Article écrit par Chanelle
17 Oct 2022 @ 10:02am
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Le Proof of Work (ou preuve de travail en français) est un mécanisme de sécurisation des blockchains. Il est au cœur de la validation de transactions sur plusieurs blockchains dont Bitcoin, Zcash, Monero ou encore le fameux Dogecoin.

Le Proof of Work est souvent présenté dans les médias comme un désastre écologique. Greenpeace a récemment investi 1 million de dollars pour obtenir son interdiction. Pourtant, pour les défenseurs du bitcoin, il s’agit d’une activité indispensable à la transition énergétique. Qu’en est-il en réalité ? Nos experts se sont penchés sur le sujet.

SOMMAIRE

Quel est l’intérêt du Proof of Work ?

Le Proof of Work (PoW) assure la sécurité d’une blockchain ainsi que la validation des transactions. Dans un système monétaire décentralisé, la prévention de la double dépense est indispensable. Pour maintenir  la confiance des utilisateurs, aucune transaction ne doit être falsifiée.

En effet, sans la résolution du problème de la double dépense par la preuve de travail, le bitcoin serait l’équivalent d’un fichier (une photo par exemple) que n’importe qui peut copier à des milliers de personnes. Sa valeur ne ferait aucun sens. Tout le monde pourrait en dépenser de façon illimitée.

Le Proof of Work donne la possibilité à chaque utilisateur de mettre un ou plusieurs ordinateurs au service d’une blockchain. Ce dernier participe à la résolution des calculs informatiques complexes afin de vérifier que les transactions sont fiables.

L’ordinateur qui trouve la solution valide un bloc (contenant des transactions) et fournit à ses pairs une preuve du travail. Celle-ci est ensuite vérifiée par l’ensemble de participants, qui confirment sa fiabilité et gravent les résultats dans un registre distribué, la blockchain, impossible à falsifier.

Pour le bitcoin, ce processus se répète chaque dix minutes environ. Il est également  au cœur de sa création monétaire. Après la validation de chaque bloc, l’ordinateur qui trouve la solution empoche des nouveaux bitcoins fraîchement créés ainsi que les frais de transaction payés par les utilisateurs.

Vous l’aurez compris, grâce au proof of work, le bitcoin peut être assimilé à une transformation d’énergie en objet numérique non duplicable. C’est de cette manière qu’il empêche la double dépense. Comme vous allez le voir ci-dessous, le Proof of Work n’a pas été inventé avec l’apparition du bitcoin. Son fonctionnement a été pensé et mis en production avant l’an 2000.

Comment fonctionne le Proof of Work ?

La première utilisation de la preuve de travail remonte bien avant la création du bitcoin par Satoshi Nakamoto. En effet, en 1997, c’est un citoyen Britannique du nom d’Adam Back qui a inventé la Preuve de travail via le lancement de Hashcash, un système de lutte anti-spam utilisant la fonction de hachage SHA-256 (Secure Hashing Algorithm 256).

La fonction SHA-256 est utilisée dans le calcul de la preuve de travail du bitcoin. Satoshi Nakamoto, le mystérieux inventeur du bitcoin avait lui-même cité l’utilité des travaux d’Adam Back dans le livre blanc du bitcoin publié le 31 Octobre 2008.

Hashcash permettait de lutter contre les spams grâce au SHA-256. Il permet de prendre un fichier d’une taille donnée, fournie en entrée, et le convertir en une chaîne de caractère de taille fixe (256 bits ou 64 caractères).

proof of work

Le résultat obtenu est une empreinte numérique appelée hash. Lors du transfert d’une donnée, le calcul de son hash permet de vérifier que ladite donnée n’a pas été falsifiée.

Une fonction de hachage est en sens unique. C’est-à-dire, il est impossible de reconstituer une donnée à partir de son empreinte numérique (son hash). Par exemple, en calculant l’empreinte numérique du mot Droit du net, nous obtenons le hash suivant : “ff97aafe93ffc41a70e082922fdc4083d9fb5a43dd4d6e1c3edc8f7b0e1b261d”.

A partir de ce dernier, il n’est pas possible de remonter à la donnée d’origine. Cependant, tout le monde peut facilement vérifier, sans répéter le calcul, que cette suite de caractères correspond bel et bien à l’empreinte numérique du mot “Droit du net”.

Le calcul effectué par les mineurs de cryptomonnaies consiste à trouver le hash du bloc suivant après la vérification du hash du bloc précédent. De cette manière, ils s’assurent que les bitcoins déplacés d’un point A à un point B n’ont fait l’objet d’aucune falsification.

En plus du Bitcoin, de nombreuses cryptomonnaies dont Monero, Ethereum classic , Litecoin, DASH, Zcash, Dogecoin ou encore FLUX utilisent la preuve de travail.

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Qu’est ce que le mining ?

Comme expliqué plus haut, un système de monnaie décentralisée a besoin d’un mécanisme permettant de s’assurer de la fiabilité des transactions. C’est là qu’intervient le Proof of Work, un procédé de calcul informatique permettant de sécuriser la blockchain tout en assurant la création monétaire du réseau.

L’action de participer à la résolution de ces calculs s’appelle le mining ou minage en français. Ce terme fait référence au fait que de la même façon que les chercheurs d’or fournissent un travail physique pour en trouver, la ruée vers les cryptomonnaies à l’instar du bitcoin nécessite la résolution d’un travail mathématique qui consomme une quantité importante d’énergie.

bitcoin miner

Pour devenir mineur de crypto monnaie, il faut se procurer du matériel informatique de pointe. C’est généralement des ASICS (Application Specific Integrated Circuit) ou des cartes graphiques. Le terme “mineurs” désigne les particuliers ou les sociétés impliqués dans le mining de cryptomonnaies.

Pour rentabiliser leur travail, les mineurs se rémunèrent par les frais de transactions ainsi qu’une quantité de cryptomonnaies nouvellement créées.  Chaque bloc validé correspond à une récompense versée aux mineurs.

Pour le bitcoin par exemple, 6.25 BTC sont distribués aux mineurs chaque dix minutes environ. Chaque participant au minage reçoit une part proportionnelle à la puissance de calcul apportée au réseau. Pour augmenter la chance de trouver un bloc, les mineurs se regroupent en coopératives appelées Pool de minage.

En résumé, le mining est une activité à la fois technique et économique. Les mineurs sont des acteurs qui, en échange de la puissance de calcul, tirent leur revenus des frais de transactions ainsi que de la création monétaire des cryptos.

Proof of Work et Sécurité

La sécurité des crypto monnaies utilisant le Proof of Work est garantie par la cryptographie. Toutes les transactions sont enregistrées et sécurisées par le chiffrement asymétrique dans un registre dont la copie est distribuée à des milliers d’ordinateurs (les noeuds du réseau) dispersés à travers le monde.

Ainsi, n’importe qui dans le monde peut vérifier que les transactions sont conformes aux règles préétablies. Chaque bloc contient le hash (empreinte numérique) du bloc précédent, ce qui renforce davantage la vérification de la fiabilité du registre.

Pour le pirater, l’attaquant est obligé de refaire le calcul d’au moins deux blocs précédents. Une telle opération nécessite une puissance informatique énorme et de facto une logistique et un coût énergétique monstrueux.

Si un nœud malveillant tente de compromettre la blockchain, ses pairs le constatent immédiatement et ont le temps nécessaire pour organiser une contre-attaque. Ils peuvent rejeter le bloc incorrect. En revanche, si un mineur ou un pool de minage arrive à regrouper 51% de la puissance de minage, il peut en théorie, effectuer une double dépense.

Toutefois, prendre le contrôle du réseau, même pour un pool de minage est extrêmement coûteux, surtout pour une cryptomonnaie sécurisée par une puissance de calcul assez élevée. Mais aussi, l’intérêt pour un hacker de s’adonner à une telle attaque est financièrement nul. Compromettre durablement une cryptomonnaie peut mener à l’effondrement de son prix.

Les limites du Proof of Work

Le Proof of Work a fait ses preuves depuis la création du bitcoin. Cependant, il ne manque pas de limites. Au lancement du bitcoin, il était facile pour un particulier de miner via un simple ordinateur.

Avec le temps, de plus en plus de mineurs sont apparus sur le réseau, augmentant ainsi la difficulté de calcul. Un ordinateur personnel ne peut plus valider un bloc. Le mining s’est industrialisé petit à petit.

Dans ces conditions, il s’est créé une course infernale au matériel le plus performant. C’est pourquoi, pour être rentables, les mineurs sont obligés de mutualiser leurs efforts au sein des pools de minage. Ces derniers se comptent sur les doigts d’une main, un point négatif pour la décentralisation des blockchains.

Ethereum Classic et Bitcoin Gold en ont payé le prix. Entre 2018 et 2020, les deux réseaux ont subi des attaques 51% à plusieurs reprises. Le bitcoin n’est pas à l’abri d’un tel scénario d’autant plus que près de 40% de sa puissance de calcul est localisée aux Etats-Unis.

Le second inconvénient de la preuve de travail c’est son coût environnemental. L’activité exige une énorme consommation d’énergie ainsi qu’une production de déchets électroniques non négligeable. Selon une étude de l’université de Cambridge, le mining du bitcoin consomme autant d’énergie qu’un pays comme l’Argentine.

En outre, plusieurs rapports dont celui du Bitcoin Mining Council indiquent que le minage du bitcoin utilise 59,5% d’énergies renouvelables. C’est qui en fait l’une des rares industries avec un mix énergétique équilibré.

Les limites susmentionnées poussent certains protocoles à changer de méthode de consensus. Le dernier en date : Ethereum qui, après mis à jour The Merge, est passé au Proof of Stake jugé moins énergivore.

Où acheter des cryptomonnaies utilisant ce consensus ?

Pour se procurer des cryptomonnaies utilisant la preuve de travail, il faut passer par des courtiers fiables. Pour aider nos lecteurs à faire le bon choix, nous en avons testé plusieurs. Voici les plateformes que nous recommandons : XTB, eToro et Binance

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