nouveaux UTXOs comme sorties. Ces nouveaux UTXOs représentent les fonds envoyés au(x) destinataire(s) et, souvent, toute “monnaie” qui vous revient. Pour qu’une transaction soit valide, la valeur totale des entrées doit être égale ou supérieure à la valeur totale des sorties plus les éventuels frais de transaction inclus payés aux validateurs du réseau (mineurs).

Pourquoi mes transactions crypto créent-elles parfois de la ‘monnaie’ ?

Avez-vous déjà payé un café à 4€ avec un billet de 10€ et reçu 6€ en retour ? Le modèle UTXO fonctionne de manière similaire. Si vous possédez un UTXO valant, disons, 0.5 Bitcoin, mais que vous ne voulez envoyer que 0.1 Bitcoin à quelqu’un, vous ne pouvez pas simplement “casser” un morceau de cet UTXO.

Au lieu de cela, votre transaction utilisera l’intégralité de l’UTXO de 0.5 BTC comme entrée. Elle créera ensuite deux nouvelles sorties : un UTXO d’une valeur de 0.1 BTC envoyé à l’adresse du destinataire, et un autre UTXO d’une valeur légèrement inférieure à 0.4 BTC (le 0.5 BTC initial moins les 0.1 BTC envoyés, moins de faibles frais de transaction) renvoyé à une nouvelle adresse de change que vous contrôlez. Votre logiciel de portefeuille gère généralement ce processus automatiquement, créant une nouvelle adresse pour la monnaie afin d’améliorer votre confidentialité.

D’où vient le ‘solde’ de mon portefeuille s’il ne s’agit que d’UTXOs ?

Si Bitcoin ne stocke pas un numéro de solde unique, comment votre portefeuille crypto vous montre-t-il combien vous possédez ? C’est votre logiciel de portefeuille qui fait le gros du travail. Il détient vos clés privées, qui vous donnent le contrôle sur vos adresses sur la blockchain.

Le portefeuille scanne en permanence le registre public de la blockchain, identifiant tous les UTXOs associés aux adresses contrôlées par vos clés. Il additionne ensuite la valeur de tous ces morceaux individuels et non dépensés de cryptomonnaie. La somme totale qu’il calcule est le “solde” que vous voyez affiché dans l’interface de votre portefeuille. Rappelez-vous, le portefeuille détient les clés pour contrôler vos fonds ; les UTXOs réels représentant vos fonds existent publiquement sur le registre distribué de la blockchain.

Comment puis-je voir les UTXOs sur la blockchain ?

Vous pouvez regarder sous le capot des blockchains basées sur les UTXOs en utilisant des outils appelés explorateurs de blockchain. Ces sites web permettent à quiconque de consulter l’enregistrement public des transactions. Bien qu’ils ne listent peut-être pas explicitement “vos UTXOs” de manière ordonnée (car ils ne savent pas qui vous êtes), vous pouvez examiner des transactions individuelles.

En recherchant un ID de transaction ou une adresse publique, vous pouvez voir les entrées (quels UTXOs ont été dépensés) et les sorties (quels nouveaux UTXOs ont été créés). Ces sorties représentent des UTXOs potentiels. Si vous connaissez vos adresses publiques, vous pouvez suivre les transactions les impliquant et identifier les sorties non dépensées résultantes. Cela met en évidence la nature publique mais pseudonyme de ces blockchains – les données sont ouvertes, mais lier les adresses à des identités du monde réel nécessite des informations externes.

Quelles sont les différences clés entre le modèle UTXO et le modèle de compte ?

Les cryptomonnaies suivent la propriété principalement de deux manières : le modèle UTXO et le modèle de compte. Comprendre la différence aide à clarifier comment diverses cryptos fonctionnent.

Le modèle UTXO, utilisé par Bitcoin, Litecoin et d’autres, représente l’état du système comme une collection de sorties discrètes et dépensables (comme de l’argent numérique). La vérification des transactions implique de vérifier si les entrées (UTXOs dépensés) sont valides et non dépensées.

Le modèle de compte, utilisé par Ethereum, Solana et des plateformes similaires, fonctionne davantage comme un registre bancaire. Il maintient des comptes avec des soldes qui augmentent ou diminuent directement avec les transactions. La vérification se concentre sur la garantie que le compte émetteur dispose de fonds suffisants et sur la mise à jour de l’état des comptes impliqués. Bien que le modèle de compte soit souvent considéré comme plus simple pour les contrats intelligents complexes, le modèle UTXO peut potentiellement offrir des avantages en termes de parallélisme des transactions et de certaines techniques de confidentialité. Le développement de l’eUTXO vise à apporter plus de programmabilité au cadre UTXO.

Quels sont les avantages d’utiliser le modèle UTXO ?

Le modèle UTXO n’a pas été choisi arbitrairement par le(s) créateur(s) de Bitcoin ; il offre plusieurs avantages potentiels alignés sur les objectifs d’une monnaie numérique décentralisée.

Un avantage clé est son potentiel pour une confidentialité accrue. En encourageant l’utilisation de nouvelles adresses pour la monnaie, il rend plus difficile le traçage du flux de fonds entre les transactions par rapport à la réutilisation d’une seule adresse de compte. Du point de vue de la sécurité, la distinction claire entre les sorties dépensées et non dépensées rend la vérification de la validité des transactions simple et aide à prévenir le problème critique de la double dépense. Chaque UTXO ne peut être dépensé qu’une seule fois.

De plus, l’indépendance des UTXOs peut contribuer à la scalabilité. Étant donné que la vérification d’une transaction ne dépend pas nécessairement de l’état de comptes non liés, plusieurs transactions pourraient être traitées et vérifiées en parallèle plus facilement. Philosophiquement, certains considèrent le modèle UTXO comme plus aligné sur la décentralisation, car l’état du système est défini par des sorties de transaction distribuées plutôt que par des soldes de compte de style centralisé.

Comment les UTXOs aident-ils à prévenir le vol de Bitcoin ou la double dépense ?

La sécurité fondamentale des systèmes basés sur les UTXOs comme Bitcoin repose fortement sur la manière dont ces sorties sont gérées. Chaque UTXO est unique et ne peut être dépensé qu’une seule fois. Lorsqu’une nouvelle transaction est diffusée sur le réseau, les nœuds (ordinateurs maintenant le réseau) effectuent plusieurs vérifications.

Crucialement, ils vérifient que les UTXOs listés comme entrées pour la transaction sont bien actuellement non dépensés selon l’enregistrement de la blockchain. Si un UTXO a déjà été dépensé dans une transaction confirmée précédente, toute nouvelle transaction tentant de le dépenser à nouveau sera rejetée. C’est la défense fondamentale contre la double dépense.

De plus, dépenser un UTXO nécessite de fournir une signature numérique valide générée à l’aide de la clé privée associée à l’adresse détenant cet UTXO. Cela prouve la propriété et autorise le transfert. Sans la clé privée correcte, l’UTXO ne peut pas être dépensé, empêchant l’accès non autorisé ou le vol (en supposant que la clé privée elle-même reste sécurisée).

Mes transactions sont-elles privées lorsque j’utilise des UTXOs ?

Il est crucial de comprendre que les blockchains comme Bitcoin sont pseudonymes, et non totalement anonymes. Toutes les transactions, y compris les adresses d’envoi et de réception ainsi que les montants, sont enregistrées publiquement et de manière permanente sur le registre de la blockchain, à la vue de tous.

Cependant, ces adresses publiques sont des chaînes de caractères non directement liées à votre identité réelle, sauf si vous exposez cette connexion d’une manière ou d’une autre (par exemple, via un échange qui exige une vérification KYC - Know Your Customer - ou en publiant publiquement votre adresse). Le modèle UTXO aide quelque peu la confidentialité car la création de nouvelles adresses pour recevoir les paiements et la monnaie rend plus difficile l’établissement d’un lien définitif entre plusieurs transactions et une seule entité simplement en observant la blockchain.

Inversement, la réutilisation de la même adresse pour plusieurs transactions affaiblit considérablement la confidentialité, car elle permet aux observateurs de connecter facilement toute l’activité associée à cette adresse. Des techniques sophistiquées d’analyse de blockchain peuvent aussi parfois regrouper des adresses et potentiellement relier l’activité pseudonyme à des identités du monde réel.

Y a-t-il des inconvénients ou des défis avec les UTXOs ?

Bien que le modèle UTXO offre des avantages, il présente également certains défis et inconvénients potentiels. Pour les nouveaux venus, il peut être moins intuitif que le modèle de compte/solde familier utilisé par les banques et certaines autres cryptomonnaies comme Ethereum. L’idée de gérer des morceaux discrets d’argent au lieu d’un simple solde nécessite un changement de mentalité.

Un autre défi technique est le potentiel de “gonflement de la blockchain”. À mesure que davantage de transactions se produisent, l’ensemble total des UTXOs non dépensés augmente, nécessitant plus d’espace de stockage et de ressources de calcul pour les nœuds exploitant le réseau afin de les suivre tous. Cela peut également conduire au problème de la “poussière”, où les utilisateurs accumulent de nombreux UTXOs de très faible valeur. Dépenser ces UTXOs de poussière pourrait coûter plus cher en frais de transaction que la valeur des UTXOs eux-mêmes, les rendant effectivement non dépensables.

Enfin, bien que possible, la programmation de contrats intelligents complexes (accords automatisés exécutés sur la blockchain) peut parfois être plus complexe sur les chaînes UTXO traditionnelles par rapport aux modèles basés sur les comptes, bien que des innovations comme l’eUTXO s’attaquent activement à cette limitation.

Comment les frais de transaction sont-ils déterminés avec les UTXOs ?

Une idée fausse courante est que les frais de transaction crypto sont basés sur le montant d’argent envoyé. Dans les systèmes basés sur les UTXOs comme Bitcoin, ce n’est généralement pas vrai. Les frais sont principalement déterminés par la taille des données de votre transaction, mesurée en octets ou en octets virtuels (vBytes).

Pourquoi la taille est-elle importante ? Votre transaction inclut des données pour les entrées (les UTXOs que vous dépensez), les sorties (les nouveaux UTXOs créés) et les signatures. Une transaction qui dépense de nombreux petits UTXOs en entrée sera plus volumineuse en termes de données qu’une transaction envoyant la même valeur totale mais n’utilisant qu’un seul gros UTXO en entrée.

Pendant les périodes de forte activité du réseau (congestion), l’espace dans les nouveaux blocs de la blockchain devient rare. Les utilisateurs rivalisent pour faire inclure leurs transactions en offrant des frais. Les transactions plus volumineuses occupent plus d’espace de bloc et nécessitent donc généralement des frais totaux plus élevés. Vous (ou votre logiciel de portefeuille) définissez généralement un taux de frais (par exemple, satoshis par octet) pour inciter les mineurs/validateurs. Cela signifie que l’envoi de 1 BTC pourrait avoir des coûts de frais différents selon la fragmentation de vos avoirs (UTXOs).

Quelles cryptomonnaies utilisent le modèle UTXO ?

Comprendre les UTXOs est précieux car ce modèle sous-tend de nombreuses cryptomonnaies importantes, y compris la toute première. L’exemple le plus frappant est Bitcoin (BTC). D’autres cryptomonnaies bien connues qui utilisent le modèle UTXO incluent :

• Litecoin (LTC)
• Bitcoin Cash (BCH)
• Dogecoin (DOGE)
• Zcash (ZEC) (qui ajoute des fonctionnalités de confidentialité par-dessus)

Il convient également de noter Cardano (ADA), qui utilise une version améliorée appelée le modèle eUTXO (Extended UTXO).

Cela contraste avec les cryptomonnaies employant le modèle de compte/solde, telles que Ethereum (ETH) et ses nombreuses solutions de couche 2, Solana (SOL), et la C-Chain d’Avalanche (AVAX). Savoir quel modèle une cryptomonnaie utilise aide à comprendre ses mécanismes fondamentaux de traitement des transactions et de gestion de l’état.

Le modèle UTXO a-t-il été amélioré au fil du temps ?

Oui, le modèle UTXO original conçu pour Bitcoin a connu des innovations. Une avancée notable est le modèle Extended UTXO (eUTXO), célèbrement mis en œuvre par Cardano (ADA).

L’idée centrale derrière l’eUTXO est de combiner les forces du modèle UTXO traditionnel – ses propriétés de sécurité inhérentes, son potentiel de parallélisme et sa validation claire des transactions – avec la programmabilité améliorée souvent associée au modèle de compte. En termes simples, l’eUTXO permet d’attacher des données et une logique (scripts) plus complexes directement aux UTXOs eux-mêmes.

Cela permet la création de contrats intelligents plus sophistiqués directement dans le cadre UTXO, sans dépendre d’un état global partagé comme les systèmes basés sur les comptes. Il représente une évolution visant à surmonter certaines limitations perçues de la conception UTXO originale, en particulier pour la construction d’applications décentralisées (dApps) complexes.

Que dois-je retenir à propos des UTXOs ?

Pensez aux UTXOs (Sorties de Transaction Non Dépensées) comme aux blocs de construction fondamentaux de la propriété dans les cryptomonnaies comme Bitcoin. Ils ne sont pas comme votre solde bancaire ; ils fonctionnent plutôt comme des pièces ou des billets numériques individuels qui représentent des montants spécifiques de cryptomonnaie que vous avez reçus et pas encore dépensés.

Lorsque vous effectuez une transaction, vous consommez des UTXOs existants comme entrées et en créez de nouveaux comme sorties pour le destinataire et potentiellement comme monnaie pour vous-même. Votre portefeuille calcule votre solde total en trouvant et en additionnant tous les UTXOs liés aux adresses que vos clés privées contrôlent. Comprendre ce mécanisme est essentiel pour saisir comment les transactions sont traitées, comment la sécurité comme la prévention de la double dépense fonctionne, et pourquoi des éléments comme les frais de transaction et la confidentialité fonctionnent de la manière dont ils le font sur ces blockchains.