Preuve de travail vs preuve d’enjeu: Guide minier de base

Proof of Work vs Proof of Stake: Récemment, vous avez peut-être entendu parler de l’idée de passer d’un consensus Ethereum basé sur le système de preuve de travail (PoW) à un basé sur la soi-disant preuve d’enjeu.

Dans cet article, je vous expliquerai les principales différences entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu et je vous fournirai une définition du minage, ou le processus de publication de nouvelles monnaies numériques via le réseau..

Aussi, qu’est-ce qui changera en ce qui concerne les techniques minières si la communauté Ethereum décide de faire la transition du «travail» au «pieu»?

Cet article se veut un guide de base pour comprendre le problème ci-dessus. Si vous recherchez une procédure plus détaillée, veuillez consulter nos cours blockchain sur Ethereum.

preuve de travail vs preuve de participation

Quelle est la preuve de travail?

Tout d’abord, commençons par les définitions de base.

La preuve de travail est un protocole qui a pour objectif principal de dissuader les cyberattaques telles qu’une attaque par déni de service distribué (DDoS) qui a pour but d’épuiser les ressources d’un système informatique en envoyant plusieurs fausses demandes..

Le concept de preuve de travail existait avant même le bitcoin, mais Satoshi Nakamoto a appliqué cette technique à son / elle – nous ne savons toujours pas qui est vraiment Nakamoto – la monnaie numérique révolutionnant la façon dont les transactions traditionnelles sont définies.

En fait, l’idée de PoW a été initialement publiée par Cynthia Dwork et Moni Naor en 1993, mais le terme «preuve de travail» a été inventé par Markus Jakobsson et Ari Juels dans un document publié en 1999.

Mais, revenant à ce jour, la preuve de travail est peut-être la plus grande idée derrière le livre blanc Bitcoin de Nakamoto – publié en 2008 – car elle permet un consensus distribué et sans confiance..

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Qu’est-ce qu’un consensus distribué et sans confiance?

Un système de consensus distribué et sans confiance signifie que si vous souhaitez envoyer et / ou recevoir de l’argent de quelqu’un, vous n’avez pas besoin de faire confiance à des services tiers.

Lorsque vous utilisez des méthodes de paiement traditionnelles, vous devez faire confiance à un tiers pour régler votre transaction (par exemple Visa, Mastercard, PayPal, banques). Ils tiennent leur propre registre privé qui stocke l’historique des transactions et les soldes de chaque compte.

L’exemple courant pour mieux expliquer ce comportement est le suivant: si Alice envoyait 100 $ à Bob, le service tiers de confiance débiterait le compte d’Alice et créditerait celui de Bob, alors ils doivent tous deux faire confiance à ce tiers pour faire ce qu’il faut.

Avec le bitcoin et quelques autres monnaies numériques, tout le monde a une copie du grand livre (blockchain), donc personne n’a à faire confiance à des tiers car tout le monde peut vérifier directement les informations écrites.

réseaux décentralisés

Preuve de travail et d’exploitation minière

Pour aller plus loin, la preuve de travail est une exigence pour définir un calcul informatique coûteux, également appelé minage, qui doit être effectué afin de créer un nouveau groupe de transactions sans confiance (le soi-disant bloc) sur un registre distribué appelé blockchain.

L’exploitation minière a deux objectifs:

  1. Vérifier la légitimité d’une transaction, ou éviter les soi-disant doubles dépenses;

  2. Pour créer de nouvelles devises numériques en récompensant les mineurs pour avoir effectué la tâche précédente.

Lorsque vous souhaitez définir une transaction, voici ce qui se passe dans les coulisses:

  • Les transactions sont regroupées dans ce que nous appelons un bloc;

  • Les mineurs vérifient que les transactions au sein de chaque bloc sont légitimes;

  • Pour ce faire, les mineurs doivent résoudre un puzzle mathématique connu sous le nom de problème de preuve de travail;

  • Une récompense est donnée au premier mineur qui résout chaque problème de blocs;

  • Les transactions vérifiées sont stockées dans la blockchain publique

Ce «puzzle mathématique» a une caractéristique clé: l’asymétrie. Le travail, en fait, doit être modérément difficile du côté du demandeur mais facile à vérifier pour le réseau. Cette idée est également connue sous le nom de fonction de coût du processeur, de puzzle client, de puzzle de calcul ou de fonction de tarification du processeur..

Tous les mineurs du réseau se disputent pour être les premiers à trouver une solution au problème mathématique qui concerne le bloc candidat, un problème qui ne peut être résolu autrement que par la force brute, ce qui nécessite essentiellement un grand nombre de tentatives..

Lorsqu’un mineur trouve enfin la bonne solution, il l’annonce à l’ensemble du réseau en même temps, recevant un prix de crypto-monnaie (la récompense) fourni par le protocole.

D’un point de vue technique, le processus d’extraction est une opération de hachage inverse: il détermine un nombre (nonce), de sorte que l’algorithme de hachage cryptographique des données de bloc aboutit à moins d’un seuil donné.

Ce seuil, appelé difficulté, est ce qui détermine le caractère compétitif du minage: plus la puissance de calcul est ajoutée au réseau, plus ce paramètre augmente, augmentant également le nombre moyen de calculs nécessaires pour créer un nouveau bloc. Cette méthode augmente également le coût de la création du bloc, poussant les mineurs à améliorer l’efficacité de leurs systèmes miniers pour maintenir un équilibre économique positif. Cette mise à jour des paramètres doit avoir lieu environ tous les 14 jours et un nouveau bloc est généré toutes les 10 minutes.

La preuve de travail n’est pas seulement utilisée par la blockchain Bitcoin mais également par Ethereum et de nombreuses autres blockchains.

Certaines fonctions du système de preuve de travail sont différentes car créées spécifiquement pour chaque blockchain, mais maintenant je ne veux pas confondre vos idées avec des données trop techniques.

La chose importante que vous devez comprendre est que maintenant les développeurs d’Ethereum veulent renverser la vapeur, en utilisant un nouveau système de consensus appelé preuve d’enjeu..

Qu’est-ce que la preuve d’enjeu?

La preuve d’enjeu rendra le mécanisme de consensus complètement virtuel. Bien que le processus global reste le même que la preuve de travail (POW), la méthode pour atteindre l’objectif final est entièrement différente. Dans POW, les mineurs résolvent des énigmes cryptographiquement difficiles en utilisant leurs ressources de calcul.

En POS, au lieu des mineurs, il y a des validateurs. Les validateurs enferment une partie de leur Ether comme enjeu dans l’écosystème. Suite à cela, les validateurs parient sur les blocs qui, selon eux, seront ajoutés à côté de la chaîne. Lorsque le bloc est ajouté, les validateurs reçoivent une récompense de bloc proportionnelle à leur mise.

Pourquoi Ethereum veut utiliser PoS?

La communauté Ethereum et son créateur, Vitalik Buterin, prévoient de faire une fourchette difficile pour passer de la preuve de travail à la preuve d’enjeu.

Mais pourquoi ils veulent passer de l’un à l’autre?

Dans un consensus distribué basé sur la preuve de travail, les mineurs ont besoin de beaucoup d’énergie. Une transaction Bitcoin a nécessité la même quantité d’électricité que l’alimentation de 1,57 foyers américains pendant une journée (données de 2015).

Et ces coûts énergétiques sont payés avec des monnaies fiduciaires, ce qui entraîne une pression à la baisse constante sur la valeur de la monnaie numérique.

Dans des recherches récentes, des experts ont fait valoir que les transactions Bitcoin pourraient consommer autant d’électricité que le Danemark d’ici 2020.

Les développeurs sont assez inquiets à propos de ce problème, et la communauté Ethereum veut exploiter la méthode de preuve d’enjeu pour une forme de consensus distribuée plus verte et moins chère.

De plus, les récompenses pour la création d’un nouveau bloc sont différentes: avec la preuve de travail, le mineur peut potentiellement ne posséder aucune de la monnaie numérique qu’il extrait..

Dans Proof-of-Stake, les faussaires sont toujours ceux qui possèdent les pièces frappées.

Comment les faussaires sont-ils sélectionnés?

Si Casper (le nouveau protocole de consensus de preuve d’enjeu) sera implémenté, il existera un pool de validateurs. Les utilisateurs peuvent rejoindre ce pool pour être sélectionnés comme faussaire. Ce processus sera disponible via une fonction d’appel du contrat Casper et d’envoi d’Ether – ou de la pièce qui alimente le réseau Ethereum – avec lui.

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“Vous êtes automatiquement intronisé après un certain temps”, a expliqué Vitalik Buterin lui-même sur un post partagé sur Reddit.

«Il n’y a pas de schéma de priorité pour être intronisé dans le pool de validateurs lui-même; n’importe qui peut participer à n’importe quel tour de table, quel que soit le nombre d’autres participants », a-t-il poursuivi.

La récompense de chaque validateur sera “quelque part autour de 2-15%”, mais il n’est pas encore sûr.

En outre, Buterin a fait valoir qu’il n’y aura pas de limite imposée au nombre de validateurs actifs (ou de faussaires), mais qu’il sera régulé économiquement en réduisant le taux d’intérêt s’il y a trop de validateurs et en augmentant la récompense s’il y en a trop peu..

Un système plus sûr?

Tout système informatique veut être exempt de toute possibilité d’attaques de pirates informatiques, surtout si le service est lié à l’argent.

Donc, le principal problème est: la preuve de participation est plus sûre que la preuve de travail?

Les experts s’en inquiètent et il y a plusieurs sceptiques dans la communauté.

En utilisant un système Proof-of-Work, les mauvais acteurs sont éliminés grâce à des freins technologiques et économiques.

En fait, programmer une attaque sur un réseau PoW coûte très cher et vous auriez besoin de plus d’argent que vous ne pouvez en voler..

Au lieu de cela, l’algorithme PoS sous-jacent doit être aussi infaillible que possible car, sans particulièrement pénalités, une preuve de réseau basé sur les enjeux pourrait être moins coûteuse à attaquer..

Pour résoudre ce problème, Buterin a créé le protocole Casper, en concevant un algorithme qui peut utiliser l’ensemble des circonstances dans lesquelles un mauvais validateur pourrait perdre son dépôt.

Il a expliqué: «La finalité économique est accomplie dans Casper en exigeant que les validateurs soumettent des dépôts pour participer, et en retirant leurs dépôts si le protocole détermine qu’ils ont agi d’une manière qui enfreint un ensemble de règles (« conditions de réduction »).»

Les conditions de réduction font référence aux circonstances ci-dessus ou aux lois qu’un utilisateur n’est pas censé enfreindre.

Preuve de travail vs preuve d’enjeu: conclusion

Grâce à un système PoS, les validateurs n’ont pas à utiliser leur puissance de calcul car les seuls facteurs qui influencent leurs chances sont le nombre total de leurs propres pièces et la complexité actuelle du réseau..

Ainsi, ce futur passage éventuel de PoW à PoS peut offrir les avantages suivants:

  1. Économies d’énergie;

  2. Un réseau plus sûr alors que les attaques deviennent plus chères: si un pirate souhaite acheter 51% du nombre total de pièces, le marché réagit par l’appréciation rapide des prix.

De cette manière, CASPER sera un protocole de dépôt de garantie reposant sur un système de consensus économique. Les nœuds (ou les validateurs) doivent payer une caution afin de faire partie du consensus grâce à la création de nouveaux blocs. Le protocole Casper déterminera le montant spécifique des récompenses reçues par les validateurs grâce à son contrôle sur les dépôts de garantie.

Si un validateur crée un bloc «invalide», son dépôt de garantie sera supprimé, ainsi que son privilège de faire partie du consensus du réseau.

En d’autres termes, le système de sécurité Casper est basé sur quelque chose comme les paris. Dans un système basé sur PoS, les paris sont les transactions qui, selon les règles du consensus, récompenseront leur validateur avec un prix en argent avec chaque chaîne sur laquelle le validateur a parié..

Ainsi, Casper est basé sur l’idée que les validateurs parieront en fonction des paris des autres et laisseront des retours positifs capables d’accélérer le consensus..

Mike Owergreen Administrator
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