Qu'est-ce que le minage de cryptomonnaie ?
Table des matières
Introduction
Comment le minage fonctionne-t-il ?
Toutes les cryptomonnaies peuvent-elles être minées ?
Preuve de travail (PoW)
Les différentes méthodes de minage de cryptomonnaies
Minage CPU
Minage GPU
Minage ASIC
Pools de minage
Pour conclure
Qu'est-ce que le minage de cryptomonnaie ?
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Qu'est-ce que le minage de cryptomonnaie ?

Qu'est-ce que le minage de cryptomonnaie ?

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Publié(e) Dec 6, 2018Mis à jour Mar 22, 2022
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Résumé

Le minage de cryptomonnaies désigne le processus de vérification et de validation des transactions de la blockchain. C'est aussi le processus qui crée les nouvelles unités de cryptomonnaies. Le travail effectué par les mineurs nécessite des ressources informatiques intensives, mais c'est ce qui permet de sécuriser un réseau de blockchain. Les mineurs honnêtes et performants sont récompensés pour leur travail par des cryptomonnaies nouvellement créées et des frais de transaction.


Introduction

Le minage est le processus par lequel les transactions de cryptomonnaie entre utilisateurs sont vérifiées et ajoutées au registre public blockchain. Les opérations de minage sont également responsables de l'introduction de nouvelles unités à l'offre existante en circulation.

Le minage est l'un des éléments clés qui permettent à la blockchain Bitcoin de fonctionner comme un registre distribué. Toutes les transactions sont enregistrées dans un réseau peer-to-peer sans qu'une autorité centrale soit nécessaire. Dans cet article, nous aborderons le minage tel qu'il se déroule sur le réseau Bitcoin, mais le processus est similaire pour les altcoins qui adoptent le même mécanisme de minage.


Comment le minage fonctionne-t-il ?

Au fur et à mesure que de nouvelles transactions sont effectuées sur la blockchain, elles sont envoyées dans un pool appelé pool de mémoire. Le travail d'un mineur consiste à vérifier la validité de ces transactions en attente et à les organiser en blocs. Vous pouvez considérer un bloc comme une page du registre blockchain, dans laquelle plusieurs transactions sont enregistrées (ainsi que d'autres données).
Plus précisément, un nœud de minage est chargé de collecter les transactions non confirmées du pool de mémoire et de les assembler dans un bloc candidat. Ensuite, le mineur essaiera de convertir ce bloc candidat en un bloc valide et confirmé. Mais pour ce faire, ils doivent trouver une solution à un problème mathématique complexe. Cela nécessite beaucoup de ressources informatiques, mais chaque bloc miné avec succès donnera au mineur une récompense de bloc, composée de cryptomonnaie nouvellement créée plus des frais de transaction. Examinons de plus près le processus de minage.


Étape 1 - Hachage des transactions

La première étape de minage d'un bloc consiste à prendre des transactions en attente dans le pool de mémoire et à les soumettre, une par une, via une fonction de hash. Chaque fois que nous soumettons un élément de données à une fonction de hachage, nous générons une sortie de taille fixe appelée hash. Dans le contexte du minage, le hachage de chaque transaction consiste en une chaîne de chiffres et de lettres qui sert d'identifiant. Le hachage des transactions représente toutes les informations contenues dans cette transaction.
En plus de hacher et de répertorier chaque transaction individuellement, le mineur ajoute également une transaction personnalisée, dans laquelle il s'envoie la récompense du bloc. Cette transaction est appelée transaction coinbase et c'est ce qui crée de nouvelles unités de monnaie. Dans la plupart des cas, la transaction coinbase est la première à être enregistrée dans un nouveau bloc, suivie de toutes les transactions en attente qu'elle souhaite valider.

Étape 2 - Création d'un arbre de merkle

Une fois chaque transaction hachée, les hachages sont ensuite organisés en quelque chose appelé arbre de Merkle. Également connu sous le nom d'arbre de hachage, l'arbre de Merkle est formé en organisant les hachages de transaction en paires, puis en les hachant. Les nouvelles sorties de hachage sont ensuite organisées en paires et hachées une fois de plus, et le processus est répété jusqu'à la création d'un hachage unique. Ce dernier hachage est également appelé hachage racine (ou racine de Merkle) et est essentiellement le hachage qui représente tous les hachages précédents qui ont été utilisés pour le générer.

Étape 3 - Trouver un en-tête de bloc valide (hachage de bloc)

Un en-tête de bloc fonctionne comme un identifiant pour chaque bloc individuel, ce qui signifie que chaque bloc possède un hachage unique. Lors de la création d'un nouveau bloc, les mineurs combinent le hachage du bloc précédent avec le hachage racine de leur bloc candidat pour générer un nouveau hachage de bloc. Mais en plus de ces deux éléments, ils doivent également ajouter un nombre arbitraire appelé nonce.

Ainsi, lorsque le mineur essaye de valider son bloc candidat, il doit combiner le hachage racine, le hachage du bloc précédent et un nonce, puis les soumettre tous via une fonction de hachage. Son objectif est de créer un hachage qui soit considéré comme valide.

Le hachage racine et le hachage du bloc précédent ne pouvant pas être modifiés, les mineurs doivent changer la valeur nonce plusieurs fois jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé.

Afin d'être considéré comme valide, la sortie (hachage de bloc) doit être inférieure à une certaine valeur cible, déterminée par le protocole. Dans le cadre du minage du Bitcoin, le hachage du bloc doit commencer par un certain nombre de zéros. C'est ce que nous appelons la difficulté de minage.

Étape 4 - Diffusion du bloc miné

Comme nous venons de le voir, les mineurs doivent hacher l'en-tête du bloc encore et encore, avec différentes valeurs de nonce. Ils répètent ce travail jusqu'à ce qu'ils trouvent un hachage de bloc valide. Le mineur qui le trouve diffusera alors son bloc sur le réseau. Tous les autres nœuds vérifieront si le bloc et son hachage sont valides et, le cas échéant, ajouteront le nouveau bloc à leur copie de la blockchain.

À ce stade, le bloc candidat devient un bloc confirmé, et tous les mineurs passent au minage du bloc suivant. Tous les mineurs qui n'ont pas réussi à trouver un hachage valide à temps abandonnent leur bloc candidat, et la course de minage recommence.


Ajustement de la difficulté de minage

La difficulté de minage est régulièrement ajustée par le protocole, ce qui garantit que le taux de création des nouveaux blocs reste constant. C'est ce qui rend l'émission de nouvelles unités régulière et prévisible. La difficulté s'ajuste proportionnellement à la puissance de calcul (taux de hachage) du réseau.

Par conséquent, chaque fois que de nouveaux mineurs rejoignent le réseau et que la concurrence augmente, la difficulté de hachage augmente, empêchant ainsi le temps moyen de bloc de diminuer. En revanche, si de nombreux mineurs décident de quitter le réseau, la difficulté de hachage diminuera, ce qui rendra moins difficile le minage d'un nouveau bloc. Ces ajustements permettent de maintenir le temps de bloc constant, quelle que soit la puissance de hachage totale du réseau.


Que se passe-t-il si deux blocs sont minés en même temps ?

Il arrive parfois que deux mineurs diffusent un bloc valide en même temps et que le réseau se retrouve avec deux blocs concurrents. Les mineurs commencent ensuite à miner le prochain bloc en fonction du bloc qu'ils ont reçu en premier. Cela entraîne la division (temporaire) du réseau en deux versions différentes de la blockchain.

La compétition entre ces blocs se poursuivra jusqu'à ce que le bloc suivant soit miné, à la suite de l'un ou l'autre des blocs en compétition. Lorsqu'un nouveau bloc est miné, le bloc qui le précède est considéré comme le gagnant. Le bloc qui est abandonné est appelé bloc orphelin ou bloc stale, ce qui amène tous les mineurs qui ont choisi ce bloc à basculer vers la chaîne du bloc gagnant.


Toutes les cryptomonnaies peuvent-elles être minées ?

Le Bitcoin est l'exemple le plus populaire et bien établi d'une cryptomonnaie minable, mais toutes les cryptomonnaies ne le sont pas. Le minage de Bitcoin est basé sur un algorithme de consensus appelé Preuve de travail (PoW).


Preuve de travail (PoW)

La preuve de travail (PoW) est le mécanisme original de consensus blockchain créé par Satoshi Nakamoto. Il a été introduit dans le livre blanc du Bitcoin, en 2008. En bref, le PoW détermine comment un réseau de blockchain parvient à un consensus entre tous les participants distribués sans intermédiaire tiers. Pour ce faire, il exige une puissance de calcul importante afin de dissuader les acteurs malveillants.
Comme nous l'avons vu, les transactions sur un réseau PoW sont vérifiées par des mineurs. Afin de gagner le droit de miner le bloc suivant, les mineurs s'affrontent en résolvant des énigmes cryptographiques complexes à l'aide de matériel de minage spécialisé. Le premier mineur à trouver une solution valide peut alors diffuser son bloc de transactions sur la blockchain, et recevoir la récompense de bloc.

La quantité de crypto dans une récompense de bloc 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). La quantité de BTC dans une récompense de bloc diminue de moitié tous les 210 000 blocs (environ tous les quatre ans) en raison de son mécanisme de halving.


Les différentes méthodes de minage de cryptomonnaies

Il n'existe pas de méthode unique pour le minage des cryptomonnaies. L'équipement et le processus changent au fur et à mesure que de nouveaux matériels et algorithmes de consensus apparaissent. En général, les mineurs utilisent des appareils informatiques spécifiques pour résoudre les équations cryptographiques complexes. Voyons comment fonctionnent certaines des méthodes de minage les plus courantes.


Minage CPU

Le minage par processeur (CPU) implique l'utilisation du processeur d'un ordinateur pour exécuter les fonctions de hachage requises par le PoW. Aux premiers jours du Bitcoin, le coût et la barrière à l'entrée du minage étaient faibles. La difficulté du minage pouvait être gérée par un processeur ordinaire, de sorte que n'importe qui pouvait essayer de miner des BTC et d'autres cryptomonnaies.

Cependant, à mesure que de plus en plus de personnes commençaient à miner et que le taux de hachage du réseau augmentait, miner de façon rentable devint de plus en plus difficile. En outre, l'évolution des machines de minage avec une puissance de calcul supérieure a finalement rendu le minage par processeur presque impossible. Aujourd'hui, le minage par processeur n'est plus une option viable, car tous les mineurs utilisent du matériel spécialisé.


Minage GPU

Les processeurs graphiques (GPU) sont conçus pour traiter un large éventail d'applications en parallèle. S'ils sont généralement utilisés pour les jeux vidéo ou le rendu graphique, ils peuvent également servir au minage.

Les GPU sont relativement bon marché et plus flexibles que les mineurs ASIC. Certains altcoins peuvent être minés avec des GPU, mais l'efficacité dépend de l'algorithme de minage et de la difficulté.


Minage ASIC

Un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) est conçu pour une utilisation spécifique. Dans le domaine de la cryptographie, il s'agit du matériel spécialisé développé pour le minage. Le minage par ASIC est très efficace, mais coûteux.

Le minage est une compétition. Pour miner de façon profitable, vous avez besoin d'un matériel de minage compétitif. Vu que les mineurs ASIC sont à la pointe de la technologie, le coût d'une unité est beaucoup plus élevé que les processeurs ou cartes graphiques. En outre, les avancées continues de la technologie ASIC rendent rapidement les anciens modèles ASIC obsolètes, ce qui signifie qu'ils doivent souvent être remplacés. Cela fait du minage ASIC l'une des méthodes les plus coûteuses, même sans inclure les coûts d'électricité.


Pools de minage

Comme une récompense par bloc est accordée au premier mineur qui réussit, la probabilité de trouver le bon hachage est extrêmement faible. Les mineurs ne disposant que d'un faible pourcentage de la puissance de minage ont très peu de chances de découvrir le prochain bloc par eux-mêmes. Les pools de minage offrent une solution à ce problème.

Les pools de minage sont des groupes de mineurs qui regroupent leurs ressources (puissance de hachage) pour augmenter la probabilité de gagner des récompenses de bloc. Lorsque le pool réussit à trouver un bloc, les mineurs partagent la récompense de manière équitable entre tous les membres du pool, en fonction de la quantité de travail fournie.

Les pools de minage peuvent être avantageux pour les mineurs individuels en termes de coûts de matériel et d'électricité, mais leur domination dans le domaine du minage suscite des inquiétudes quant à une attaque de 51 % sur le réseau.


Pour conclure

Le minage de cryptomonnaies est un élément crucial du Bitcoin et d'autres blockchains PoW. C'est l'une des choses qui maintiennent la sécurité du réseau et l'émission régulière de nouvelles unités. Le minage présente certains avantages et inconvénients, le plus évident étant les gains potentiels que vous obtenez grâce aux récompenses de blocs. Cependant, les bénéfices de minage peuvent être affectés par un certain nombre de facteurs, notamment les coûts de l'électricité et les prix du marché. Il n'y a aucune garantie que vous réaliserez des profits, donc avant de vous lancer dans le minage de cryptomonnaies, vous devez faire vos propres recherches et évaluer tous les risques potentiels.