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Dans l'économie moderne d'aujourd'hui, les banques et les gouvernements ont le pouvoir absolu et l'autorité d'accepter ou de refuser des transactions impliquant des devises 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 assurer une gouvernance équitable, similaire à un système démocratique.
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La preuve de travail (PoW) et la preuve de participation (PoS) sont deux des mécanismes de consensus les plus connus utilisés 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 : quels sont-ils ?
En termes simples, une blockchain est un registre numérique de transactions. Bitcoin, la première crypto-monnaie au monde basée sur la blockchain, a été le pionnier de ce concept en 2009. Depuis sa sortie, chaque transaction liée à Bitcoin a été enregistrée dans sa blockchain, qui est consultable publiquement et vérifiée à tout moment.
Bien que l'ajout de nouvelles transactions à un grand livre semble être une tâche simple à première vue, 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 de modifier les transactions passées en sa 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 de PoW en faveur 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 le 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 de résoudre 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 protège contre les acteurs malveillants et frauduleux. Pour qu'une crypto-monnaie basée sur le PoW soit compromise, l'attaquant doit contribuer une quantité énorme de puissance de calcul. C'est tout simplement infaisable et impossible dans un réseau vaste et 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 tirent profit des crypto-monnaies PoW
Des 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 de bloc, qui est généralement substantielle. Bitcoin, par exemple, récompense actuellement les mineurs qui réussissent avec 6,25 BTC, évalués bien au-dessus de 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 2016 blocs. En d'autres termes, plus de mineurs rejoignant le réseau réduisent 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 minier 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 le PoS dans le cadre de sa stratégie de mise à niveau de l'ETH 2.0.
Proof of Stake est une approche complètement différente de la vérification des transactions dans les réseaux blockchain. Au lieu de s'appuyer 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 « mettre en jeu » leurs avoirs en crypto-monnaie pour voter sur la légitimité des nouvelles transactions.
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Les validateurs de transaction dans une crypto-monnaie basée sur 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 un validateur. À partir de ce moment, ce 32 ETH est bloqué pendant une période. L'individu est ensuite invité à valider une poignée de blocs de temps en temps.
Cependant, si leur vote est jugé malveillant par d'autres validateurs, leur ETH jalonné sera confisqué pour mauvais comportement. Les validateurs honnêtes, quant à eux, sont récompensés.
La preuve de participation réduit considérablement les exigences de calcul par rapport à PoW, abaissant considérablement la barrière d'entrée pour les validateurs. En fait, vous pouvez même commencer avec un petit ordinateur bon marché comme un Raspberry Pi. Puisqu'il n'y a pas de résolution de casse-tête ou de difficulté, les transactions peuvent également être vérifiées plus rapidement, ce qui entraîne des confirmations plus rapides.
Cela étant dit, seuls les participants relativement riches peuvent se permettre de miser leur crypto-monnaie en quantités importantes, créant une barrière à l'entrée différente, mais toujours importante. L'exigence minimale de 32 ETH d'Ethereum, par exemple, signifie qu'un individu doit verrouiller 70 000 $ de monnaie numérique pour commencer à jalonner.
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Le PoS est-il l'avenir de la crypto-monnaie ?
Malgré les avantages de Proof of Stake, de nombreuses crypto-monnaies ne sont pas pressées de migrer de sitôt. Le principal d'entre eux est Bitcoin, dont les développeurs et les membres de la communauté ne voient aucune raison de s'éloigner de 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 combat au point de pouvoir maintenir une capitalisation boursière de 1 000 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, en revanche, doit innover car il sert un cas d'utilisation complètement différent. Depuis sa création, Ethereum se voulait d'abord 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 minimes.
En fin de compte, les deux mécanismes de consensus ont leur place dans l'écosystème de la crypto-monnaie.
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Rahul Nambiampurath a commencé sa carrière en tant que comptable, mais est maintenant passé à travailler à temps plein dans l'espace technologique. Il est un fervent adepte des technologies décentralisées et open source. Lorsqu'il n'écrit pas, il est généralement occupé à faire du vin, à bricoler son appareil Android ou à faire de la randonnée dans des montagnes.
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