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Preuve de travail, preuve d’enjeu ou plutôt preuve d’autorité ? Pour garantir la fiabilité d’une blockchain, les participants doivent parvenir à un accord sur le statut du réseau. Pour y parvenir, de nombreux nouveaux processus de consensus ont été élaborés au fil des ans. Dans cet article, nous examinons de plus près ce qui constitue un mécanisme de consensus et pourquoi il est essentiel au fonctionnement de toute blockchain.
La technologie Blockchain existe depuis 2009 lorsque le pseudonyme Satoshi Nakamoto a lancé la blockchain Bitcoin. Ce qui a commencé comme une expérience est maintenant un mouvement mondial. En raison de cette croissance, du matériel spécialement conçu est désormais nécessaire pour exploiter Bitcoin en utilisant le mécanisme de consensus appelé preuve de travail.
Dans le passé, l’exploitation minière était possible sur votre propre ordinateur. Les premiers processeurs informatiques suffisaient, puis il fallait passer aux cartes graphiques. Aujourd’hui, l’exploitation minière ne rapporte que si vous êtes une ferme professionnelle avec de l’électricité bon marché.
Dans le cas de Bitcoin, beaucoup d’électricité est nécessaire pour l’exploitation minière via une preuve de travail. En effet, les dispositifs de minage spécialisés consomment de la puissance de calcul pour résoudre un algorithme. L’algorithme s’appelle Sha-256 et si la solution réussit, une soi-disant récompense de bloc est versée – et cette récompense est Bitcoin.
En raison de la forte consommation d’énergie, de nombreuses blockchains s’éloignent désormais de la preuve de travail en tant que mécanisme de consensus préféré. Avec la mise à jour imminente « The Merge », Ethereum ne dépendra plus de la preuve de travail. Le consensus sera alors atteint par une méthode différente, la soi-disant preuve de participation.
Mais qu’est-ce que le mécanisme de consensus exactement, et pourquoi est-il nécessaire ? Examinons de plus près le fonctionnement des blockchains.
Voici comment fonctionne la blockchain
Le mot consensus signifie « accord ». Plus précisément, cela signifie l’opinion unanime des gens sur une question. Il représente l’élément central de chaque blockchain.
Dans une blockchain, les transactions sont stockées dans des blocs par des soi-disant validateurs. Ceux-ci forment alors une chaîne qui continue indéfiniment. D’où le nom de « blockchain ». Une blockchain est une base de données publique distribuée gérée par une communauté indépendante d’ordinateurs à travers le monde.
Cette communauté indépendante forme un réseau peer-to-peer géré par des nœuds et des validateurs. Ils confirment le statut de la blockchain. Afin de garantir que la base de données ne soit pas altérée, la majorité de tous les participants doit reconnaître le même statut de la blockchain : trouver un consensus.
Un mécanisme de consensus est donc un algorithme qui parvient à un accord sur le statut d’une blockchain entre ses participants. Ces mécanismes sont utilisés pour s’assurer que tous les participants disposent d’une copie identique de la base de données.
Dans ce cas, le réseau ne peut être renversé que si la majorité accepte le même statut manipulé, appelé attaque à 51 %. C’est un danger, en particulier pour les petites blockchains de preuve de travail, car vous pouvez louer de la puissance de calcul sur certains sites Web.
En partie à cause de la forte consommation d’énergie et des attaques à 51%, d’autres méthodes de consensus ont été développées ces dernières années. Certains ont eu plus de succès que d’autres. La procédure de consensus parfait n’existe pas encore.
Les procédures de consensus les plus connues
Preuve de travail
La preuve de travail (POW) est la méthode de consensus la plus ancienne. C’est là que le consensus est atteint grâce à la puissance de calcul. Les participants sont confrontés à un problème arithmétique complexe qu’ils doivent résoudre à l’aide de matériel. Ils reçoivent une récompense pour l’utilisation des ressources (matériel et énergie). On s’éloigne actuellement du PoW, principalement en raison de la forte consommation d’énergie. Les chaînes de blocs bien connues basées sur POW sont Ethereum, Bitcoin et Monero.
Preuve de participation
La preuve de participation (POS) est probablement le mécanisme de consensus le plus populaire après le POW. Il signifie « preuve d’enjeu » car le consensus se fait ici par les actifs apportés et la durée de la mise à disposition. La preuve de participation a été lancée en 2012 en réponse à la forte consommation d’énergie de Bitcoin. Puisqu’il n’y a pas d’exploitation minière au point de vente, il n’est pas possible d’exploiter le réseau avec une puissance de calcul. Les attaquants devraient acquérir plus de la moitié des pièces en circulation pour ce faire. Des exemples bien connus de blockchains de preuve de participation sont Solana et Avalanche.
Preuve de participation déléguée
DPOS est une avancée bien connue de la preuve de participation. Ici, les délégués sont élus démocratiquement et sont responsables de certaines tâches dans le réseau. Les tâches incluent la validation des blocs et la confirmation de l’état de la blockchain. Le droit de vote des électeurs est généralement pondéré en fonction du nombre de jetons. Les chaînes de blocs comme Cardano, EOS, Tron et Cosmos utilisent DPOS.
Mécanismes de consensus moins connus
Preuve de personne
La preuve de personne est un mécanisme de consensus moins connu. Ici, les participants au réseau prouvent qu’ils sont de vraies personnes donc autorisées à participer à l’activité du réseau. Cette preuve peut être apportée par certaines tâches ou encore par des données biométriques. Ceci est particulièrement avantageux pour la décentralisation puisque chaque personne ne peut être représentée qu’une seule fois dans le réseau. Les chaînes de blocs basées sur une forme de POP incluent Idena et Humanode.
Preuve d’autorité
La preuve d’autorité est utilisée pour sélectionner des participants dignes de confiance qui sont ensuite autorisés à effectuer certaines tâches. La sélection dépend généralement de la réputation des participants. Les participants sont soumis à un processus de candidature avant d’être considérés comme des validateurs pour la blockchain. Le processus est généralement basé sur l’identité réelle du demandeur. Cela garantit un niveau élevé de fiabilité pour les réseaux POA, mais implique en même temps des risques de sécurité. L’exemple le plus connu d’une blockchain de preuve d’autorité est BNB Chain, anciennement connue sous le nom de Binance Smart Chain.
Proof-of-work vs. proof-of-stake : quel est le meilleur ?
Bien que la preuve de travail soit considérée comme l’algorithme de consensus le plus sûr, de nombreuses blockchains préfèrent désormais la preuve de participation. Cela a principalement à voir avec des facteurs environnementaux, mais l’évolutivité des blockchains joue également un rôle majeur. Le réseau Bitcoin, en tant qu’or numérique, peut se débrouiller avec un faible volume de transactions et choisir la sécurité comme première priorité, mais la situation est différente avec des réseaux tels qu’Ethereum, qui dépendent fondamentalement de transactions rapides et bon marché.
Par conséquent, la preuve de participation est la méthode de consensus la plus attrayante pour ces blockchains. Mais il y a aussi quelques faiblesses ici. La principale critique est qu’elle rend les « riches plus riches » et crée généralement des réseaux centralisés. Par exemple, les validateurs du réseau Ethereum ont besoin de 32 ETH (environ 87 000 $) pour être approuvés. Cela crée une barrière majeure à l’entrée pour les nouveaux arrivants et les petits investisseurs, tandis que les investisseurs disposant du capital nécessaire collectent facilement les récompenses de jalonnement, creusant l’écart entre les petits et les grands investisseurs.
Le trilemme de la blockchain s’applique au choix de la procédure de consensus. Cela stipule qu’une blockchain ne peut pas répondre à la fois aux qualités souhaitées de décentralisation, d’évolutivité et de sécurité, car l’un des facteurs ne peut être atteint qu’au détriment de l’autre. En règle générale, les blockchains évolutives ne sont pas très décentralisées et les blockchains sécurisées sont plutôt lentes. La seule question est – laquelle des qualités souhaitées préférez-vous ?
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