Si vous vous intéressez à la cryptographie, vous savez certainement que les blockchains sont basées sur certains algorithmes pour parvenir à un consensus distribué et permettre les transactions et l’échange de données. Le Bitcoin, pionnier dans ce domaine, nous a fait découvrir le mécanisme de la preuve de travail. Au fil du temps, PoW ne semble plus aussi génial. Des algorithmes de consensus plus avancés sur le plan technologique ont vu le jour, et la preuve d’enjeu est l’une des options les plus efficaces disponibles. Proof of Stake (PoS) est un algorithme de consensus qui permet aux nœuds de se mettre d’accord sur l’état de la blockchain sans dépenser de grandes quantités de puissance de calcul. Cela fait de la PoS une option plus respectueuse de l’environnement que la preuve de travail (PoW). Dans cet article, nous allons examiner de plus près le fonctionnement du système de paiement et les avantages qu’il peut offrir.
Table des matières
La preuve d’enjeu en termes simples
Pour faire simple, Proof of Stake est l’un des algorithmes de consensus les plus populaires sur les réseaux de blockchain. Dans le cadre du PoS, le générateur du bloc suivant choisit un nœud ayant un solde plus important, c’est-à-dire la quantité de ressources, par exemple des pièces, s’il s’agit de crypto-monnaies. Par conséquent, le staker ayant le solde le plus élevé a plus de chances de générer un nouveau bloc. Le nœud ne reçoit pas de récompense pour la création du bloc lui-même : une rémunération est versée pour la transaction.
Il existe deux options de base pour la sélection des nœuds :
- au hasard des nœuds les plus riches
- de manière aléatoire à partir des nœuds les plus anciens
Le processus de validation des transactions de la blockchain est appelé staking.
Au lieu de résoudre un problème cryptographique, les transactions sont validées en “gelant” un certain nombre de pièces de monnaie de mineur en guise de garantie. Les pièces sont gelées jusqu’à ce qu’un “accord” sur la validité des transactions soit conclu. Après avoir atteint un consensus au sein du réseau, les transactions sont ajoutées à la blockchain et les pièces sont gelées pendant un certain temps afin de protéger le réseau contre les attaques. Lorsque les pièces sont dégelées, les mineurs les récupèrent, en plus d’une petite commission pour l’enregistrement des transactions sur la blockchain. Un tel algorithme est conçu pour décourager les attaquants de valider de fausses transactions en raison du risque de perdre des “garanties”.
Le montant des récompenses obtenues est proportionnel au nombre de pièces détenues par le mineur. Ce système est conçu pour être plus sûr que la preuve de travail, car les mineurs ont une incitation financière à agir honnêtement et à éviter de valider des transactions frauduleuses.
Où est utilisée la PdS ?
Aujourd’hui, plusieurs acteurs majeurs de l’industrie de la blockchain utilisent ce protocole pour valider les transactions. Les pièces adossées à la preuve d’enjeu comprennent Cardano (encore en cours de développement), OmiseGo, QTUM et Ardor. Ethereum planifie sa transition vers la PoS depuis 2019 (la nouvelle version doit s’appeler Merge), et il semble qu’elle verra enfin le jour en septembre 2022.
Un système hybride pourrait combiner la sécurité du PoW et l’efficacité du PoS, offrant ainsi le meilleur des deux mondes. Dash, Stratis, HShare et Pivx utilisent un hybride de mécanismes de consensus PoW/PoS.
Comment le PoS a-t-il changé l’exploitation minière ?
La preuve de travail du bitcoin a donné naissance à toute une industrie minière et a favorisé le développement d’équipements spécialisés, car les ressources informatiques consacrées au hachage des blocs sont énormes et dépassent de loin les capacités des plus grands superordinateurs.
Dans le même temps, le fameux “revers de la médaille” a été révélé : PoW s’est rapidement transformé en monstre, dévorant l’électricité dans une course à la rentabilité minière. En 2012, la capacité globale du réseau BTC dépassait déjà celle du superordinateur le plus puissant du monde en termes de performances, et la première approche alternative, moins énergivore, de la vérification des transactions – la preuve d’enjeu – se profilait à l’horizon.
Système PoS : Avantages et inconvénients
Avantages de la preuve d’enjeu
Le PoS présente les avantages suivants :
- Une réduction significative de la consommation d’énergie (par rapport à la méthode PoW) ;
- Pour créer une attaque de double dépense, il est nécessaire de concentrer plus de 50 % du montant total de la monnaie, ce qui coûtera une fortune. Si l’attaquant peut encore contrôler un tel montant, il perturbera l’équilibre par ses actions, ce qui rend les attaques financièrement irréalisables.
- La sortie du PoS est un processus relativement rapide : il vous suffit d’apporter votre participation à la bourse et de la vendre. Dans le cas de la preuve de travail, vous ne savez pas combien de temps il vous faudra pour vendre votre matériel et à quel prix.
- La rentabilité des systèmes de PdS augmente si l’utilisateur réinvestit la récompense reçue : sa rentabilité augmentera dans le cadre d’une stratégie à long terme. Dans le cas de la preuve de travail, le même résultat est plus difficile à obtenir car il faut régulièrement investir dans du matériel d’exploitation minière.
Inconvénients de la preuve d’enjeu
Dans le même temps, la PdS n’est pas dépourvue d’inconvénients :
- La concentration des fonds entre les mains de quelques-uns peut conduire à la centralisation du réseau. En outre, les utilisateurs qui détiennent la plus grande part du capital (plus de 51 %) peuvent manipuler le réseau – par exemple, ils peuvent annuler des transactions et imposer de nouvelles règles. Bien que cette attaque ne soit pas rentable, elle est toujours possible.
- En outre, il y a le problème du “rien en jeu” (pile vide), qui rend les systèmes PoS intrinsèquement instables aux yeux de nombreux amateurs de crypto-monnaies. Un attaquant peut tenter de forker une blockchain, c’est-à-dire de créer une chaîne alternative plus longue en dépensant des ressources “inexistantes”. En outre, d’autres mineurs peuvent le soutenir puisqu’ils ne dépensent pas non plus de ressources “authentiques”. Par le biais d’une fourche, un pirate peut refuser certaines transactions et effectuer une attaque par double dépense.
Preuve d’enjeu ou preuve de travail : laquelle est la meilleure ?
Les différends entre les partisans de Pow et PoS existent depuis longtemps, mais leur nature est plus théorique. La pratique montre que le rôle des développeurs en matière de sécurité est encore très important.
Dans le même temps, nombreux sont ceux qui considèrent la version hybride de la mise en œuvre du PoW et du PoS comme la solution la plus sûre. Cette approche est déjà activement pratiquée – de nombreuses crypto-monnaies ont une étape PoW lorsqu’une monnaie est émise par le biais du minage classique et une étape PoS, qui lui succède.
Néanmoins, malgré le fait que les systèmes PoS seront toujours plus faciles à mettre en œuvre et généralement plus fiables en termes de sécurité, la plupart des crypto-monnaies sérieuses ne refuseront probablement pas d’utiliser également un système de preuve de travail.
Preuve d’enjeu déléguée (DPoS)
Le DPoS est l’une des modifications de l’algorithme de consensus par preuve d’enjeu, dans lequel les blocs sont signés par des représentants élus. Les propriétaires des soldes les plus importants choisissent leurs représentants, chacun d’entre eux recevant le droit de signer des blocs sur le réseau de la blockchain. Chaque représentant ayant obtenu un ou plusieurs pourcentages de l’ensemble des votes fait partie du conseil. Le représentant suivant est choisi (en cercle) parmi le “conseil d’administration” formé, qui signera le bloc suivant. Si, pour une raison quelconque, le représentant a manqué son tour de signature, il perd les votes délégués et quitte le “conseil d’administration”, après quoi le candidat suivant le plus apte est choisi à sa place. Les propriétaires des soldes qui délèguent leurs votes ne perdent en aucun cas le contrôle de ceux-ci.
Solana (SOL), TRON (TRX), EOS, Tezos (XTZ), Secret (SCRT), Terra (LUNA) et de nombreuses autres crypto-monnaies utilisent le mécanisme DPos.
Les principaux avantages de l’algorithme DPoS sont les suivants :
- Les détenteurs de soldes ont la possibilité de déléguer leurs votes (sans pour autant transférer le solde lui-même) ;
- Les détenteurs d’un solde ont la possibilité de tirer un revenu supplémentaire de leur participation ;
- Réduction des coûts de soutien du réseau de la blockchain. Contrairement à la PdS classique, la quantité de “travail inutile” est réduite lors du choix de l’électeur suivant.
Preuve d’enjeu louée (LPoS)
Comme son nom l’indique, LPoS est une autre modification de l’algorithme de preuve d’enjeu. Pour l’instant, il n’est pris en charge que par les plateformes NXT et Waves. Dans le cadre de cet algorithme, tout utilisateur peut transférer son solde pour le louer à des nœuds d’exploitation minière, et pour cela, les nœuds d’exploitation minière partagent une partie des bénéfices avec les utilisateurs. Cet algorithme de consensus vous permet donc de tirer des revenus des activités minières sans avoir recours à l’exploitation minière elle-même.
Résultat final
Bien que le PoS présente quelques inconvénients, ce mécanisme de consensus s’est avéré plus avancé que le PoW en termes d’efficacité énergétique et de simplicité d’exploitation. La façon dont le staking est organisé encourage les utilisateurs à détenir des pièces et à participer aux processus qui se déroulent sur la blockchain. Le PoS est sans aucun doute une excellente option pour les mineurs, et les développeurs de la blockchain affirment qu’il s’avère plus efficace pour la validation des transactions dans de nombreux cas.
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