BitTorrent

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Posté par marvin 18/04/2009 @ 03:07

Tags : bittorrent, p2p, internet, high-tech

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BitTorrent (protocole)

BitTorrent est un protocole de transfert de données poste à poste (P2P) à travers un réseau informatique. Le protocole a été conçu en avril 2001 et mis en place à l'été 2002 par le programmeur Bram Cohen, et est dorénavant maintenu par la société BitTorrent, Inc..

BitTorrent est une méthode pour distribuer largement de grandes quantités de données en répartissant la charge inhérente en matière de matériel, hébergement Internet et bande passante quand, dans le modèle classique, elle incombe au seul distributeur originel. Ce dernier n'a plus à servir chaque destinataire : les clients eux-mêmes servent les données déjà reçues aux nouveaux destinataires. Le coût et la charge de la distribution des données sont donc considérablement réduits ; le protocole procure en même temps une redondance contre les problèmes matériels et réduit la dépendance à l'égard du distributeur originel.

L'apparition de BitTorrent a par exemple permis la mise à disposition de distributions Linux complètes sur DVD, y compris pour des versions alpha et bêta en lieu et place des téléchargements de simples CDs.

Les techniques utilisées sont : le téléchargement poste à poste depuis différents « pairs » (peer) pour un même fichier (technique dite multisourcing) et le morcellement du fichier en blocs qui le permet. Les blocs peuvent arriver dans un ordre quelconque depuis des sources multiples, le fichier étant réputé téléchargé lorsque la totalité des blocs sera parvenue, quel que soit l'ordre d'arrivée de ceux-ci ou leurs provenances - qui n'ont de fait aucune importance.

La validité des données est implicitement garantie : si le fichier est corrompu, c'est qu'il l'était à l'origine, ou qu'il l'a été sur l'ordinateur le téléchargeant (mémoire vive défectueuse, par exemple, mais en aucun cas durant le transfert de données). Les blocs corrompus sont invariablement rejetés.

L'efficacité du réseau est maximale lorsqu'il y a beaucoup d'utilisateurs, car tous ceux qui téléchargent partagent par construction ce qu'ils téléchargent. Il n'y a pas à attendre dans une file virtuelle pour commencer : tout est immédiat dès lors, cela va de soi, qu'au moins une personne partage le fichier désiré.

Par rapport à d'autres systèmes P2P, ce système a l'avantage de créer une sorte de cercle vertueux lors du partage des fichiers. En effet, dès que des parties du fichier souhaité sont téléchargées, elles sont disponibles pour les autres utilisateurs. De plus un système de « récompense » permet de recevoir plus si l'on donne plus. Celui qui donne peu ou pas du tout recevra beaucoup moins d'autrui.

Il tire fortement parti de l'accroissement de la bande passante disponible en upload, c'est-à-dire en envoi de données, des connexions réseau.

Pour ceux dont la connexion au Web est calculée et facturée au volume de données, la consommation (upload et download) peut dans certains cas doubler ou tripler.

La bande passante en upload peut être saturée si le logiciel utilisé pour télécharger sur le réseau BitTorrent n'est pas configuré correctement (en fonction des capacités de la connexion à Internet de l'utilisateur) et qu'aucune qualité de service appropriée n'est appliquée à la connexion : cela entraîne un ralentissement important de toutes les connexions à Internet en cours. Les téléchargements HTTP et FTP peuvent quasiment s'arrêter et la lecture de radios/tv Internet peut être saccadée voire impossible. Les logiciels de messagerie instantanée (live messenger, pidgin, irc...) ne sont pas affectés en raison du faible volume de données qu'ils ont besoin de transmettre vers et depuis Internet.

Une personne qui partage peu recevra aussi beaucoup moins des autres utilisateurs. Il existe cependant des clients basés sur le moteur BitComet ne respectant pas totalement le protocole BitTorrent ; ces clients permettent de recevoir beaucoup de données tout en partageant peu (en faisant croire aux autres peers qu'ils ont déjà envoyé des données). Du fait de leur non-respect du protocole, ces clients ralentissent potentiellement le réseau BitTorrent.

Le protocole BitTorrent exploite le principe "un prêté pour un rendu", favorisant l'échange de données entre des machines qui ont déjà coopéré dans le passé. Ceci peut entraîner un démarrage difficile d'un nouveau venu lorsque toutes les autres machines ont déjà presque la totalité du fichier.

Le mode de fonctionnement observé de BitTorrent souffre d'un handicap majeur : au début de la mise en disponibilité d'un fichier, beaucoup de sources sont disponibles pour le télécharger, surtout s'il est populaire ou attendu depuis longtemps ; mais avec le temps, il devient de moins en moins partagé, et donc de moins en moins disponible au téléchargement, ce qui aboutit à la « mort » du torrent. Ainsi, il est rare qu'un torrent soit actif pendant plus de quelques mois, voire quelques semaines ou même quelques jours.

Pour remédier à cela, les clients proposent maintenant de laisser le torrent « ouvert », une fois téléchargé. Cela devient alors une source pure et remédie à cet inconvénient.

Une limite à ce raisonnement est la place disponible sur les disques durs et autres systèmes de stockage en ligne. En règle générale, on est « bon citoyen » quand on laisse le fichier en partage assez longtemps pour qu'il soit lui-même au moins autant téléchargé (taux de partage de 1 ou plus) ; dans le cas contraire, on est considéré comme une sangsue (leech).

Il faut souvent utiliser un logiciel dédié pour télécharger les fichiers alors qu'un fichier accessible sur un site web ne nécessite rien de plus que le navigateur pour le rapatrier.

Note : Le navigateur web Opera 9 inclut un client BitTorrent, les fichiers torrent étant traités de façon transparente. Certains plugins du navigateur Mozilla Firefox permettent également d'ajouter cette fonctionnalité au navigateur. Tout comme la version 1.80 du téléchargeur Flashget qui prend aussi en charge ce type de fichier. Aussi, de nombreux logiciels p2p (Shareaza, LimeWire...) contiennent cette fonction.

La première configuration peut être fastidieuse, si l'on ne possède pas quelques notions minimales de réseau informatique, adresse IP, pare-feu (firewall) et notion de port logiciel, par exemple. La plupart des logiciels clients récents permettent une configuration automatique en fonction des caractéristiques du réseau environnant, mais certains clients/modems requièrent une configuration spécifique. Par exemple, pour télécharger à une vitesse optimale en utilisant une Box, il faut en général rediriger manuellement (dans la configuration du mode routeur de la "Box") le port utilisé par le client BitTorrent vers l'IP (sur le réseau local) de l'ordinateur sur lequel tourne le client. Dans le cas d'un client utilisant un port au hasard dans une plage prédéfinie (comme BitTornado qui utilise par défaut un port au hasard parmi les ports 10 000 à 60 000), il faut rediriger la plage entière vers l'ordinateur faisant tourner le client. Cela peut poser problème lorsqu'un autre ordinateur sur le même réseau local utilise un port compris dans cette plage.

Le protocole marque aussi récemment sa flexibilité et son potentiel en se développant sur des supports inattendus tel que la PSP ou encore en améliorant ses performances avec des plugin tel que Ono.

Availability / disponibilité : (aussi appelé « distributed copies ») La quantité de copies complètes du fichier disponibles. Un peer qui se connecte avec une fraction de fichier ajoute cette fraction à la disponibilité (si aucun autre ne possède déjà cette partie du fichier). Chaque seed ajoute 1,0 à ce nombre, étant donné qu'il possède la totalité du fichier. Ainsi, un peer avec 65,3 % d'un fichier téléchargé augmente la disponibilité de 0,653. Si deux peers ont téléchargé chacun la même moitié d'un fichier et qu'ils sont rejoints par un seeder (semeur), la disponibilité s'élève à 1,5.

Leecher : Une « sangsue » (leech en anglais) est un client souhaitant télécharger le fichier, mais ne le possédant pas en totalité. Ce terme a également un sens péjoratif pour qualifier ceux qui téléchargent sans envoyer en contrepartie de fichier sur le réseau. Lors de la première apparition d'un torrent, il n'y a que peu de sources (seeds) et beaucoup de sangsues (leech).

Peers : Clients pouvant transmettre une partie de l'archive. (Il ne possède pas l'entièreté de celle-ci).

Scrape : Le client Bittorrent (voir clients utilisant le réseau BitTorrent) débute par un scrape, ce qui consiste à demander au tracker des informations sur le nombre total de sources (seeds) et de sangsues (leech). Ce nombre sera généralement affiché entre parenthèses.

Seed : Une semence (seed en anglais) est un client partageant un fichier complet.

Share Ratio : Proportion entre le nombre de données envoyées, partagées (upload) et le nombre de données reçues (download). Dans un monde utopique, tout un chacun utilisant ce service devrait avoir un ratio de 1:1, ce qui indique qu'il y a eu autant de données envoyées que reçues. De cette façon les téléchargements sont rapides et efficaces pour tous.

Superseed : Seed qui tente de minimiser la quantité de données qu'il envoie jusqu'à ce qu'un leecher obtienne la totalité des fichiers du torrent et devienne ainsi un seeder supplémentaire. Cette fonction ne devrait être utilisée que lorsque qu'il n'y a qu'un seul seeder, ou très peu d'entre eux, disponibles pour un torrent, et que ces seeders disposent de capacités d'upload relativement limitées. L'opération consiste à ne déclarer posséder aucune partie de l'archive. Lorsque les clients se connectent, le super-seeder les informe qu'il dispose d'une nouvelle partie que personne ne possède. Il transmet la partie en question et ne transmettra aucune nouvelle partie de l'archive tant qu'il n'aura pas reçu confirmation que la pièce a été transmise à nouveau. De cette manière, les clients en mode superseed n'envoient que les morceaux qui n'ont encore jamais été envoyés, et s'assurent de leur bonne diffusion par, et parmi, les leechers.

Swarm : Tous les peers (y compris les seeds) qui partagent un même torrent sont appelés un essaim. Par exemple, six peers et deux seeds forment un essaim de huit unités.

Torrent : Selon le contexte, un torrent peut signifier soit un fichier de métadonnées .torrent, soit tout fichier décrit par lui. Le fichier torrent contient des métadonnées relatives aux fichiers qu'il rend téléchargeables, y compris leurs noms, tailles et sommes de contrôle de toutes pièces du torrent. Il contient également l'adresse IP d'un tracker qui coordonne la communication entre les peers du swarm (essaim).

Tracker : Un traqueur est un serveur qui sait en permanence quels seeds et quels peers se trouvent dans le swarm (l'essaim). Les clients lui envoient régulièrement des informations. En échange, ils reçoivent des informations sur d'autres clients auxquels ils peuvent se connecter. Le traqueur n'est pas directement impliqué dans le transfert de données et ne possède pas de copie du fichier. Les quelques secondes par heure où un client se connecte au traqueur sont en principe les seules où il puisse se faire identifier (mais par quelques dizaines d'autres clients seulement).

Web Seeding : Utiliser un serveur web comme seed. À l'aide de scripts php, d'une modification du torrent on peut permettre à un serveur web de seeder un torrent. Cette fonctionnalité a été intégrée dans les clients Mainline, Azureus, et Bit-tornado.

Bien que le protocole BitTorrent ait été open source jusqu'à la sortie de la version 6 du client officiel, il subsiste des problèmes liés au copyright. Certains organismes de surveillance des droits d'auteur s'intéressent de près aux sites fournissant les trackers car ceux-ci sont souvent des moyens de distribution de fichiers sous copyright (musiques, films, etc).

La Motion Pictures Agency of America (MPAA) en particulier, a intenté de multiples procès envers divers sites référençant des fichiers .torrent en raison du grand nombre de fichiers illégalement distribués ainsi. Une des plus récentes affaires concerne le site ThePirateBay.org, poursuivi par la police suédoise et le MPAA (début de l'affaire 31 mai 2006 ; verdict de première instance au 17 avril 2009: administrateurs et financier du site coupables, 1 an de prison ferme et 30 millions de couronnes suédoises, soit 2,7 millions d'euros de dommages et intérêt -- les condamnés font appel).

Télécharger un fichier vidéo, image ou audio sous une licence propriétaire est un délit et plus encore, le distribuer à grande échelle pourrait être passible d'amendes (voir DADVSI). Mais les fichiers .torrent ne sont pas à proprement parler ces fichiers sous copyright, ils ne sont qu'un moyen de les télécharger. Ainsi, en principe, les sites rassemblant des trackers ne sont pas "hors-la-loi".

La légalité de la détention de fichiers .torrent permettant le téléchargement de fichiers sous copyright reste encore assez floue, le MPAA et les autres organismes de protection de droits d'auteur ayant attaqué en justice des sites aussi divers que des hébergeurs de fichiers ou des moteurs de recherches pour torrents n'en hébergeant pas (TorrentSpy 27 février 2006).

BitTorrent 6 est associé à un changement majeur de licence : jusque là, le programme et le protocole associés étaient open source. La licence d'utilisation a été modifiée, et le protocole ne verra plus son code publié, bien qu'il soit possible d'obtenir un SDK afin de continuer le développement de logiciels tiers.

Le client officiel, rapidement concurrencé par les logiciels ci-dessus, porte le même nom que le protocole lui-même, BitTorrent.

Début décembre 2006, BitTorrent, Inc., la société créée par Bram Cohen, l’inventeur du BitTorrent, et Ashwin Navin, ancien de Yahoo!, annonce l’acquisition du logiciel propriétaire µTorrent. Ce logiciel remplace alors l’ancien client libre BitTorrent en tant que « client officiel ».

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Xtorrent (BitTorrent)

Xtorrent est un client BitTorrent commercial, qui s'exécute sur les systèmes Mac OS X.

Développé par David Watanabe, simple d'emploi il intègre également un navigateur web et un lecteur rss grâce à WebKit.

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ABC (Yet Another BitTorrent Client)

Abc-bittorrent.png

ABC, abréviation de (en) Yet Another BitTorrent Client, est un client BitTorrent libre basé sur BitTornado.

Il est écrit en Python en utilisant wxPython.

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BitTorrent (logiciel)

BitTorrent est un logiciel de transfert de fichiers basé sur le protocole éponyme (voir l'article BitTorrent). Il s'agit du premier client (parfois également appelé « client officiel ») mettant en œuvre ce protocole, ce qui lui valut le surnom de Mainline (« Ligne principale ») par les développeurs.

Les spécifications du protocole BitTorrent étant ouvertes et publiques, de nombreux autres logiciels clients ont été développés et ont supplanté le client officiel en termes de parts de marché.

BitTorrent est écrit en Python et c'est un logiciel libre qui est distribué sous la licence BitTorrent Open Source License, une version modifiée de la licence de Jabber, depuis la version 4.0. Les versions 3.4.2 et précédentes étaient distribuées selon la licence MIT.

La version 5 de Bittorent continue d'être distribuée et maintenue sous licence Open Source, mais la version 6 n'est plus un logiciel libre. Cette dernière version a été totalement réécrite et repose sur µTorrent.

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Client BitTorrent

Un client BitTorrent est un logiciel permettant d'utiliser le protocole BitTorrent. Il en existe sur plusieurs plateformes, ou utilisant d'autres protocoles P2P.

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Table de hachage distribuée

Une table de hachage distribuée (ou DHT pour Distributed Hash Table), est une technologie permettant l'identification et l'obtention, dans un système réparti, comme certains réseaux P2P, d'une information. L'ensemble de la table de hachage est constituée virtuellement par tous ses constituants répartis sur tous les éléments du réseau, qui en possèdent chacun une partie.

Les tables de hash réparties sont utilisées notamment dans les protocoles Chord, protocole P2P CAN, Tapestry, Kademlia (utilisé par eMule), Ares Galaxy. Système aussi utilisé dans de nombreux clients récents pour le protocole BitTorrent comme Azureus, Bitcomet ou encore µTorrent. Le premier client BitTorrent à utiliser le DHT était Azureus, suivi du client officiel BitTorrent qui créa une version différente. La version du client officiel fut alors appelée Mainline DHT. Dorénavant la plupart des clients supportent la version Mainline DHT.

Supposons un grand nombre d'utilisateurs (5 millions) ayant lancé leur logiciel de P2P (Peer-to-Peer) sur leur ordinateur. Chacun partage quelques fichiers (audio, images, vidéo, multimédia, etc.) Un utilisateur (Luc) possède, par exemple, l'album Après la Chute de Chrysalide.

Supposons qu'un autre utilisateur (Pierre) souhaite télécharger cet album. Comment son logiciel de P2P peut-il trouver l'ordinateur de Luc ? Le logiciel de Pierre pourrait éventuellement demander aux 5 millions d'ordinateurs si par hasard ils possèdent cet album. Le logiciel de Luc répondrait alors : « Je le possède et je peux commencer à le transférer. » Il serait cependant bien lent de demander aux 5 millions d'ordinateurs s'ils ont cet album, car il y aurait en permanence des millions de questions du type « Je cherche tel album, l'as-tu ? », entraînant des millions de réponses : « Non, désolé ! ».

Un grand annuaire archivant les noms des fichiers partagés par tous les utilisateurs résoudrait la question : il suffirait de demander à ce « grand annuaire » (= la table de hachage) l'album de musique Après la Chute pour obtenir la réponse : « il est disponible sur l'ordinateur de Luc. (et celui de Mathieu, de Paul, etc.) » C'est ainsi que fonctionnait la première génération de réseaux P2P. Il y avait un serveur central qui servait de « grand annuaire. » (exemples : Napster, Audiogalaxy, Edonkey, Kazaa) Cette solution est de moins en moins utilisée en raison de sa fragilité : que faire lorsque le serveur central tombe en panne ? prend feu ? est saisi par la police ? Le réseau ne fonctionne alors plus, on ne peut plus faire aucune recherche sur les fichiers partagés.

Les programmeurs de logiciels P2P ont alors eu une idée : il faudrait que le « grand annuaire » ne soit pas sur un seul ordinateur, mais sur des centaines. Et ils se sont dit « on n'a qu'à faire notre logiciel de telle façon que chaque utilisateur soit responsable d'un petit bout du grand annuaire. » Chacun des 5 millions d'utilisateurs est responsable d'une petite partie: on dit que c'est une table de hachage distribuée.

Par exemple, l'utilisateur Jean-Claude va être responsable de tous les fichiers qui commencent par A, Toto va être responsable de tous les fichiers qui commencent par B, etc... Lorsque un nouvel utilisateur se connecte au réseau, la première chose que le logiciel va faire est de dire quels fichiers il peut partager. S'il possède par exemple le film Big Buck Bunny, il va dire à l'utilisateur Toto (qui est responsable des fichiers qui commencent par B) : « j'ai le film Big Buck Bunny. Si des gens le veulent, il est disponible chez moi. » Les recherches deviennent donc très rapides. Si on cherche Big Buck Bunny, on va directement demander à la personne responsable de la lettre « B ».

La réalité est un peu plus complexe : il ne faut pas qu'une seule personne soit responsable des mots qui commencent par "B", car si elle éteint son ordinateur on perd une partie de l'annuaire. Il faut donc introduire une certaine redondance dans l'annuaire, et donc plusieurs ordinateurs sont simultanément responsables des mêmes listes. De plus, vu qu’il y a des centaines de millions de fichiers partagés, le principe de division de l'annuaire n'est pas basé sur les lettres de l'alphabet mais sur une table de hachage des mots des titres des fichiers.

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Bram Cohen

Bram Cohen (1975 - ) est un informaticien surtout connu en tant que créateur de BitTorrent. Il est aussi le cofondateur de CodeCon, l'organisateur du Bay Area p2p-hackers meeting et l'auteur de Codeville.

Cohen a grandi à Manhattan. Il a appris le langage de programmation BASIC à l'âge de 5 ans sur l'ordinateur familial, un Timex Sinclair. Diplômé de la Stuyvesant High School en 1999, il s'inscrit à l'université à Buffalo. Il la quitte pour travailler dans plusieurs sociétés Internet dans le milieu des années 1990, la dernière étant MojoNation, projet ambitieux sur lequel il travaille avec Jim McCoy sans pouvoir le mener à son terme.

MojoNation permet de découper des fichiers confidentiels en paquets chiffrés et distribue les paquets à des ordinateurs équipés de ce logiciel. Cette idée, songe alors Cohen, est parfaite pour les programmes pair-à-pair: si des programmes comme KazaA exigent beaucoup de temps pour télécharger de gros fichier, c'est que le fichier est habituellement téléchargé depuis une seule source ou pair. Cohen conçoit donc BitTorrent, capable de télécharger des fichiers depuis plusieurs sources; du coup, la vitesse de téléchargement est démultipliée, notamment pour les utilisateurs jouissant du haut débit. Ainsi, plus les fichiers sont populaires, plus rapide sera le téléchargement pour l'utilisateur: si plusieurs personnes téléchargent le même fichier simultanément, elles envoient aussi les données à d'autres utilisateurs.

En avril 2001, Cohen quitte MojoNation et commence son travail sur BitTorrent. Cohen dévoile son invention lors de la première conférence de CodeCon — un événement qu'il a créé avec son colocataire Len Sassama, tous deux étant déçus par les congrès consacrés aux nouvelles technologies.

Durant l'été 2002, Cohen collectionne des images pornographique pour allécher les bêta testeurs du programme. Le logiciel gagne en notoriété grâce à la communauté Linux, dont les membres apprécient de pouvoir s'échanger d'énormes fichiers de logiciels libres. Mais son véritable succès tient à ce qu'il permet de partager rapidement de gros fichiers de musique et de film. Cohen lui-même prétend qu'il n'a jamais enfreint la loi sur les droits d'auteur en utilisant son logiciel, et soupçonne la MPAA (Association du cinéma américain) de le surveiller de près pour faire un exemple le cas échéant. Ce qui ne l'empêche pas d'affirmer que les médias actuels sont dépassés malgré leurs tentatives juridiques ou techniques pour se protéger, comme le « digital rights management ». En mai 2005, Cohen sort une version bêta de BitTorrent sans serveur tracker.

Fin 2003, Cohen a rejoint Valve Software pour travailler sur Steam, le système distribué numérique introduit dans Half-Life 2. Il quitte Valve au début de 2005 et sa première source de revenus est à nouveau constituée des donations effectuées par les utilisateurs BitTorrent.

Fin 2005, Cohen passe un accord avec la Motion Picture Association of America pour supprimer tous les liens vers du contenu illégal sur le site officiel de BitTorrent. L'accord est passé avec les sept plus grands studios américains. Dorénavant, selon les termes de l'accord, bittorent.com se conformera aux grandes lignes du Digital Millennium Copyright Act.

Cohen estime souffrir d'un « autisme de haut niveau » (syndrome d'Asperger). C'est à cette forme d'autisme qu'il devrait, selon lui, ses facultés de concentration aussi bien que ses difficultés relationnelles. Il vit actuellement dans la Bay Area de San Francisco avec sa femme, Jenna et ses enfants.

Parmi les loisirs de Cohen, citons la création d'origamis et le jonglage à cinq balles. Il apprécie par-dessus tout les « mathématiques récréatives ». Cohen a un blog où il parle fréquemment de trust-metric avec Raph Levien, ainsi que de systèmes monétaires, de Rubik's cube et autres sujets mathématiques.

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Source : Wikipedia