Découvrez les algorithmes de consensus blockchain les plus populaires

Les algorithmes de consensus sont l’élément clé qui permet à une blockchain de fonctionner. Il s’agit d’une série de mécanismes destinés à assurer le fonctionnement de la blockchain, permettant aux nœuds, aux validateurs ou aux participants de s’accorder sur l’état général du réseau et de ses transactions. Dans cet article, nous vous expliquons pourquoi les algorithmes de consensus sont essentiels pour une blockchain et lesquels sont les plus populaires.

QUE SIGNIFIE L'ÉVOLUTIVITÉ DE LA BLOCKCHAIN ?

Les algorithmes de consensus de la blockchain sont un ensemble de règles et de paramètres créés pour garantir l'état du réseau de manière convenue et distribuée entre ses nœuds, qui sont responsables de la validation, de la sécurisation et de l'enregistrement des transactions de la blockchain.

Ces mécanismes permettent à l’ensemble de l’enregistrement de la blockchain de rester inchangé, garantissant ainsi aux nœuds un moyen de parvenir à un accord sur l’état de la blockchain. L'état de la blockchain fait référence à tous les enregistrements, à l'historique et aux informations du réseau, y compris les soldes des comptes, les transactions, les enregistrements de blocs et les contrats intelligents. À mesure que de nouveaux blocs sont ajoutés au réseau, l'état de la blockchain est mis à jour.

L’objectif des algorithmes de consensus est de créer un ensemble de règles, d’incitations et de réglementations qui garantissent le fonctionnement du réseau, facilitent la résolution des problèmes et le protègent contre les doubles dépenses, la contrefaçon, la tricherie et d’autres activités malveillantes.

De cette manière, ils apportent des avantages opérationnels à une blockchain en termes de décentralisation, de transparence, d’intégrité et de sécurité, qui sont des caractéristiques clés pour le fonctionnement et l’utilité d’une blockchain.

QUE SONT LES NŒUDS ET LEUR RÔLE CLÉ DANS LA TECHNOLOGIE BLOCKCHAIN

Principaux algorithmes de consensus

Chaque algorithme est conçu pour maintenir une blockchain opérationnelle et les nœuds s'accordent sur leur état d'une manière particulière et efficace. Par conséquent, sa conception varie en fonction du type de blockchain. En général, son fonctionnement se concentre sur les nœuds qui conservent un enregistrement décentralisé du réseau, permettant ainsi de contrôler et de vérifier les transactions réseau contre toute erreur ou tentative de manipulation de l'historique.

Il est important de noter qu'au fil des années et de l'évolution des blockchains, les algorithmes de consensus blockchain changent de conception. Cela a donné naissance à des mécanismes hybrides qui combinent différents algorithmes ou idées qui leur sont liées pour créer un consensus pour le réseau. Voyons quels sont les algorithmes de consensus les plus populaires dans l’écosystème blockchain.

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Preuve de travail (PoW)

L'un des principaux algorithmes de consensus est l'algorithme de preuve de travail. Sa popularité est due au fait qu'il s'agit du consensus qui alimente la blockchain Bitcoin, créée par Satoshi Nakamoto. En ce sens, avec le mécanisme de preuve de travail, les nœuds, appelés « mineurs », rivalisent pour résoudre un problème mathématique complexe en utilisant de l'énergie et des ressources de calcul.

Ce processus, appelé « minage », valide les transactions et crée de nouveaux blocs sur le réseau, récompensant la solution par des récompenses en cryptomonnaie. Étant donné que la complexité et le coût de la modification ou de l’attaque du réseau sont trop élevés pour être tentés, l’algorithme de consensus Proof of Work est reconnu comme l’un des plus sûrs, décentralisés et résistants à toute manipulation.

Ce mécanisme de consensus suscite des débats constants sur sa consommation énergétique, en raison de la puissance de calcul importante requise par les nœuds pour sécuriser le réseau. Alors que les détracteurs critiquent son impact sur l'environnement, les défenseurs soulignent que ce besoin est justifié pour fournir un système décentralisé et robuste.

Outre Bitcoin, d'autres exemples de réseaux PoW incluent : Dogecoin, Litecoin, Kaspa et Monero.

COMMENT FONCTIONNE L'ALGORITHME DE PREUVE DE TRAVAIL DANS LA BLOCKCHAIN

Preuve d'enjeu (PoS)

Un autre algorithme de consensus blockchain populaire est le Proof of Stake. Ce mécanisme est conçu pour que les nœuds, dans ce cas appelés validateurs, participent à la vérification et à la validation des transactions du réseau en verrouillant la valeur au sein du réseau.

Pour devenir validateur, les participants doivent déposer une certaine quantité de cryptomonnaie native de la blockchain. Plus un validateur détient de cryptomonnaie et est prêt à en bloquer, plus il a de chances d'être sélectionné pour valider un nouveau bloc de transactions. En conséquence, le validateur reçoit des récompenses associées à la création d'un nouveau bloc et des frais de transaction associés à l'utilisation du réseau.

Essentiellement, ce processus de dépôt de cryptomonnaie pour participer à la validation et recevoir des récompenses est connu sous le nom de « staking ». Si un validateur tente d'agir de manière malveillante, il peut perdre son dépôt, un modèle qui agit comme un puissant moyen de dissuasion contre les comportements frauduleux.

L'algorithme de consensus Proof of Stake est populaire pour son efficacité par rapport au PoW car il ne nécessite pas une charge de calcul et d'énergie élevée. Actuellement, certains exemples de réseaux PoS incluent des réseaux majeurs tels qu'Ethereum -après la fusion en 2020-Cardano, Polygon, BNB Smart Chain, Avalanche, entre autres.

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Test d'Histoire (PoH)

La preuve de l'histoire est un mécanisme de consensus proposé par Anatoly Yakovenko, fondateur de Solana, et intégré à la blockchain. Il se distingue comme un algorithme de consensus blockchain flexible, car contrairement à tout autre, il peut être intégré de manière complémentaire avec des consensus tels que PoW et PoS.

Essentiellement, l'algorithme Proof of History introduit des « horodatages » dans chaque bloc qui servent à organiser et vérifier les transactions du réseau, grâce à une fonction de délai vérifiable (VDF). Ce système permet au réseau d'avancer sans qu'il soit nécessaire d'obtenir un accord conjoint entre tous les nœuds, créant ainsi un modèle plus efficace et plus rapide pour le traitement des transactions.

La flexibilité de PoH, représentée dans le modèle Solana, complète ces horodatages en traitant les transactions à l'aide d'un système de validation basé sur PoS appelé Tower BFT. De cette façon, les validateurs du réseau doivent déposer des jetons SOL pour participer à la vérification des transactions.

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Preuve d'enjeu déléguée (dPoS)

Dans les réseaux de preuve d'enjeu déléguée, les détenteurs de jetons élisent un petit groupe de validateurs, ou délégués, qui seront chargés de sécuriser le réseau et de traiter les transactions. Ce processus de sélection est orchestré par un vote, où les détenteurs utilisent leurs jetons pour confier la sécurité du réseau à des représentants réputés ou expérimentés.

De même, en cas de violation ou d'éventualité, les délégués peuvent être remplacés par vote. Bien que la réduction du nombre de validateurs améliore la mise à l'échelle transactionnelle des blockchains avec ce consensus, elle crée également des risques tels que la centralisation du réseau ou la vulnérabilité aux attaques.

Voici quelques exemples de réseaux blockchain qui utilisent la preuve d'enjeu déléguée ::Tron, Tezos, The Open Network (TON) et Sui.

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Preuve d'autorisation (PoA)

L'algorithme de preuve d'autorité se caractérise par la sélection d'un groupe de validateurs reconnus publiquement, chargés de créer de nouveaux blocs et de valider les transactions sur le réseau. Ces validateurs sont sélectionnés en fonction de leur crédibilité et de leur réputation, ils n'ont donc pas besoin d'une certaine quantité de cryptomonnaie pour participer.

Le nombre de validateurs étant limité et connu, le processus de consensus est réalisé rapidement et efficacement, ce qui permet un débit élevé en termes de transactions par seconde. De même, la reconnaissance des validateurs au niveau public élimine le risque de toute attaque malveillante. Cependant, la centralisation constitue un problème pour ce consensus.

L'un des exemples les plus populaires de blockchain PoA est VeChain, où il existe un consensus hybride combinant les pouvoirs de la preuve d'enjeu et de la preuve d'autorité, appelé Proof of Stake Authority (PoSA). Un exemple d'utilisation de l'algorithme de consensus PoSA est le réseau Chiliz Chain.