Preuve de participation ? Preuve de travail ? Nous expliquons la différence entre deux mécanismes de consensus communs qui font fonctionner les blockchains.
Si vous avez fait vos recherches sur vos crypto-monnaies préférées, il y a de fortes chances que vous ayez rencontré les termes Proof-of-Stake et Proof-of-Work. Quels sont-ils exactement ?
En termes simples, un mécanisme de consensus est utilisé par toutes les crypto-monnaies à trois fins. Ils sont utilisés pour vérifier l’exactitude de toutes les transactions sur la blockchain, assurer la sécurité du système et s’assurer que toutes les parties conviennent et stockent les mêmes informations. Vous ne savez pas comment fonctionnent les blockchains ? Cliquez ici pour en savoir plus.
Pourquoi les blockchains ont-elles besoin d’un mécanisme de consensus ? Illustrons le problème avec un simple jeu pour enfants – Passez le message. Un message est donné à la première personne, mais au moment où il atteint la dernière personne, le message ressemble rarement à la phrase initiale. Bien qu’il soulève un rire ou deux dans un cadre de jeu, il présente un casse-tête majeur lorsque des centaines de nœuds doivent stocker les mêmes informations simultanément et avec précision.
Avec un mécanisme de consensus en place, il garantit que toutes les parties impliquées dans le réseau peuvent s’entendre sur des données dans un environnement sans confiance. Et ces mécanismes se présentent sous la forme de Proof-of-Work et Proof-of-Stake.
Dans un consensus de preuve de travail, les participants impliqués sécurisent le système et vérifient les transactions en montrant littéralement la preuve qu’ils ont effectué une sorte de travail. En prenant Bitcoin comme exemple principal, cela se fait en utilisant une plate-forme d’extraction de bitcoins composée de composants matériels informatiques tels que le CPU et le GPU pour participer au processus d’extraction.
Au lieu d’y aller avec des pioches comme les mineurs traditionnels, les participants se joignent à un jeu intense de « Devinez le nombre ». Les mineurs rivalisent pour être les premiers à vérifier un bloc de transaction en devinant le numéro cible, ou hachage, dans une longue chaîne de chiffres et de mots de 64 caractères appelée a Nombre hexadécimal à 64 chiffres.
En générant un grand nombre de nonces (terme abrégé pour « nombres utilisés une seule fois »), les mineurs finiront par deviner le bon hachage cible et seront récompensés par une certaine quantité de crypto-monnaies pour leurs efforts. Plus on a de plates-formes minières, plus on a d’ordinateurs générant de tels nombres, et donc plus on a de chances d’être le premier à récolter les fruits.
Pourquoi les mineurs achèteraient-ils toutes ces plates-formes et se donneraient-ils autant pour exploiter de l’argent sur Internet ? C’est parce que les récompenses sont plutôt attrayantes. Prenez Bitcoin par exemple – les mineurs pourraient gagner 50 bitcoins par bloc au début. Même avec des récompenses réduites de moitié tous les quatre ans, les mineurs peuvent toujours gagner 6,25 bitcoins par bloc toutes les 10 minutes. Sur la base des prix du Bitcoin au moment de la rédaction, cela pourrait signifier un énorme 250 000 USD par bloc !
Dans un mécanisme Proof-of-Stake, les utilisateurs doivent disposer d’une grande quantité de jetons réseau pour prouver qu’ils ont un intérêt dans la blockchain. Cela permet à l’utilisateur de se qualifier en tant que validateur de bloc pour le réseau.
Contrairement au mécanisme de preuve de travail, il n’y a pas de concurrence entre les ordinateurs ou les plates-formes minières pour voir qui obtient la récompense globale en premier. Au lieu de cela, les ordinateurs sont choisis au hasard pour valider le bloc de transactions et gagner la récompense, et les utilisateurs ayant des avoirs plus importants ont plus de chances d’être sélectionnés.
L’utilisation d’un mécanisme de preuve de participation profite également aux utilisateurs qui disposent d’une plus petite quantité de jetons. En déposant leurs jetons dans des pools de jalonnement appartenant à ces validateurs de blocs, ils peuvent gagner une partie des récompenses sans avoir à posséder un gros sac de jetons. Cela fonctionne également en faveur du validateur de blocs car ils sont choisis plus fréquemment si plus d’utilisateurs déposent leurs jetons sous eux.
Réseaux de preuve de travail sont considérés comme sûrs car il faut beaucoup d’efforts et d’énergie pour valider les transactions et décourager tout utilisateur malveillant de pirater le réseau en se basant uniquement sur ses efforts. De plus, la concurrence des plates-formes minières pour obtenir l’incitation garantit qu’il y a toujours des validateurs sécurisant le réseau. D’un autre côté, cela entraîne des temps de validation des transactions plus lents, car les validateurs ont besoin de temps pour deviner le hachage cible et entraînent également des frais de transaction plus élevés.
Réseaux de preuve de participation peut traiter les transactions plus rapidement grâce au processus de validation aléatoire et à une faible concurrence. Cela conduit à son tour à des frais de réseau inférieurs et à une efficacité énergétique supérieure pour le système. De plus, les détenteurs de jetons peuvent choisir de déléguer leurs jetons aux utilisateurs et de jouer un rôle dans la sécurisation de la blockchain tout en gagnant une partie des récompenses. D’un autre côté, cela pourrait entraîner des problèmes de sécurité car cela pourrait conduire à un petit nombre de validateurs sécurisant le réseau et pourrait même conduire à une attaque à 51% si suffisamment de jetons sont déposés dans un seul validateur.
La consommation d’énergie de l’extraction de crypto-monnaie est souvent un point de friction, et pour de bonnes raisons. Alors que différents mécanismes de consensus nécessitent de l’électricité pour faire fonctionner le matériel informatique qui prend en charge la validation des blocs, le mécanisme de preuve de travail a été critiqué pour être le plus énergivore.
Mais quelle puissance les plates-formes minières consomment-elles lors de l’extraction de crypto-monnaies Proof-of-Work comme Bitcoin ? Sur la base des données de l’Université de Cambridge, Bitcoin consomme actuellement environ 126 térawattheures (TWh) par an dans le monde. Bien que la consommation d’énergie soit inférieure à celle de pays comme la Malaisie, la Thaïlande et le Vietnam, elle est supérieure à celle de pays comme la Norvège, la Suède et les Philippines. C’est presque 2,5 fois plus que la consommation d’énergie de Singapour de 50,7 TWh.
Juste pour donner une comparaison, les îles du sud de Singapour comme Sentosa sont connues pour être l’un des plus gros consommateurs d’électricité. Pourtant, vous pourriez toujours alimenter 10 000 propriétés foncières à Sentosa pendant 2 866 ans avec cette quantité d’énergie.
Pourquoi le minage de Bitcoin consomme-t-il autant d’énergie ? La réponse est dans le mécanisme lui-même. Le processus d’extraction est plus facile lorsque moins de participants sont impliqués, mais à mesure que de plus en plus de personnes rejoignent le processus d’extraction, un meilleur équipement capable de traiter les calculs plus rapidement était essentiel pour obtenir les récompenses en premier. Un meilleur équipement consomme souvent plus d’énergie (pensez à l’énergie nécessaire pour faire fonctionner des ordinateurs qui traitent des jeux avec de meilleurs graphismes ou rendent des animations), et cet effet est aggravé par le fait que davantage d’utilisateurs se joignent à eux et achètent leurs propres machines à forte consommation d’électricité.
Combinez cela avec une validation de transaction plus lente et des frais plus élevés, et il est évident que les chaînes de blocs ultérieures comme Polkadot et Cosmos optent plutôt pour la preuve de participation. Bien qu’il existe un compromis de sécurité pour la preuve de participation, la faible consommation d’énergie et la commodité l’emportent sur son compromis.
Actuellement, le consensus Proof-of-Stake et Proof-of-Work est la norme pour les blockchains. Mais avec le développement continu de la technologie blockchain, nous pouvons voir plus de mécanismes de consensus alternatifs tels que la preuve d’autorité et la preuve de gravure à l’avenir.
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