Preuve de travail vs preuve d’enjeu: explication des algorithmes de crypto-monnaie
Dans l'économie moderne d'aujourd'hui, les banques et les gouvernements ont le pouvoir et l'autorité absolus d'accepter ou de refuser des transactions impliquant des monnaies fiduciaires telles que le dollar américain.
Les crypto-monnaies comme Bitcoin adoptent une approche différente, éliminant le besoin de telles autorités. En l'absence de tels organismes de réglementation, les monnaies numériques utilisent des mécanismes de consensus pour garantir une gouvernance équitable, similaire à un système démocratique.
La preuve de travail (PoW) et la preuve d'enjeu (PoS) sont deux des mécanismes de consensus les plus connus en usage aujourd'hui. Avant d'explorer le fonctionnement de ces mécanismes de consensus dans les crypto-monnaies modernes, nous devons d'abord comprendre pourquoi ils sont nécessaires en premier lieu.
Blockchains et mécanismes de consensus: que sont-ils?
En termes simples, une blockchain est un registre numérique des transactions. Bitcoin, la première crypto-monnaie basée sur la blockchain au monde, a lancé ce concept en 2009. Depuis sa sortie, chaque transaction liée au Bitcoin a été enregistrée dans sa blockchain , qui est publiquement visible et vérifiée à tout moment.
Bien que l'ajout de nouvelles transactions à un grand livre semble une tâche simple en surface, le processus réel nécessite l'inclusion de quelques sauvegardes. En effet, personne ne devrait être en mesure de soumettre des transactions frauduleuses à la blockchain, ni personne ne devrait pouvoir modifier les transactions passées en leur faveur.
Au lieu de cela, de nouvelles transactions doivent être proposées et vérifiées pour leur exactitude.
D'autres participants sur le réseau de la crypto-monnaie se portent volontaires pour vérifier l'authenticité des nouvelles transactions en échange d'une récompense. Ce processus de vérification est ce que nous appelons un «mécanisme de consensus» ou un algorithme. Les nouvelles transactions sont vérifiées toutes les quelques minutes, en fonction de la crypto-monnaie en question.
Bitcoin utilise le mécanisme de consensus Proof of Work (PoW), tandis qu'Ethereum s'éloigne actuellement du PoW au profit de Proof of Stake (PoS).
Preuve de travail (PoW): une introduction
Comme indiqué ci-dessus, Proof of Work a été le premier algorithme de consensus et est utilisé par la grande majorité des crypto-monnaies. Dans les crypto-monnaies basées sur PoW, les transactions sont confirmées par des « mineurs '' qui se disputent une récompense.
Les mineurs accomplissent des «tâches» difficiles pour ajouter un nouveau bloc de transactions à la blockchain. Cela implique généralement la résolution d'un problème mathématique complexe tel qu'une fonction de hachage cryptographique, qui nécessite des ressources de calcul importantes.
En utilisant ce concept de «travail», le réseau se protège contre les acteurs malveillants et frauduleux. Pour qu'une crypto-monnaie basée sur PoW soit compromise, l'attaquant doit apporter une énorme quantité de puissance de calcul. C'est tout simplement irréalisable et impossible dans un réseau étendu et bien établi tel que Bitcoin, qui compte des milliers de mineurs uniques et honnêtes.
Une fois qu'un mineur trouve la solution à la fonction de hachage d'un bloc particulier, son résultat est facilement vérifiable. Les autres participants du réseau vérifient ensuite les résultats du mineur et approuvent l'ajout du bloc à la blockchain.
Comment les mineurs réalisent un profit dans les crypto-monnaies PoW
Les mineurs du monde entier se font concurrence pour trouver la solution avant tout le monde. Le mineur le plus rapide est récompensé par une récompense en bloc, qui est généralement substantielle. Bitcoin, par exemple, récompense actuellement les mineurs qui réussissent avec 6,25 BTC, d'une valeur bien supérieure à 300 000 $. Même si un mineur n'a que la chance d'exploiter une poignée de blocs par jour, le potentiel de hausse est énorme.
La difficulté de résoudre la fonction de hachage cryptographique dans la plupart des crypto-monnaies est variable et dépend de la quantité de puissance de calcul sur le réseau. Bitcoin, par exemple, est conçu pour générer des blocs toutes les dix minutes.
Si le nombre de mineurs augmente soudainement, cependant, les blocs peuvent être générés plus rapidement. Pour lutter contre cela, la difficulté est ajustée tous les blocs de 2016. En d'autres termes, un plus grand nombre de mineurs rejoignant le réseau réduit la probabilité de trouver un bloc pour tout le monde.
De nos jours, il est presque impossible pour un seul individu de posséder et d'exploiter suffisamment de puissance de calcul pour trouver un bloc avant la compétition. C'est là qu'interviennent les pools miniers.
Un pool de minage combine la puissance de calcul de milliers de mineurs du monde entier pour améliorer leurs chances de trouver un bloc. De cette façon, même les mineurs amateurs avec un petit budget de départ peuvent participer de manière rentable à l'activité . Si le pool parvient à trouver un bloc, la récompense est répartie entre tous les mineurs participants, proportionnellement à leur contribution de calcul.
Preuve d'enjeu: un mécanisme de consensus plus moderne?
Contrairement à Proof of Work, qui a fait ses débuts avec Bitcoin en 2009, le mécanisme de consensus Proof of Stake n'était pas largement connu jusqu'à récemment. Ethereum, la deuxième plus grande crypto-monnaie au monde, adopte actuellement PoS dans le cadre de sa stratégie de mise à niveau ETH 2.0 .
La preuve d'enjeu est une approche complètement différente de la vérification des transactions dans les réseaux blockchain. Au lieu de compter sur des mineurs offrant une puissance de calcul, les réseaux PoS attribuent des privilèges de vote aux propriétaires de crypto-monnaie. Comme son nom l'indique, les utilisateurs doivent «miser» leurs avoirs en crypto-monnaie pour voter sur la légitimité des nouvelles transactions.
Les validateurs de transactions dans une crypto-monnaie basée sur le PoS sont supposés être honnêtes car ils ont un intérêt actif à protéger leurs propres avoirs. Après tout, des attaques réussies contre le réseau ne feraient qu'affaiblir leurs propres intérêts.
Ethereum, par exemple, oblige les utilisateurs à miser un minimum de 32 ETH pour devenir validateur. À partir de ce moment, ce 32 ETH est bloqué pendant une période. L'individu est alors invité à valider une poignée de blocs de temps en temps.
Cependant, si leur vote est jugé malveillant par d'autres validateurs, leur ETH mis en jeu sera confisqué pour mauvais comportement. Les validateurs honnêtes, quant à eux, sont récompensés.
La preuve d'enjeu réduit considérablement les exigences de calcul par rapport à PoW, ce qui réduit considérablement la barrière d'entrée pour les validateurs. En fait, vous pouvez même vous lancer avec un petit ordinateur à faible coût comme un Raspberry Pi. Comme il n'y a pas de résolution d'énigmes ou de difficulté, les transactions peuvent également être vérifiées plus rapidement, ce qui permet des confirmations plus rapides.
Cela étant dit, seuls les participants relativement riches peuvent se permettre de miser leur crypto-monnaie dans des montants importants, créant une barrière à l'entrée différente, mais toujours significative. L'exigence minimale de 32 ETH d'Ethereum, par exemple, signifie qu'un individu doit verrouiller 70000 $ de monnaie numérique pour commencer à jalonner.
Le PoS est-il l'avenir de la crypto-monnaie?
Malgré les avantages de la preuve d'enjeu, de nombreuses crypto-monnaies ne sont pas pressées de migrer de si tôt. Le principal d'entre eux est Bitcoin, dont les développeurs et les membres de la communauté ne voient aucune raison de s'éloigner du PoW.
Même si la preuve de travail est un mécanisme coûteux en calcul ( qui a un coût environnemental énorme ), c'est le plus stable et le plus résistant aux attaques pour le moment.
Au cours de la dernière décennie, Bitcoin a été suffisamment testé au point de pouvoir maintenir une capitalisation boursière de 1000 milliards de dollars sans craindre une attaque. Cette stabilité a également conduit par inadvertance à l'adoption de la crypto-monnaie comme réserve de valeur parmi les gouvernements et les banquiers d'investissement.
Ethereum, d'autre part, a besoin d'innover car il sert un cas d'utilisation complètement différent. Depuis sa création, Ethereum était d'abord destiné à être un contrat intelligent et une plate-forme Web 3.0. Pour y parvenir, Ethereum doit traiter des milliers de transactions par seconde à des frais nominaux.
En fin de compte, les deux mécanismes de consensus ont leur place dans l'écosystème de la crypto-monnaie.