Preuve de travail vs preuve de participation

Preuve de travail

La preuve de travail est l’algorithme utilisé pour sécuriser de nombreuses crypto-monnaies, notamment Bitcoin et Ethereum. Le concept a été proposé pour la première fois en 1993 comme moyen de lutter contre les spams, et il a été nommé « preuve de travail » en 1997. Satoshi Nakamoto l’a utilisé pour sécuriser la blockchain Bitcoin, la technique a été ignorée car le processus d’extraction de nouvelles pièces nécessite beaucoup de puissance de calcul. Mais il a modifié l’approche pour sécuriser la monnaie numérique et a lancé Bitcoin en 2009 avec l’idée d’une preuve de travail réutilisable (PoW) utilisant l’algorithme de hachage SHA-256.

Les transactions Bitcoin et autres crypto-monnaies sont traitées peer-to-peer de manière sécurisée grâce à la preuve de travail, ce qui évite d’avoir recours à un tiers de confiance.

Comment fonctionne PoW

La preuve de travail (PoW) est une technique de consensus décentralisée et utilise un «Exploitation minière » traiter. Dans l’extraction de crypto-monnaie, la preuve de travail est couramment utilisée pour valider les transactions et extraire de nouveaux jetons, ce qui oblige tous les participants (nœuds) à passer du temps à résoudre un puzzle mathématique inconnu afin de protéger le système contre les pirates. Les mineurs sont mis au défi de résoudre ce puzzle et ceux qui le résolvent en premier reçoivent les récompenses du mineur.

Mais la preuve de travail exige des quantités massives d’énergie, qui ne font qu’augmenter à mesure que de plus en plus de mineurs rejoignent le réseau. Jusqu’à présent, le total des mineurs de Bitcoin consomme à lui seul 204 TWh d’électricité comparable à la consommation électrique de la Thaïlande. Les personnes disposant d’un équipement meilleur et plus puissant obtiennent de plus grandes récompenses. PoW nécessite également de grandes quantités d’énergie de la part des mineurs pour encourager l’utilisation des pools miniers, ce qui rend la blockchain plus centralisée que décentralisée.

La preuve de travail nécessite qu’un ordinateur exécute des fonctions de hachage au hasard jusqu’à ce qu’il génère une sortie avec le nombre correct de zéros non significatifs. Ce bloc contiendra toujours 745 transactions ainsi que l’en-tête du bloc précédent. Le hachage généré serait méconnaissable si quelqu’un tentait de modifier le montant d’une transaction ne serait-ce que de 0,000001 bitcoin, et le réseau refuserait la tentative frauduleuse.

Étant donné que la modification de n’importe quelle partie de la blockchain nécessiterait de ré-exploiter tous les blocs suivants, la preuve de travail rend la double dépense extrêmement impossible. La raison pour laquelle le matériel et l’électricité nécessaires pour effectuer les fonctions de hachage sont trop chers, les utilisateurs sont incapables de contrôler la capacité de traitement du réseau.

Preuve de participation

La preuve de participation (POS) faisait partie d’un large éventail de mécanismes de consensus innovants développés comme alternative à la preuve de travail. En 2011, un utilisateur du forum Bitcointalk a proposé une technique nommée « proof-of-stake ». PoS utilise un processus de sélection dans lequel un nœud est choisi au hasard pour valider le bloc suivant. Le point fondamental est que permettre à tout le monde de rivaliser dans le secteur minier est une perte de temps.

Comment fonctionne PoS

La preuve de participation n’utilise pas de mineurs mais plutôt des « validateurs », et elle ne permet pas aux utilisateurs de « miner » des blocs au lieu de les « fabriquer » ou de les « forger ». Les validateurs valideront la transaction et l’ajouteront au bloc. Les validateurs ne sont pas choisis au hasard et les participants doivent investir un certain nombre de pièces dans le réseau pour devenir validateur. Cela tiendra compte d’un dépôt de garantie. La taille de la mise comprend l’efficacité d’un validateur sélectionné pour forger le bloc suivant.

PoS suit une corrélation linéaire, par exemple, si vous ajoutez 100 $ au réseau et qu’une autre personne dépose 1 000 $. L’autre personne a 10 % de chances supplémentaires d’être sélectionnée pour forger le bloc suivant. Cela peut ne pas sembler juste parce que cela favorise les riches, mais c’est en fait plus juste que la preuve de travail. Si un nœud est sélectionné pour valider le bloc suivant, les validateurs vérifieront que toutes les transactions qu’il contient sont valides. Le nœud signe le bloc et l’ajoute à la blockchain si tout est vérifié.

Les frais du validateur liés à chaque transaction sont fournis au nœud en guise de récompense. Si les validateurs autorisent les transactions frauduleuses, ils perdront une fraction de leur part car les enjeux sont plus importants que les frais de transaction, et ils finiront par perdre plus d’argent qu’ils n’en gagnent. Cela fonctionne comme une motivation financière tant que les enjeux sont plus importants que le total de tous les frais de transaction. Après un certain laps de temps, si un nœud cesse d’être un validateur, sa mise et tous les frais de transaction seront remboursés mais pas trop vite cela prend du temps.

PoS n’est pas non plus parfait, plus le nombre de jetons dans un portefeuille est élevé, plus il reçoit de puissance de minage. Bien que le PoS consomme considérablement moins de ressources, il présente plusieurs défauts, notamment un risque plus élevé d’attaque de 51 % dans des crypto-monnaies plus petites et des incitations à détenir des jetons plutôt que de les dépenser.

Avantages et inconvénients du PoW

La preuve de travail est une compétition dans laquelle les mineurs s’affrontent pour résoudre des défis cryptographiques et valider des transactions afin de gagner des récompenses en bloc. Pour vérifier les transactions, la preuve de travail nécessite une quantité massive d’énergie et un équipement minier coûteux.

De plus, le réseau est sécurisé car arnaquer la chaîne nécessiterait un opérateur hostile pour contrôler 51% de la puissance de traitement sur le réseau. Dans un système de preuve de travail, si une blockchain est divisée, les mineurs doivent choisir de prendre en charge le nouveau réseau de blockchain fork ou la blockchain d’origine. Dans un PoW de récompense, lorsqu’un mineur ajoute un bloc de données au réseau, il est généralement récompensé en crypto-monnaie.

PoW a le potentiel d’être très coûteux et inefficace en termes d’utilisation des ressources. Les mineurs doivent payer une gamme de coûts, y compris l’équipement le plus récent, qui s’épuise rapidement. L’exploitation minière génère beaucoup de chaleur et consomme beaucoup d’électricité. De plus, lorsque le réseau est saturé, les frais de transaction du système augmentent.

Avantages et inconvénients du point de vente

La preuve de participation utilise une sélection aléatoire de validateurs pour s’assurer que la transaction est légitime, les validateurs étant compensés par une crypto-monnaie en retour. Dans PoS Node, les opérateurs sont récompensés pour avoir soumis ou observé des blocs que la blockchain leur a attribués.

La méthode de preuve d’enjeu présente divers avantages par rapport à la preuve de travail, notamment une efficacité énergétique améliorée en raison de la faible consommation d’énergie des blocs miniers. De plus, la création de nouveaux blocs ne nécessite pas d’équipement de technologie à haute puissance, ce PoS augmente le nombre de nœuds dans le réseau.

Même si PoS n’est pas parfait pour devenir un validateur, le participant doit déposer un certain montant du jeton natif de la crypto-monnaie (Ex. dans Ethereum, les participants doivent déposer 32 ETH) qui est décidé par la taille du réseau. En théorie, les gens doivent être riches ou gagner suffisamment d’argent pour acheter une participation au réseau.

La présence d’un plus grand nombre de nœuds dans un réseau favorise le développement de normes de gouvernance qui repoussent davantage la centralisation. Ceci est rendu possible dans les systèmes PoS par un plus grand niveau d’indépendance de l’équipement. Par conséquent, la preuve de participation est souvent considérée comme la technique de consensus la moins susceptible d’entraîner une centralisation du réseau.

Pièces de preuve de travail

La majorité des crypto-monnaies utilisent la preuve de travail. Les crypto-monnaies les plus populaires qui utilisent PoW sont Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH), Litecoin (LTC) et Bitcoin Cash (BCH).

L’algorithme de preuve de travail de Bitcoin prévoit d’ajouter un nouveau bloc toutes les 10 minutes. Pour ce faire, il ajuste la difficulté d’extraction de Bitcoin en fonction de la vitesse à laquelle les mineurs ajoutent des blocs. Les calculs de hachage deviennent plus difficiles si l’extraction se fait trop rapidement. Ils deviennent plus faciles si la vitesse est trop lente.

Ethereum est la deuxième plus grande crypto-monnaie. Ethash est une technique de preuve de travail, qui oblige les mineurs à participer à une course d’audience pour déterminer le nonce d’un bloc. Seuls des blocs nonce valides peuvent être ajoutés à la chaîne. Ethereum a récemment entamé le long processus de transition vers Ethereum 2.0, une mise à niveau qui déplacera la crypto-monnaie vers la preuve de participation potentiellement plus verte.

Litecoin a été l’une des premières alternatives aux altcoins ou Bitcoin. Il a été lancé en 2011 et est basé sur la technologie Bitcoin, il offre des vitesses de transaction plus rapides.

Bitcoin Cash est un système de paiement électronique peer-to-peer qui entend devenir une monnaie mondiale fiable avec des paiements rapides, de faibles coûts de transaction et une énorme capacité de transaction (gros blocs). Les paiements Bitcoin Cash sont transmis directement d’une personne à une autre, de la même manière que l’argent réel, comme un billet d’un dollar, est remis à la personne payée.

Pièces de preuve de participation

« The Merge » (Ethereum 2.0), Cardano (ADA), Tezos (XTC) et d’autres crypto-monnaies suivent le mécanisme PoS.

La blockchain Ethereum a été mise à niveau vers Ethereum 2.0, souvent connue sous le nom de The Merge. La mise à niveau vise à améliorer la vitesse, l’efficacité et l’évolutivité du réseau Ethereum afin qu’il puisse gérer plus de transactions et réduire les obstacles.

Cardano est une plate-forme blockchain de preuve de participation qui vise à encourager les « changemakers, les innovateurs et les rêveurs » à créer un bon changement global.

Tezos a l’intention de fournir une infrastructure plus avancée, ce qui signifie qu’elle peut évoluer et s’améliorer au fil du temps sans risque de hard fork. Depuis leur création, Bitcoin et Ethereum ont souffert après leur lancement.