Minage : Proof Of Work (POW)/Preuve De Travail, moteur de calcul des crypto-monnaies

Minage : Proof Of Work (POW)/Preuve De Travail, moteur de calcul des crypto-monnaies

Minage
13 juillet 2018 par Xavier

Le monde de la Blockchain est  un univers informatique très complexe. Liées par des nœuds, les données des utilisateurs utilisent le réseau pour effectuer des transactions mais avant, il faudra effectuer des opérations algorithmiques afin de faire preuve de confiance. C’est à partir de là qu’intervient le minage, un processus informatique qui met en œuvre un modèle de calcul de cryptage effectué par des concurrents contre une rémunération en jetons (en crypto-monnaie).

Cette concurrence, permet au réseau d’évoluer économiquement et de se protéger de multiples piratages du fait qu’une course aux performances est mise en jeu, et qu’aucune autre alternative n’est possible pour avoir des récompenses. Il existe deux grandes catégories de minage dont la POS ou Proof Of Stake (preuve d’enjeu) et la POW ou Proof Of Work (preuve de travail). Cette dernière est utilisée par le réseau Bitcoin. Voyons cela de plus près.

Définition d’un POW

La preuve de travail est un concept informatique indépendant de la crypto-monnaie. On l’a découvert dans les années 90 après les travaux de recherche de Cynthia Dwork (université d’Harvard) et de Moni Naor (institut Weizmann). L’objectif de la preuve du travail est de prouver la légitimité d’une chaîne de calcul informatique dans un réseau. C’est la concurrence de plusieurs calculs et de traitement suivant la requête du demandeur, et qui travaillent par asymétrie pour trouver la formule de preuve adéquate par un processus algorithmique (dit simplement  : tester diverses combinaisons) pour la remettre sous un langage facile à lire par les tiers.

Dit autrement : la preuve de travail (POW) c’est faire des calculs compliqués qui seront ensuite vérifiables de façon simple.

POW et Crypto-monnaie

La Blockchain figure parmi les plateformes les plus sollicitées du 21ème siècle grâce à la sortie du Bitcoin. Puisque le réseau fonctionne à partir d’un mécanisme processuel qui transforme les données en code, l’usage de la POW s’avère essentiel pour y parvenir, dans le sens où les blocs sont validés et vérifiés par l’ensemble des utilisateurs.

Dans une large mesure, la preuve de travail est utilisée pour valider un bloc dans une Blockchain (par les nœuds). En français : la preuve de travail valide les blocs de la chaîne de blocs. Cette validation est le moteur de récompense des transactions. Il faut la protéger, par conséquent si la validation ne requiert pas de preuve, alors le risque de création de fausses transactions et de faux blocs est très élevé. La confiance de l’écosystème s’obtient donc par l’application de cette procédure qui est très complexe à réaliser mais facile à lire pour l’ensemble.

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Comment ça marche ?

Proof of work, schémaLa proof of work est une course, où tous les utilisateurs peuvent participer à partir d’une machine de calcul, un ordinateur par exemple. Celui qui trouvera la formule de vérification du calcul de la transaction gagnera la récompense. Cependant, il existe un nombre immense de combinaisons à tester avant d’arriver à ce résultat nécessitant une puissance élevée.

Dans le temps où le Bitcoin (au sens de plateforme) n’était qu’une plateforme naissante, on pouvait facilement miner ses jetons (la crypto-monnaie « bitcoin ») puisque la concurrence en terme de puissance de calcul et de temps de transaction était relativement faible. Aujourd’hui ce n’est plus le cas, car le BTC est devenu très cher (à près de 20 000 dollars) et que donc d’innombrables mineurs s’agitent autour de la validation de ses blocs..

Techniquement, le minage en preuve de travail s’effectue par hachage. En informatique, on retrouve ce système pour transformer des données en formules (que ce soit une image, un texte ou autre type de fichier). A titre d’exemple, un hachage de 256 bits pour coder un texte de 10 mots équivaut à plus de 30 000 tentatives calculées par le processeur. Une fois converti, il est pratiquement impossible de le lire à l’envers, ce qui offre une sécurité maximale pour les transactions de données. La majorité des plateformes qui utilisent ce système recourent au SHA-256 qui limite les risques de piratage.

Celui ou ceux (lorsqu’il s’agit d’un groupe de mineurs) qui trouvent la formule l’envoie directement au réseau de la Blockchain à titre de preuve et pour être attaché à la validation et la création du bloc (que le demandeur utilise comme une facture). Par ailleurs, de nouvelles monnaies seront créées et attribuées à ces gagnants. Autrement dit, la POW est un environnement capitaliste qui avantage les grosses puissances de calculs dans un écosystème ouvert à tout le monde, c’est une caractéristique qui lèse les petits nouveaux ou les moins riches en ressources dans le cadre d’une exploitation économique décentralisée.

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Les inconvénients de la POW

Étant le premier consensus et protocole de minage du monde (avec le Bitcoin), on s’attendait évidemment à lui trouver des défauts au fil du temps. Le premier constat qu’on peut faire, c’est que le minage par Preuve de travail est très énergivore. Puisque l’utilisation des matériels informatiques de très haute capacité est dorénavant obligatoire pour gagner la course au minage, la demande en électricité est exorbitante. Il existe actuellement ce qu’on appelle les fermes de minage, qui sont de véritables industries qui n’aspirent pas ou peu à la protection de l’environnement même si des fermes de minages écologiques existent.

proof of work, proof of stake

Ensuite, il y a le problème de l’attaque 51 %. Ce chiffre signifie le contrôle par une personne, une entité détenant  plus de 51% des ressources de minage, qui pourrait complètement le « chemin » de la Blockchain, et dans un autre contexte ouvrir des brèches pour le piratage des données. Mais cela est une autre histoire 😉

Enfin, la preuve de travail n’est efficace que dans un environnement de concurrence physique. Un altcoin qui n’a pas la notoriété suffisante (pas assez célèbre) peut perdre toute sa valeur lorsque les mineurs décident de partir sur une autre Blockchain.

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