Un mécanisme de consensus est une expression courante dans le monde de la cryptographie. Vous l’avez probablement entendu aux côtés de Proof of Work ou Proof of Stake. Cependant, la plupart des gens ne sont pas conscients des nombreux autres types de mécanismes de consensus. Cela change-t-il la donne pour les nouveaux protocoles ?
Dans cet article, nous examinerons ce qu’est un mécanisme de consensus, comment il s’applique à la cryptographie et, bien sûr, les différents types. Plongeons dedans.
Le consensus fait référence à un accord général. Ils sont atteints quotidiennement entre les groupes, parfois pour des décisions subalternes et d’autres avec des impacts durables. Cette relation de consensus et d’accords se répercute sur la cryptographie. Cependant, il y a un peu plus de profondeur dans l’explication.
En cryptographie, les mécanismes de consensus sont des algorithmes tolérants aux pannes utilisés pour parvenir à un accord général sur un seul point de données et sur l’état du réseau. Cela permet aux systèmes distribués (ordinateurs) de fonctionner ensemble, de rester sécurisés et d’éviter toute manipulation.
Les algorithmes de consensus sur la blockchain sont conçus pour être sophistiqués. Vous ne voudriez pas que n’importe qui vienne et manipule le résultat, n’est-ce pas ?
Cela nous amène au sujet de la catégorisation des mécanismes de consensus. Tout d’abord, discutons des deux principaux acteurs utilisés : la preuve de travail et la preuve d’enjeu. Ensuite, nous passerons à d’autres dont vous n’avez peut-être pas entendu parler, telles que la preuve d’autorité, la preuve de capacité, la preuve de temps écoulé et la preuve de gravure.
Dans le monde d’aujourd’hui, le modèle de preuve de travail est généralement associé à Bitcoin. Cependant, le concept a été mis en lumière pour la première fois en 1993 par Cynthia Dwork et Moni Naor. À l’époque, il était initialement envisagé comme un moyen de lutter contre le spam par e-mail. Cela a été fait en exigeant du travail d’un demandeur de service et du temps de traitement par un ordinateur.
Bitcoin applique une version simpliste du protocole Proof of Work. Les participants au réseau ou «mineurs» s’affrontent pour résoudre un puzzle complexe et arbitraire – un peu comme deviner un nombre aléatoire. Une fois que le mineur a déchiffré le code, il peut ajouter un bloc de transactions Bitcoin à la chaîne et est récompensé par une certaine quantité de BTC. Ce cycle se répète au fur et à mesure que les participants prouvent que le travail accompli leur permet d’ajouter de nouvelles transactions à la blockchain.
Maintenant, c’est une version édulcorée. Si vous êtes déjà en train de chercher sur Google comment devenir un mineur de Bitcoin, vous voudrez peut-être réfléchir à nouveau. L’exploitation minière BTC nécessite une puissance de calcul, une consommation d’énergie et un temps de traitement insensés. Et lorsque l’on considère l’impact environnemental, vous pouvez voir comment un PoW a des connotations négatives. C’est également une raison pour laquelle d’autres réseaux ont choisi d’adopter différents mécanismes de consensus, tels que la preuve de participation.
Contrairement à son homologue, Proof of Stake est apparu comme un protocole peu coûteux et économe en énergie. L’idée est née en 2011 lorsqu’elle a été proposée comme solution de traitement des transactions Bitcoin. Bien que cela ne colle pas pour Bitcoin, de nombreuses crypto-monnaies ont depuis adopté un algorithme de consensus Proof of Stake. Les plus notables sont Ethereum 2.0, Cardano, Solana et Polygon.
Dans un protocole Proof of Stake, les propriétaires d’une crypto-monnaie peuvent « staker » leurs pièces. Cela peut conduire à être sélectionné pour valider un nouveau bloc de transactions. Être choisi pour cette tâche nécessite un certain soutien technique, mais vous comprenez l’essentiel. Les participants au réseau qui sont chargés de vérifier les transactions dans un mécanisme de consensus PoS sont appelés « validateurs ».
Les validateurs peuvent (et doivent être) situés partout dans le monde, garantissant la décentralisation. Le montant spécifique qu’un propriétaire doit « miser » varie selon la pièce, mais les pièces mises en jeu restent bloquées. Vous pouvez trouver la plupart des exigences de mise spécifiques aux pièces sur leur site Web.
Bien sûr, aucun mécanisme de consensus ne peut être parfait.
L’une des plus grandes préoccupations avec un protocole PoS est l’attaque de 51 %. Cela se produit si et quand une personne (ou un groupe) obtient le contrôle majoritaire, soit 51 %, du pouvoir de hachage d’une blockchain. Obtenir ce niveau de contrôle est coûteux et impacterait certainement la valeur des crypto-monnaies détenues, mais néanmoins, pas impossible.
Ce prochain mécanisme de consensus se présente comme une alternative efficace pour le traitement des transactions, sans compter sur la puissance de calcul ou l’argent pour le jalonnement. Ceci est une preuve d’autorité.
Le concept a été proposé pour la première fois en 2017 par le co-fondateur d’Ethereum et créateur de Polkadot, Gavin Wood. Avec PoA, les participants au réseau mettent en jeu leurs identités réelles pour produire des blocs de transactions. L’algorithme s’appuie sur la mise en jeu de votre réputation, qui est la principale incitation à agir honnêtement.
Alors que la méthodologie permet des transactions plus rapides, les blockchains PoA ont tendance à manquer de décentralisation. Principalement parce que les participants doivent prouver leur identité à une source centrale d’autorité ou d’entité. Pour cette raison, les algorithmes PoA pourraient être considérés comme une solution plus viable pour les grandes entreprises ayant des problèmes logistiques.
L’un des algorithmes de consensus les moins populaires est la preuve de capacité ou, comme certains l’appellent, la preuve d’espace. Cela permet aux nœuds contributeurs d’utiliser l’espace mémoire de leur disque dur pour extraire la crypto-monnaie sur le réseau et produire des blocs pour la blockchain. L’espace disque plus disponible équivaut à plus de puissance pour maintenir le grand livre public.
La recherche sur PoC est apparue pour la première fois dans un article de Stefan Dziembowski en 2015. Alors que les cas d’utilisation de l’algorithme sont moins répandus que d’autres, des variantes de la notion peuvent être trouvées dans Signum (anciennement connu sous le nom de Burstcoin), Chia et Arweave.
L’inconvénient d’un réseau basé sur le stockage est la probabilité de centralisation. En effet, les institutions ou les particuliers fortunés peuvent utiliser leur pouvoir d’achat pour plus d’espace de stockage et finalement dominer le réseau.
Un algorithme de preuve du temps écoulé reflète les qualités similaires des protocoles PoW et PoA. Il est utilisé sur une blockchain autorisée pour décider des droits miniers et de l’ajout de nouveaux blocs. Comme le PoA, les participants doivent prouver leur identité pour rejoindre le réseau. Cependant, PoET intègre également le concept d’un protocole basé sur la loterie temporelle.
Intel Corporation a lancé l’idée début 2016. Elle s’appuie sur la notion de temps pour parvenir à un consensus juste et équitable sur le réseau. Un algorithme PoET comprend deux parties. Tout d’abord, les nœuds doivent sélectionner au hasard un temps d’attente ou « objet minuterie ». Deuxièmement, le participant qui termine le premier la période d’attente choisie est le « gagnant » et devient éligible pour ajouter un nouveau bloc au réseau.
Étant donné qu’il s’agit d’un réseau autorisé et fermé, un protocole PoET soulève des inquiétudes concernant la centralisation. Le mécanisme est également dépendant des outils d’Intel, suscitant davantage d’appréhensions quant à la compatibilité. Néanmoins, PoET offre toujours de solides avantages en termes d’équité et d’efficacité.
Le dernier mécanisme de consensus sur notre liste est la preuve de gravure. Avec un modèle PoB, les participants au réseau « brûlent » des pièces en les envoyant à des adresses inopérantes. Brûler des pièces les retire définitivement de la circulation. Cette pratique est souvent utilisée pour l’inflation, mais les blockchains PoB l’utilisent pour valider les transactions et gagner des récompenses minières.
La notion de gravure de crypto a été proposée pour la première fois par Iain Stewart en 2012. Le protocole présente des avantages notables, notamment la rareté, la faible consommation d’énergie et encourage la participation à des projets à long terme.
Au verso, certains affirment que brûler des pièces n’est pas écologique et est considéré comme un gaspillage de ressources. Il n’a pas encore été prouvé que l’algorithme fonctionne à plus grande échelle et nécessite davantage de tests pour garantir la sécurité.
La liste s’allonge encore et encore pour les types de mécanismes de consensus exploités dans la cryptographie. Au fur et à mesure que les choses évoluent et que de nouvelles initiatives surgissent, nous pouvons probablement compter sur de nombreux nouveaux protocoles à l’avenir. Connaissez-vous un mécanisme de consensus qui n’a pas fait cette liste ? Partagez ci-dessous dans les commentaires.
Jusqu’à la prochaine fois – Crypto Blondie.
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