Principaux enseignements :
- La preuve de travail (PoW) met les mineurs en concurrence pour résoudre des problèmes mathématiques complexes afin de valider les blocs de transaction.
- La vitesse et la quantité des transactions sont limitées sur les réseaux PoW.
- Le PoW consomme plus d’électricité en raison de sa nature concurrentielle.
- La preuve d’enjeu (Proof of Stake – PoS) sélectionne de manière aléatoire les validateurs pour valider les blocs de transaction.
- Les transactions sont validées plus rapidement sur les réseaux PoS que PoW.
- Les processus sont moins gourmands en énergie et la PdS est donc comparativement plus respectueuse de l’environnement.
Que sont les mécanismes de consensus ?
Les crypto-monnaies sont conçues pour être décentralisées et distribuées, les transactions sur la blockchain étant transparentes et vérifiables par n’importe qui. En raison de la nature immuable de la plupart des blockchains, cela signifie que les données saisies sont en grande partie irréversibles.
La preuve de travail (PoW) et la preuve d’enjeu (PoS) sont des mécanismes de consensus communs utilisés pour le traitement des transactions et la création de nouveaux blocs sur une blockchain. Ces deux types de mécanismes de consensus encouragent les bons comportements et rendent difficile et coûteux les actes malveillants. Lorsqu’il fonctionne comme prévu, ce système permet d’éviter les fraudes telles que la double dépense, qui consiste à effectuer deux fois des paiements avec la même monnaie afin de tromper le destinataire de ces fonds.
Vous n’êtes pas encore familiarisé avec les mécanismes de consensus ? Cet article donne un aperçu du consensus.
Qu’est-ce que la preuve de travail (PoW) ?
Le PoW s’appuie sur les mineurs pour résoudre un problème mathématique complexe en utilisant la puissance de calcul, un processus également connu sous le nom de minage. En bref, une fois l’énigme résolue, un nouveau bloc de la blockchain est validé. Le plus rapide à résoudre l’énigme se voit attribuer une récompense (par exemple, une certaine quantité de bitcoins). Ce sont les efforts combinés des mineurs qui garantissent le fonctionnement de la blockchain pour toutes les parties.
Comment fonctionne le PoW ?
Dans le cadre d’une course compétitive où les mineurs s’affrontent pour résoudre l’énigme, le mineur qui parvient à résoudre l’énigme crée le nouveau bloc et confirme les transactions, qui sont ensuite placées dans ce bloc. La difficulté du puzzle est ajustée en fonction de la vitesse à laquelle les blocs sont ajoutés au réseau. Le grand livre étant distribué, les mineurs peuvent rejeter une version modifiée, évitant ainsi toute falsification.
Les crypto-monnaies suivantes reposent sur le PoW :
Bitcoin $BTC
Qu’est-ce que la preuve d’enjeu (PoS) ?
Le PoS est une approche plus récente qui vise à remédier à certaines inefficacités du mécanisme de consensus PoW et à réduire les ressources informatiques nécessaires. Au lieu d’effectuer des calculs mathématiques gourmands en énergie, les participants au réseau, appelés validateurs, doivent miser un certain nombre de jetons sur le réseau afin d’activer leur capacité à créer de nouveaux blocs.
Comment fonctionne la PdS ?
Dans les réseaux PoS, la vérification des transactions est réalisée en sélectionnant au hasard des validateurs pour confirmer les transactions et valider les informations des blocs. Pour devenir un validateur, le propriétaire d’une pièce doit “miser” un montant spécifique de pièces sur un nœud qu’il exploite. Les chances d’être sélectionné comme proposant le bloc suivant sont proportionnelles au nombre de jetons mis en jeu par un nœud.
Les validateurs sont sélectionnés de manière aléatoire pour confirmer les transactions et valider les informations des blocs. Ce système rend aléatoire la perception des droits plutôt que d’utiliser un mécanisme compétitif basé sur les récompenses comme le PoW. Les blocs sont validés par plusieurs validateurs, et lorsqu’un nombre spécifique de validateurs vérifie que le bloc est exact, il est finalisé et clôturé.
Les écosystèmes ont des exigences différentes en ce qui concerne l’exploitation d’un nœud. Par exemple, sur le réseau Ethereum, n’importe qui peut démarrer un nœud en misant 32 ETH. D’autres réseaux, tels que Cardano et Polkadot, peuvent avoir des exigences différentes pour être un validateur actif. Par exemple, Polkadot sélectionne les validateurs par nomination.
Les crypto-monnaies suivantes s’appuient sur le PoS :
La transition d’Ethereum de PoW à PoS – AKA “The Merge” (la fusion)
Le 15 septembre 2022, Ethereum est passé avec succès d’un mécanisme de consensus POW à PoS, réduisant ainsi sa consommation d’énergie d’environ 99 %. La transition a été baptisée Ethereum 2.0 ou “The Merge”.
Tout savoir sur Ethereum 2.0 et “The Merge” (la fusion).
Ethereum 1.0 était une chaîne PoW dans laquelle les utilisateurs devaient rivaliser en termes de puissance de calcul afin d’être les premiers à résoudre un problème mathématique et à obtenir des récompenses. Ce n’est pas seulement coûteux en termes d’équipement, mais aussi en termes de coût de l’électricité nécessaire pour alimenter les plates-formes minières.
Cependant, avec la transition, Ethereum 2.0 s’est transformé en un réseau PoS où les validateurs doivent miser 32 ETH pour activer un nœud et effectuer la validation des transactions. Un validateur est choisi pour chaque bloc proposé et perçoit des frais de réseau sur les transactions. C’est ce qui a permis de réduire considérablement la consommation d’énergie, car les validateurs n’ont plus besoin de posséder des installations minières coûteuses et consommatrices d’énergie.
Vue d’ensemble de la PoS et de la PoW
| Preuve de travail | Preuve d’enjeu | |
|---|---|---|
| Minage/Validation d’un bloc | Déterminé par la puissance de calcul pour résoudre une énigme mathématique | Déterminé par le montant des jetons mis en jeu en général, les mises les plus importantes ayant plus de chances de proposer un bloc. |
| Récompense | Le mineur du bloc est récompensé par un nouveau jeton. | L’auteur d’une proposition de bloc reçoit des récompenses et des frais de réseau. |
| Concours | Les mineurs se font concurrence sur la base de leur puissance de calcul | Un validateur est choisi avec une probabilité proportionnelle à la taille de l’enjeu |
| Equipement | Elle nécessite de plus en plus d’équipements spécialisés, tels que les GPU. | Dispositif standard de niveau serveur |
| Efficacité et fiabilité | Des équipements de plus en plus coûteux et une consommation d’énergie élevée | Relativement plus rentable |
| Sécurité | Plus le hashrate est élevé, plus le réseau est sécurisé. | Le jalonnement des récompenses et le découpage en tranches permettent de sécuriser le réseau |
| Possibilité d’introduire des blocs malveillants | Il faudrait qu’un pirate informatique dispose d’au moins 51 % de la puissance de calcul. | Il faudrait qu’un pirate contrôle au moins 51 % du total des jetons mis en jeu. |
| Minage/Validation d’un bloc | |
| Preuve de travail | Déterminé par la puissance de calcul pour résoudre une énigme mathématique |
| Preuve d’enjeu | Déterminé par le montant des jetons mis en jeu en général, les mises les plus importantes ayant plus de chances de proposer un bloc. |
| Récompense | |
| Preuve de travail | Le mineur du bloc est récompensé par un nouveau jeton. |
| Preuve d’enjeu | L’auteur d’une proposition de bloc reçoit des récompenses et des frais de réseau. |
| Concours | |
| Preuve de travail | Les mineurs se font concurrence sur la base de leur puissance de calcul |
| Preuve d’enjeu | Un validateur est choisi avec une probabilité proportionnelle à la taille de l’enjeu |
| Equipement | |
| Preuve de travail | Elle nécessite de plus en plus d’équipements spécialisés, tels que les GPU. |
| Preuve d’enjeu | Dispositif standard de niveau serveur |
| Efficacité et fiabilité | |
| Preuve de travail | Des équipements de plus en plus coûteux et une consommation d’énergie élevée |
| Preuve d’enjeu | Relativement plus rentable |
| Sécurité | |
| Preuve de travail | Plus le hashrate est élevé, plus le réseau est sécurisé. |
| Preuve d’enjeu | Le jalonnement des récompenses et le découpage en tranches permettent de sécuriser le réseau |
| Possibilité d’introduire des blocs malveillants | |
| Preuve de travail | Il faudrait qu’un pirate informatique dispose d’au moins 51 % de la puissance de calcul. |
| Preuve d’enjeu | Il faudrait qu’un pirate contrôle au moins 51 % du total des jetons mis en jeu. |
Quelle est la meilleure solution – PoW ou PoS ?
Les mécanismes de consensus font partie intégrante des réseaux de blockchain, assurant la décentralisation des parties chargées de valider les transactions. Pour atteindre les caractéristiques du paradigme de la blockchain, à savoir l’immuabilité, l’absence de confiance et la distribution, un mécanisme de consensus fiable est nécessaire.
Le type de mécanisme de consensus le plus approprié dépend des besoins du réseau. Par exemple, le PoW est généralement considéré comme plus adapté à la prévention de la fraude, à la sécurité et à l’instauration d’un climat de confiance au sein d’un réseau. En pratique, même s’il existe des exceptions en théorie, les mineurs ne peuvent pas être trompés sur une transaction en raison de la protection fournie par le PoW, qui sécurise l’historique des transactions d’un actif cryptographique tout en augmentant la difficulté de modifier les données au fil du temps.
De même, les performances et l’évolutivité du réseau sont généralement considérées comme les deux principaux avantages de l’utilisation d’un mécanisme de consensus basé sur le PoS. Le PoS est souvent utilisé lorsqu’une vitesse de transaction élevée est nécessaire pour les transactions par seconde sur la chaîne (TPS) et le règlement des transferts sur le réseau. En outre, les validateurs pourraient être pénalisés en cas d’erreur ou de fraude, ce qui les inciterait financièrement à assurer la sécurité de la chaîne.
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