Preuve de travail (PoW) et preuve d'enjeu (PoS)
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Preuve de travail (PoW) et preuve d'enjeu (PoS)

Preuve de travail (PoW) et preuve d'enjeu (PoS)

Intermédiaire
Publié le Dec 12, 2018Mis à jour le Aug 17, 2023
9m

Résumé

La preuve de travail (PoW) et la preuve d'enjeu (PoS) sont les mécanismes de consensus les plus courants. Ils sont adoptés par les principales cryptomonnaies pour sécuriser leur réseau.

La preuve de travail est utilisĂ©e par Bitcoin pour valider les transactions et sĂ©curiser le rĂ©seau. L'une des fonctions de la PoW est d'empĂȘcher la double dĂ©pense. La blockchain est sĂ©curisĂ©e par des participants appelĂ©s mineurs, qui utilisent leur puissance de calcul pour se disputer le droit de confirmer les nouveaux blocs et de mettre Ă  jour la blockchain. Un mineur qui valide un bloc sera rĂ©compensĂ© en BTC par le rĂ©seau. Depuis dĂ©cembre 2021, un mineur peut obtenir une rĂ©compense de bloc de 6,25 BTC plus les frais de transaction en minant avec succĂšs un bloc Bitcoin.

La principale diffĂ©rence entre la PoW et la PoS est la façon dont ils dĂ©terminent qui peut valider un bloc de transactions. La preuve d'enjeu est l'alternative la plus populaire Ă  la preuve de travail. Il s'agit d'un mĂ©canisme consensus qui vise Ă  amĂ©liorer certaines limites de la PoW, telles que les problĂšmes de scalabilitĂ© et la consommation d'Ă©nergie. Dans le cadre de la PoS, les participants sont appelĂ©s des validateurs. Ils n'ont pas besoin d'utiliser du matĂ©riel puissant pour participer Ă  la chance de valider un bloc. Au lieu de cela, ils doivent mettre en jeu (verrouiller) la cryptomonnaie native de la blockchain. Le rĂ©seau sĂ©lectionne ensuite un gagnant en fonction du montant de crypto mis en jeu, qui sera rĂ©compensĂ© par une proportion des frais de transaction du bloc qu'il valide. Plus le montant stakĂ© est Ă©levĂ©, plus les chances d'ĂȘtre choisi comme validateur sont grandes.


Introduction

Pour s'assurer que les transactions enregistrées sur une blockchain sont valides, ces réseaux adoptent différents mécanismes de consensus. La preuve de travail (PoW) est le plus ancien. Créé par Satoshi Nakamoto, il est considéré par beaucoup comme l'une des solutions les plus sûres. La preuve d'enjeu (PoS) a été créée plus tard, mais elle est maintenant utilisée dans la plupart des projets d'altcoin.

Outre le Bitcoin, la PoW est également utilisée dans d'autres cryptomonnaies majeures comme Ethereum (ETH) et Litecoin (LTC). La PoS est utilisée par Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) et d'autres altcoins. Il est important de noter que Ethereum prévoit de passer de la PoW à la PoS en 2022.


Qu'est-ce que la preuve de travail (PoW) et comment fonctionne-t-elle ?

La preuve de travail (PoW) est l'algorithme de consensus adoptĂ© par le rĂ©seau Bitcoin et de nombreuses autres cryptomonnaies pour empĂȘcher les double dĂ©penses. Elle a Ă©tĂ© introduite par Satoshi Nakamoto dans le livre blanc Bitcoin, publiĂ© en 2008.

En substance, la PoW détermine la façon dont la blockchain Bitcoin atteint un consensus distribué. Elle est utilisée pour valider les transactions de pair à pair de maniÚre transparente, sans avoir recours à des intermédiaires tiers.

Sur un rĂ©seau PoW comme celui de Bitcoin, les transactions sont vĂ©rifiĂ©es par des mineurs. Il s'agit de participants qui utilisent une grande quantitĂ© de ressources pour s'assurer que le rĂ©seau continue Ă  fonctionner correctement et en toute sĂ©curitĂ©. Parmi d'autres tĂąches, les mineurs crĂ©ent et valident des blocs de transactions. Mais afin de rivaliser pour le droit de valider le prochain bloc, ils doivent utiliser du matĂ©riel de minage hautement spĂ©cialisĂ© pour rĂ©soudre des casse-tĂȘtes mathĂ©matiques complexes.
Le premier mineur qui parvient à trouver une solution valide à ces problÚmes mathématiques gagne le droit d'ajouter son bloc à la blockchain et de recevoir ce que nous appelons une récompense de bloc. Les récompenses de bloc sont constituées de cryptomonnaies récemment générées plus les frais de transaction. La quantité de crypto dans un bloc de récompense varie selon les différents réseaux. Par exemple, sur la blockchain Bitcoin, un mineur qui trouve un bloc peut obtenir 6,25 BTC plus les frais en guise de récompense de bloc (en décembre 2021). Cependant, le nombre de nouveaux BTC générés par bloc est réduit de 50 % tous les 210 000 blocs (environ tous les quatre ans) en raison d'un mécanisme connu sous le nom de halving.
Si vous souhaitez en savoir plus sur le modĂšle de preuve de travail, consultez l'article Qu'est-ce que la preuve de travail (PoW) ?.


Qu'est-ce que la preuve d'enjeu (PoS) et comment fonctionne-t-elle ?

La preuve d'enjeu (PoS) est un algorithme de consensus introduit en 2011 comme une alternative à la preuve de travail. Elle vise à surmonter les limites de scalabilité des réseaux PoW. La PoS est le deuxiÚme algorithme le plus populaire adopté par des cryptomonnaies comme Binance Coin (BNB), Solana (SOL) et Cardano (ADA).

Alors que la PoW et la PoS partagent le mĂȘme objectif d'atteindre un consensus sur la blockchain, la PoS a une maniĂšre diffĂ©rente de dĂ©terminer qui valide un bloc de transactions. Il n'y a pas de mineurs sur les blockchains PoS. PlutĂŽt que de s'appuyer sur des ordinateurs puissants pour se disputer les droits de validation des blocs, les validateurs de PoS s'appuient sur leurs avoirs en cryptomonnaies.

Pour pouvoir valider un bloc, les participants doivent verrouiller une certaine quantitĂ© de fonds dans un smart contract spĂ©cifique sur la blockchain. Ce processus est connu sous le nom de staking. Le protocole PoS assignera ensuite un participant pour valider le bloc suivant. Selon le rĂ©seau, cette sĂ©lection peut ĂȘtre effectuĂ©e alĂ©atoirement ou en fonction de leurs fonds (enjeu). Le validateur sĂ©lectionnĂ© peut recevoir des frais de transaction du bloc qu'il a validĂ© en guise de rĂ©compense. En gĂ©nĂ©ral, plus ils stakent de piĂšces, plus ils ont de chances d'ĂȘtre sĂ©lectionnĂ©s.
Veuillez vous reporter à La preuve d'enjeu (PoS) expliquée pour plus de détails.


Différences entre la preuve de travail et la preuve d'enjeu

Bien qu'il s'agisse de deux mécanismes de consensus qui garantissent la sécurité du réseau blockchain, il existe certaines différences entre les deux. La principale différence est, bien sûr, la façon dont la PoW et la PoS déterminent quel participant valide les nouvelles transactions. Pour une meilleure compréhension, examinons le tableau ci-dessous :


Preuve de travail (PoW)

Preuve d'enjeu (PoS)

Qui peut miner/valider des blocs ?

Plus la puissance de calcul est élevée, plus la probabilité de miner un bloc est élevée.

Plus vous stakez de fonds, plus vous avez de chances de valider un nouveau bloc

Comment un bloc est-il miné/validé ?

Les esprits rivalisent pour rĂ©soudre des casse-tĂȘtes mathĂ©matiques complexes Ă  l'aide de leurs ressources de calcul.

En général, l'algorithme détermine le vainqueur de maniÚre aléatoire, en tenant compte du nombre de fonds stakés.

Équipement de minage

Matériel de minage professionnel, comme les ASIC, CPU et GPU

Tout ordinateur ou appareil mobile avec une connexion Ă  Internet

Comment les récompenses sont-elles distribuées ?

La premiÚre personne à miner le bloc reçoit une récompense pour le bloc.

Les validateurs peuvent recevoir une part des frais de transaction du bloc qu'ils ont validé.

Comment le réseau est-il sécurisé ?

Plus le taux de hachage est important, plus le réseau est sécurisé.

Le staking verrouille la cryptomonnaie sur la blockchain pour sécuriser le réseau.


La preuve d'enjeu est-elle meilleure que la preuve de travail ?

Les partisans de la preuve d'enjeu affirment que la PoS présente certains avantages par rapport à la PoW, en particulier en ce qui concerne la scalabilité et la vitesse des transactions. On dit également que les monnaies PoS sont moins nuisibles à l'environnement par rapport à celles utilisant la PoW. En revanche, de nombreux partisans de la PoW affirment que la PoS, en tant que technologie plus récente, doit encore prouver son potentiel en termes de sécurité des réseaux. Le fait que les réseaux PoW requiÚrent des quantités importantes de ressources (matériel de minage, électricité, etc.) les rend plus coûteux à attaquer. C'est particuliÚrement vrai pour Bitcoin, car il s'agit de la plus grande blockchain PoW.

Comme nous l'avons mentionnĂ©, Ethereum (ETH) devrait passer de la PoW Ă  la PoS par la mise Ă  jour Ethereum 2.0. ETH 2.0 est une mise Ă  niveau du rĂ©seau Ethereum, attendue depuis longtemps, qui vise Ă  amĂ©liorer ses performances et Ă  rĂ©soudre son problĂšme de scalabilitĂ©. AprĂšs la mise en Ɠuvre de la PoS sur Ethereum, toute personne possĂ©dant au moins 32 ETH pourra participer au staking pour devenir un validateur et recevoir des rĂ©compenses.

La PoS est-elle meilleure que la PoW ? Pourquoi la deuxiÚme plus grande cryptomonnaie en matiÚre de capitalisation change-t-elle de mécanisme de consensus ?


Risque de centralisation

Sur les blockchains Ă  preuve de travail, le minage implique d'utiliser la puissance de calcul pour hacher les donnĂ©es du bloc jusqu'Ă  ce qu'une solution valide soit trouvĂ©e. Pour les principales cryptomonnaies d'aujourd'hui, les solutions sont de plus en plus difficiles Ă  trouver et deviner d'Ă©normes quantitĂ©s de hachages peut ĂȘtre coĂ»teux en termes de matĂ©riel et d'Ă©nergie.

Par conséquent, certains mineurs préfÚrent unifier leurs ressources de calcul dans des pools de minage pour avoir une plus grande chance d'obtenir des récompenses de bloc. Certains grands pools miniers investissent des millions de dollars et contrÎlent des milliers de mineurs ASIC pour générer la plus importante puissance de hachage possible.

En dĂ©cembre 2021, les quatre principaux pools de minage contrĂŽlaient ensemble environ 50 % de la puissance de hachage totale du Bitcoin. La domination des pools de minage rend plus difficile pour les passionnĂ©s de cryptomonnaies de miner un bloc par eux-mĂȘmes.

Mais Ă  quel point le minage est-il dĂ©centralisĂ© ? D'un cĂŽtĂ©, il n'y a toujours aucune entitĂ© unique capable de contrĂŽler les confirmations sur le rĂ©seau. Si cela se produisait, une attaque de 51 % serait possible et le rĂ©seau perdrait sa valeur. Certains affirment que mĂȘme si le minage est toujours dĂ©centralisĂ©, il n'est plus fortement dĂ©centralisĂ©. Certaines rĂ©gions, certains producteurs de mineurs et certains producteurs d'Ă©nergie dominent toujours le minage et rĂ©duisent la dĂ©centralisation globale des blockchains Ă  preuve de travail.

Le mécanisme de consensus de la preuve d'enjeu adopte une approche différente et remplace la puissance de minage par le staking. Ce mécanisme réduit les barriÚres à l'entrée pour qu'une personne confirme les transactions, réduisant ainsi l'accent mis sur l'emplacement, l'équipement et d'autres facteurs. Votre enjeu est simplement déterminé par le nombre de tokens dont vous disposez.

Cependant, la plupart des rĂ©seaux PoS exigent que vous exĂ©cutiez un nƓud de validation pour commencer Ă  confirmer les transactions. Cela peut ĂȘtre coĂ»teux Ă  gĂ©rer, mais pas autant que plusieurs mineurs. Les utilisateurs placent ensuite leurs tokens derriĂšre certains validateurs, ce qui nous donne un modĂšle similaire aux pools de minage. Ainsi, bien que le systĂšme de preuve d'enjeu soit plus facile Ă  utiliser pour un utilisateur moyen, il est toujours sujet au mĂȘme problĂšme de centralisation que les pools de minage.


Risques de sécurité

Outre le risque de centralisation, le fait que les quatre principaux pools de minage disposent de la majoritĂ© de la puissance de hachage du rĂ©seau Bitcoin pourrait potentiellement augmenter le risque d'une attaque de 51 %. Une attaque de 51 % fait rĂ©fĂ©rence Ă  une attaque potentielle sur la sĂ©curitĂ© d'un systĂšme blockchain par un acteur malveillant ou une organisation qui parvient Ă  contrĂŽler plus de 50 % de la puissance totale de hachage du rĂ©seau. L'attaquant pourrait passer outre l'algorithme de consensus de la blockchain et commettre des actes malveillants Ă  son propre avantage, par exemple en dĂ©pensant deux fois, en rejetant ou en modifiant les enregistrements des transactions, ou en empĂȘchant les autres de miner. Cependant, il est peu probable que cela se produise sur Bitcoin en raison de la taille de son rĂ©seau.

En revanche, si quelqu'un devait attaquer une blockchain PoS, il doit possĂ©der plus de 50 % des fonds sur le rĂ©seau. Cela entraĂźnerait une hausse de la demande sur le marchĂ© et du prix de la monnaie, ce qui pourrait coĂ»ter des dizaines de milliards de dollars. MĂȘme s'ils commettent une attaque Ă  51 %, la valeur des fonds stakĂ©s diminuerait considĂ©rablement Ă  mesure que le rĂ©seau serait compromis. Il est donc peu probable qu'une attaque Ă  51 % se produise sur une cryptomonnaie qui utilise le consensus PoS, surtout s'il s'agit d'une cryptomonnaie Ă  forte capitalisation.


Inconvénients de la preuve d'enjeu

Beaucoup considÚrent la preuve d'enjeu comme une meilleure alternative à la preuve de travail, mais il convient de noter qu'il y a également des lacunes dans l'algorithme PoS. En raison du mécanisme de distribution des récompenses, les validateurs ayant mis en jeu un plus grand nombre d'actifs peuvent augmenter leurs chances de valider le bloc suivant. Plus un validateur accumule de fonds, plus il peut staker et gagner de récompenses, ce que certains critiquent en disant qu'il s'agit de « rendre les riches plus riches ». Ces validateurs « plus riches » peuvent également influencer le vote sur le réseau, car les blockchains PoS accordent souvent des droits de gouvernance aux validateurs.

Une autre prĂ©occupation concerne les risques de sĂ©curitĂ© pour les cryptomonnaies Ă  faible capitalisation qui adoptent le PoS. Comme nous l'avons mentionnĂ©, il est peu probable qu'une attaque Ă  51 % se produise sur les cryptomonnaies les plus populaires comme l'ETH ou le BNB. Toutefois, les actifs numĂ©riques plus petits avec une valeur infĂ©rieure sont plus vulnĂ©rables aux attaques. Les attaquants pourraient potentiellement acquĂ©rir suffisamment de fonds pour prendre l'avantage sur les autres validateurs. Ils pourraient dĂ©tourner le systĂšme PoS en Ă©tant frĂ©quemment choisis comme validateurs. Les rĂ©compenses qu'ils gagneraient peuvent ensuite ĂȘtre utilisĂ©es pour ĂȘtre stakĂ©es de nouveau et augmenter leurs chances d'ĂȘtre choisis au prochain tour.


Pour conclure

La preuve de travail et la preuve d'enjeu ont tous deux leur place dans l'Ă©cosystĂšme des cryptomonnaies, et il est difficile de dire avec certitude quel protocole de consensus fonctionne le mieux. Le PoW peut ĂȘtre critiquĂ© pour les fortes Ă©missions de carbone qu'il gĂ©nĂšre lors du minage, mais il a fait ses preuves en tant qu'algorithme sĂ©curisĂ© pour protĂ©ger les rĂ©seaux blockchain. NĂ©anmoins, comme Ethereum passe du PoW au PoS, le systĂšme Ă  preuve d'enjeu pourrait ĂȘtre favorisĂ© par les nouveaux projets Ă  l'avenir.