Pourquoi le proof-of-work est le meilleur mécanisme de consensus pour Bitcoin (BTC)

lun 17 Jan 2022 ▪ 18h00 ▪ 15 min de lecture - par Clément Dubois

C’est au fruit qu’on juge l’arbre en ce qui concerne la comparaison entre le mécanisme proof-of-work (PoW) de Bitcoin et celui de proof-of-stake (PoS). Il y a eu d’innombrables arguments entourant à la fois le PoW et le PoS comme moyen d’obtenir un consensus sur un réseau blockchain. Bon nombre de personnes se demandent lequel est le meilleur, et pourquoi ? Dans cet article, nous allons passer en revue certains des principaux avantages et inconvénients de chaque mécanisme. 

Qu’est-ce que le proof-of-work (PoW) ?

Le PoW est un mécanisme de consensus décentralisé introduit pour la première fois par Bitcoin (BTC). Nous utiliserons le réseau Bitcoin à titre d’exemple pour comprendre le mécanisme de consensus proof-of-work (littéralement traduit par « preuve de travail »).

Le réseau Bitcoin demande essentiellement à ses membres de fournir de la puissance de calcul, comme des unités de traitement graphique, pour résoudre des énigmes mathématiques arbitraires, et empêcher quiconque de prendre le contrôle ou de manipuler le système.

Chaque transaction qui se produit est validée avant d’être ajoutée à la blockchain. Chaque bloc est ensuite validé par les mineurs, qui sont récompensés par des tokens BTC car ils ont fourni le « travail » grâce à leurs unités de traitement. C’est ce qu’on appelle le proof-of-work.

Le proof-of-work a résisté à l’épreuve du temps. Il a validé avec succès des milliards de transactions sur la blockchain Bitcoin pendant des années et a conservé son authenticité et sa fiabilité en tant que mécanisme de consensus le plus sûr et le plus décentralisé créé à ce jour.

Qu’est-ce que le proof-of-stake (PoS) ?

Le PoS est un mécanisme de consensus utilisé sur les réseaux blockchain créé comme alternative à la méthode PoW pour valider les transactions.

Dans ce mécanisme, les détenteurs de cryptomonnaies peuvent valider les transactions par bloc en fonction du nombre de coins que le validateur met en jeu (au lieu que ce soit les mineurs qui les valident). C’est ce qu’on appelle le proof-of-stake (PoS).

Les validateurs dans le PoS sont choisis au hasard. Pour le devenir, il faut miser un montant spécifique de tokens crypto requis par cette blockchain spécifique.

Il existe de multiples variantes de PoS, telles que delegated-proof-of-stake (DPoS), etc. Elles ont été développées et mises en œuvre sur différents réseaux de blockchains, mais elles fonctionnent toutes de manière similaire.

Lorsqu’un bloc de transactions est prêt à être traité, le protocole de la cryptomonnaie sélectionne un validateur pour l’examiner. Le validateur vérifie alors si les transactions de celui-ci sont entièrement exactes, et si elles passent les contrôles, le bloc est ajouté à la blockchain.

En contrepartie, le validateur est récompensé sous la forme de tokens pour sa contribution.

Toutefois, si un validateur finit par proposer un bloc avec des informations inexactes, il perd une partie des tokens qu’il a mis en jeu à titre de pénalité. Cela peut se produire dans le PoS car il n’y a pas de matériel qui résout les énigmes crypto (contrairement au PoW).

Quel mécanisme de consensus est le meilleur et pourquoi ?

Le PoW et le PoS sont tous deux conçus pour aider les nœuds d’un réseau de blockchain à vérifier toutes les transactions qui ont lieu.

Une fois que les nœuds sont d’accord sur la validité d’un bloc de transactions, celles-ci sont ajoutées à la blockchain. Les deux modèles offrent des méthodes distinctes pour atteindre le même résultat final.

Cependant, le proof-of-work en tant que système de validation des transactions et de sécurisation du réseau blockchain est bien supérieur au proof-of-stake (PoS), mais cela a un coût.

Ci-dessous, vous apprendrez ce qui rend le PoW supérieur au PoS, ainsi que les coûts qui y sont associés.

Sécurité et authenticité des données

Le PoW est supérieur au PoS du point de vue de la sécurité et de l’authenticité des données. Cela est dû au fait que dans le PoW, les données sont liées à un historique prouvé de choix humains, qui ne peuvent pas tricher dans un système qui vérifie chaque transaction.

Ce système fonctionne avec 0 % de confiance, et 100 % des transactions sont vérifiées et enregistrées par les participants du réseau sur un registre public.

Le PoW est également un mécanisme de consensus hautement sécurisé car, au fil du temps, il rend le réseau de plus en plus inexpugnable, jusqu’à le rendre inattaquable, car le réseau est constamment surveillé par ses participants. Et ces derniers ont maintenant leur peau dans le jeu (puisqu’ils doivent « travailler » pour résoudre les transactions). Cela rend le réseau extrêmement difficile à pirater.

Parallèlement, le mécanisme de consensus PoS est plus vulnérable aux piratages et aux attaques.

En théorie, si un participant du réseau (ou un groupe de participants) arrive à détenir 51 % des coins mis en jeu, ce participant (ou ce groupe) pourrait alors contrôler l’ensemble de la blockchain et la modifier. C’est ce qu’on appelle une attaque à 51 %.

Propriété du réseau

Étant donné la conception du « mining » pour obtenir des récompenses, le modèle PoW permet de créer une structure décentralisée.

Bitcoin en est un excellent exemple. Le réseau est complètement décentralisé. Aucune personne, entité ou pays ne le contrôle. Il est détenu et contrôlé par des milliers de nœuds qui font fonctionner le réseau, dans un système décentralisé et sécurisé, soutenu par le PoW.

D’autre part, le PoS permet de mettre en œuvre une structure plus centralisée. Les participants qui peuvent miser davantage (souvent les riches) peuvent, en théorie, accumuler un plus grand contrôle simplement en misant davantage.

Il s’agit d’une proposition risquée car si un groupe de participants finit par obtenir 51 % du contrôle, il peut modifier la blockchain à son avantage.

N’avons-nous pas déjà vu les problèmes que pose ce type de système ? Ouvrez simplement les yeux et vous verrez que nous vivons dans ce système depuis un certain temps déjà et regardez où il nous a menés.

Alignement et équité des incitations

Le modèle PoW récompense les mineurs lorsqu’ils résolvent des énigmes mathématiques complexes; une récompense par bloc et une part des frais de transactions dans certains cas. Cela incite à adopter le bon comportement, car les nœuds sont en concurrence pour résoudre l’énigme et obtenir la récompense.

Le réseau devient de plus en plus sophistiqué, et il s’avère que la résolution de ces énigmes exige une plus grande puissance de calcul. Cela rend l’ensemble du réseau plus sûr et plus coûteux à pirater ou à attaquer.

Plus la valeur de la cryptomonnaie augmente, plus la valeur de la récompense augmente. Chaque mineur du réseau a les mêmes chances de gagner la récompense et, ce faisant, il continue à sécuriser le réseau et à le rendre encore plus robuste.

L’ensemble de cette configuration incite à adopter le bon comportement et décourage le forking, qui consiste à créer une blockchain alternative lorsque le protocole est mis à jour.

En outre, dans un modèle PoS, l’incitation à obtenir la récompense est simplement de miser davantage. Cela conduit au problème de centralisation avec les participants qui misent davantage, obtenant potentiellement un plus grand contrôle de la blockchain. Dans une blockchain non surveillée, cette incitation conduit à une menace de sécurité plus importante avec moins de décentralisation et plus de sensibilité aux attaques à faible coût.

L’épreuve du temps

Le modèle PoW a résisté à l’épreuve du temps. Le réseau Bitcoin en est un excellent exemple.

Au cours des 13 dernières années, le réseau Bitcoin n’a jamais été piraté ou compromis de quelque manière que ce soit. C’est le réseau le plus puissant du monde et il a résisté à l’épreuve du temps du point de vue de l’authenticité, de la fiabilité et de la sécurité du réseau.

De plus, les modèles PoS sont relativement plus récents et n’en sont qu’à leurs débuts, tant au niveau de l’adoption que de la mise en œuvre. En sus, la confusion règne quant à la faisabilité de certains de ces modèles, car de plus en plus de variantes qui n’ont pas été entièrement testées voient le jour.

Consommation d’énergie

Certains ont toujours soutenu que les modèles PoW exigent une consommation d’énergie excessive, ce qui entraîne une augmentation des coûts et des impacts environnementaux.

Impossible de nier, cela est vrai. En effet, un modèle PoW consomme beaucoup plus d’énergie qu’un modèle PoS.

Cela est dû au fait que plus la difficulté du réseau augmente, plus il faut de puissance de calcul pour résoudre cette complexité. C’est le coût du fonctionnement d’un réseau hautement sécurisé.

Un réseau monétaire, dont la sécurité est essentielle, consomme de l’énergie. Prenons l’exemple des monnaies fiduciaires. Les monnaies fiat consomment beaucoup plus d’énergie que le modèle PoW, comme le réseau Bitcoin.

En effet, le système bancaire traditionnel soutenu par des monnaies fiduciaires repose sur le papier-monnaie, dont la production nécessite des ressources et entraîne de nombreux déchets. Si l’on tient compte des coûts énergétiques des banques, des gratte-ciel, des coffres-forts, des camions de sécurité et des autres frais généraux, le système bancaire traditionnel s’avère bien plus consommateur d’énergie que Bitcoin.

Un modèle PoW, comme le réseau Bitcoin, ne nécessite aucune ressource physique pour être produit, à l’exception de la puissance de calcul nécessaire pour maintenir la blockchain. Ainsi, bien que le réseau Bitcoin consomme de l’énergie, il reste plus respectueux de l’environnement que la banque traditionnelle et le système de monnaie fiat que nous utilisons aujourd’hui. C’est une bien meilleure solution, une amélioration du cas d’utilisation de la consommation d’énergie et une mise à niveau du système actuel.

En d’autres termes, le transfert de notre système monétaire dans le réseau Bitcoin ne sera pas seulement plus efficace et plus sûr, mais constituera également une étape essentielle dans la lutte contre le réchauffement climatique.

Le PoW est un système supérieur (comme nous l’avons vu précédemment) et il encourage l’innovation et la créativité dans le domaine de la consommation d’énergie.

La consommation d’énergie du PoW a été fortement optimisée au cours des dernières années et utilise de l’énergie renouvelable et de l’énergie qui aurait autrement été gaspillée.

Prenons l’exemple du réseau Bitcoin. Selon les données mondiales sur le mining de bitcoin du troisième trimestre, la majorité de celui-ci est réalisée à l’aide d’énergies renouvelables.

En fait, l’utilisation de l’énergie pour le mining de bitcoins ne représente que 0,122 % par rapport à l’énergie totale dans le monde. Selon le rapport, au troisième trimestre de 2021, l’efficacité du mining a augmenté de 23 % et le mix électrique durable a augmenté de 3 %.

source: bitcoinminingcouncil.com

En fait, l’efficacité du mining du bitcoin a été multipliée par 43 au cours des sept dernières années. Autrement dit, son mining est 4 237 % plus efficace aujourd’hui qu’il y a sept ans.

Ce rapport conclut que le Bitcoin Mining Council a estimé une amélioration de 3 et 2 fois de l’efficacité du mining au cours des quatre prochaines années et des quatre années suivantes.

Ainsi, il s’agit non seulement de l’utilisation la plus efficace de l’énergie aujourd’hui (pour l’application d’un système monétaire), mais il est garanti qu’elle sera encore plus efficace au cours des huit prochaines années.

Les récompenses pour le mining de bitcoins sont élevées, ce qui incite les mineurs à rechercher des sources d’énergie alternatives, ce qui conduit à des innovations dans le domaine des énergies renouvelables. Vu que l’électricité représente la majeure partie du coût du mining de bitcoins, les mineurs sont incités à trouver la source la moins chère et la plus propre possible afin de maximiser les profits.

En fait, on peut dire que le mining de bitcoins est l’une des industries à grande échelle les plus écologiques au monde. La plupart des plus grandes entreprises de mining sont situées dans des régions où l’électricité renouvelable est abondante. Les sources d’énergie renouvelables sont de plus en plus populaires, car elles sont plus propres et moins chères que les formes d’énergie traditionnelles.

De nombreux experts estiment que l’avenir des énergies renouvelables est prometteur et qu’elles finiront par dépasser les formes d’énergie traditionnelles. Le mining de bitcoins est à la pointe de cette évolution.

La consommation d’énergie du bitcoin est un petit prix à payer, compte tenu de la valeur économique et sociale qu’il apporte. Le bitcoin vaut chaque petite parcelle d’énergie nécessaire à son fonctionnement.

Conclusion

Lorsque vous examinez tous les avantages du modèle PoW, vous vous rendez compte qu’ils l’emportent largement sur les coûts.

Le PoW est un système supérieur en raison du fait qu’il est équitable, sécurisé et qu’il garantit des incitations qui sont alignées avec l’objectif du réseau blockchain, à savoir sécuriser chaque transaction.

La consommation d’énergie du PoW a été fortement optimisée au cours des dernières années et utilise de l’énergie renouvelable ou de l’énergie qui aurait autrement été gaspillée.

Bitcoin s’appuie sur le mécanisme de consensus PoW et a résisté à l’épreuve du temps au cours des 13 dernières années. Ce seul fait prouve l’efficacité et la puissance du modèle de consensus PoW.

Un réseau fondé sur l’équité, la sécurité, la décentralisation et le mécanisme de consensus de type « proof-of-work » est conçu pour prospérer.

Tout compte fait, il convient de noter que le proof-of-work est le meilleur mécanisme de consensus pour le réseau Bitcoin. Cela dit, vous pouvez toujours nous faire part de votre humble avis en nous contactant via Telegram. Et si vous avez des questions concernant ce sujet ou l’ensemble de l’univers crypto, Cointribune se fera un plaisir d’y répondre !

Source :  Bitcoin Magazine

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Clément Dubois

J’aime bien la cryptomonnaie. Ça fait déjà plusieurs années que je l’étudie, mais aussi que j’y investis et que je travaille dans ce domaine. De plus, je fais des articles sur le sujet où j’essaie d’être clair et net !

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