Qu’est-ce que Ethereum Mining? [Le guide étape par étape le plus complet]

Ethereum, comme Bitcoin, utilise actuellement le preuve de travail (POW) mécanisme de consensus. L’exploitation minière est la pierre angulaire de toutes les crypto-monnaies basées sur POW. L’exploitation minière d’Ethereum implique des mineurs du monde entier qui utilisent leur temps et leur puissance de traitement pour résoudre cryptographiquement puzzles difficiles. En cas de succès, les mineurs pourront ajouter des blocs à l’Ethereum blockchain et gagnez une récompense en retour.

Comprendre l’exploitation minière Ethereum et la nécessité d’un modèle hybride pieu / preuve de travail

Pour comprendre l’exploitation minière d’Ethereum, vous devez comprendre ce qu’est le POW et pourquoi il était nécessaire en premier lieu. Un réseau décentralisé comme Ethereum nécessite des mécanismes de consensus pour prendre des décisions. Avant la création de Satoshi Nakamoto Bitcoin et son algorithme POW sous-jacent, il y a eu plusieurs tentatives pour créer un système de monnaie numérique peer-to-peer décentralisé légitime. Cependant, ils ont tous échoué parce qu’ils n’ont pas réussi à répondre au «problème du général byzantin».

Quel est le problème du général byzantin?

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Courtoisie d’image: moyen

Ok alors imaginez qu’il y a un groupe de généraux byzantins et qu’ils veulent attaquer une ville. Ils sont confrontés à deux problèmes bien distincts:

  • Les généraux et leurs armées sont très éloignés l’un de l’autre, une autorité centralisée est donc impossible, ce qui rend une attaque coordonnée très difficile..
  • La ville a une énorme armée et la seule façon de gagner est de les attaquer tous en même temps..

Afin de réussir la coordination, les armées à gauche du château envoient un messager aux armées à droite du château avec un message qui dit «ATTAQUE MERCREDI». Cependant, supposons que les armées de droite ne soient pas préparées pour l’attaque et disent: «NON. ATTAQUEZ VENDREDI »et renvoyez le messager à travers la ville vers les armées sur la gauche. C’est là que nous sommes confrontés à un problème. Un certain nombre de choses peuvent arriver au pauvre messager. Il pourrait être capturé, compromis, tué et remplacé par un autre messager par la ville. Cela conduirait à une falsification des informations par les armées, ce qui pourrait entraîner une attaque et une défaite non coordonnées..

Cela a également des références claires à la blockchain. La chaîne est un immense réseau; comment pouvez-vous leur faire confiance? Si vous envoyiez 4 Ether à quelqu’un à partir de votre portefeuille, comment sauriez-vous avec certitude que quelqu’un sur le réseau ne va pas le falsifier et changer 4 en 40 Ether?

Satoshi Nakamoto a pu contourner le problème du général byzantin en inventant le protocole de preuve de travail. Voilà comment cela fonctionne. Supposons que l’armée de gauche veuille envoyer un message appelé “LUNDI D’ATTAQUE” à l’armée de droite, elle va suivre certaines étapes.

  • Premièrement, ils ajouteront un «nonce» au texte original. Le nonce peut être n’importe quelle valeur hexadécimale aléatoire.

  • Après cela, ils hachent le texte ajouté avec un nonce et voient le résultat. Supposons, hypothétiquement parlant, que les armées aient décidé de ne partager que des messages qui, sur hachage, donnent un résultat qui commence par 5 zéros.

  • Si les conditions de hachage sont satisfaites, ils enverront le messager avec le hachage du message. Sinon, ils continueront à changer la valeur du nonce au hasard jusqu’à ce qu’ils obtiennent le résultat souhaité. Cette action est extrêmement fastidieuse et prend du temps et demande beaucoup de puissance de calcul.

  • Si le messager est attrapé par la ville et que le message est falsifié, selon les propriétés de la fonction de hachage, le hachage lui-même sera radicalement changé. Si les généraux du côté droit voient que le message haché ne commence pas avec le nombre requis de 0, ils peuvent simplement annuler l’attaque.

Cependant, il existe une faille possible.

Aucune fonction de hachage n’est à 100% sans collision. Alors que se passe-t-il si la ville reçoit le message, le trafique, puis change le nonce en conséquence jusqu’à ce qu’elle obtienne le résultat souhaité qui a le nombre requis de 0? Cela prendra beaucoup de temps mais c’est toujours possible. Pour contrer cela, les généraux vont utiliser la force en nombre.

Supposons qu’au lieu d’un seul général à gauche qui envoie des messages à un général à droite, il y a 3 généraux à gauche qui doivent envoyer un message à ceux de droite. Pour ce faire, ils peuvent créer leur propre message, puis hacher le message cumulatif, puis ajouter un nonce au hachage résultant et le hacher à nouveau. Cette fois, ils veulent un message qui commence par six 0.

Évidemment, cela prendra énormément de temps, mais cette fois, si le messager est attrapé par la ville, le temps qu’il faudra pour falsifier le message cumulatif puis trouver le nonce correspondant pour le hachage sera infiniment Suite. Cela peut même prendre des années. Donc, par exemple. si au lieu d’un seul messager, les généraux envoient plusieurs messagers, au moment où la ville est à mi-chemin du processus de calcul, ils seront attaqués et détruits.

Les généraux de droite ont la tâche assez facile. Tout ce qu’ils ont à faire est d’ajouter au message le nonce correct qui leur sera donné, de les hacher et de voir si le hachage correspond ou non. Le hachage d’une chaîne est très facile à faire. Tel est, en substance, le processus derrière la preuve de travail.

  • Le processus de recherche du nonce pour la cible de hachage appropriée devrait être extrêmement difficile et prendre du temps.

  • Cependant, le processus de vérification du résultat pour voir si aucune faute professionnelle n’a été commise devrait être très simple.

Ok, alors maintenant vous savez quel est le principe fondamental de l’exploitation minière. Voyons maintenant comment cela se passe réellement.

Les différents types d’exploitation minière

  • Minage de CPU: C’est la forme la plus basique de minage. L’idée derrière l’extraction de CPU est simple. N’importe qui, n’importe où, peut utiliser son ordinateur pour miner. Bien que cette méthode ne soit plus aussi applicable, c’est un bon point d’entrée

  • GPU Mining: Ensuite, nous avons l’extraction de GPU. Le GPU, ou unité de traitement graphique, fait partie du système de rendu vidéo d’un ordinateur. La fonction typique d’un GPU est d’aider au rendu des graphiques 3D et des effets visuels afin que le CPU n’ait pas à le faire. Les GPU offrent un système beaucoup plus puissant pour l’exploitation minière que le CPU. Certaines pièces résistantes aux ASIC comme Monero sont extraites via GPU.Bitcoin / Ethereum était à l’origine extrait de cette manière, mais cela devenait de plus en plus difficile à mesure que la difficulté augmentait. Nous parlerons plus en détail de la difficulté plus tard dans le guide.

  • Exploitation minière FPGA: L’exploitation minière FPGA ou Gate Array Programmable est la prochaine étape de l’extraction GPU. Selon Cet article par Free Learner, FPGA «est un appareil qui a une série de tableaux de portes (évidemment) qui créent des tables de vérité pour calculer les entrées à partir d’un flux de données et produire un résultat souhaité. Dans l’industrie, vous pouvez l’utiliser pour optimiser un processus industriel, comme couper 2×4 à partir d’un journal, fournir un apprentissage automatique ou même effectuer un séquençage d’ADN. Les FPGA excellent dans toutes les tâches qui peuvent être effectuées dans un processus parallèle, comme un hachage minier pour créer une sortie aboutissant à un hachage réussi, et si vous avez de la chance, un blocage réussi. “

  • ASIC Mining: ASIC signifie Application-Specific Integrated Circuit et il a été créé dans le but spécifique de miner Bitcoin et Litecoin. L’idée d’avoir des machines spécialement conçues pour l’exploitation minière était en avance sur son temps, à tel point que lorsque KNCMiner a lancé ses précommandes d’ASIC, il a reçu 25 millions de dollars de commandes au cours des 5 premières heures. Bitcoin et Litecoin sont désormais exclusivement exploités via des ASIC. Bitmain récemment publié ASIC pour Ethereum.

Comment construire une plate-forme minière Ethereum

Très bien, maintenant que nous avons parcouru les différents types d’exploitation minière, configurons votre plate-forme minière Ethereum!

Avant de continuer un énorme cri à ceci article d’Antonio Madeira pour Crypto Compare.

Vous aurez besoin des pièces de matériel suivantes.

 

  • Carte mère.
  • GPU.
  • Disque dur.
  • RAM.
  • Bloc d’alimentation.

Carte mère

La carte mère est la base de la plate-forme minière. La quantité de GPU que vous pouvez utiliser est directement liée au nombre d’emplacements de GPU dont dispose votre carte mère. Plus vous pouvez attacher de GPU à votre carte mère, plus votre taux de hachage est élevé, c’est-à-dire le taux auquel vous calculez les hachages.

Quelques exemples de bonnes cartes mères minières sont:

  • Expert minier Asus B250:

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  • ASRock H110 Pro BTC+

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GPU

Avant d’obtenir des GPU, vous devez vous poser deux questions:

  • Quelle puissance voulez-vous que votre plate-forme soit?
  • Combien voulez-vous dépenser?

Assurez-vous d’obtenir des GPU efficaces.

Voici un graphique des niveaux de performance des différents GPU dans l’exploitation minière Ethereum comme vu par NIceHashMiner:

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Disque dur

Maintenant, vous aurez besoin de quelque chose pour stocker votre système d’exploitation et votre logiciel de minage. Pour cela, vous avez besoin d’un disque dur. Pour cela, un disque dur SSD (SSD) standard fera l’affaire.

Alors, quelle devrait être la taille de votre disque dur? Si vous prévoyez de télécharger l’intégralité de la blockchain, vous devriez disposer de suffisamment d’espace pour compenser la croissance future..

RAM

La RAM ou la mémoire vive est requise pour un calcul rapide et un calcul d’informations. Une RAM de 4 Go devrait être plus que suffisante.

Bloc d’alimentation

La taille du bloc d’alimentation (PSU) dépend du nombre de GPU que vous utilisez. Vous devez donc tout d’abord résumer la consommation d’énergie de vos GPU et de tous les autres composants pour vous assurer que la capacité du bloc d’alimentation est supérieure à la somme de vos GPU. Donc, si vous utilisez 2 GPU de 220 Watts et que d’autres composants consomment 250 Watts, votre PSU doit avoir plus de (2 * 220 + 250) 690 Watts.

Logiciel pour l’exploitation minière

Tout d’abord, évidemment, vous aurez besoin d’un système d’exploitation.

Vous pouvez télécharger ethOS qui est une application spécialement conçue pour Ethereum Mining. Il s’agit d’une distribution Linux 64 bits qui extrait Ethereum prête à l’emploi, vous permettant de contrôler toutes vos plates-formes à partir d’un seul emplacement et d’accéder à des GPU spécifiques si nécessaire. ethOS prend en charge eth-proxy / stratum immédiatement après l’installation

Vous pouvez commander ethOS ici.

Configurer MyEtherWallet

Une fois que vous avez tout configuré, vous devez créer un portefeuille Ethereum. Il ne sert à rien d’extraire toutes ces pièces si vous ne prenez pas les mesures adéquates. Vous pouvez lire notre guide sur les portefeuilles cryptographiques ici. Mon portefeuille Ethereum est l’un des meilleurs portefeuilles du marché, bien qu’ils aient été confrontés quelques problemes dernièrement.

Voici les étapes nécessaires pour configurer votre MyEtherWallet:

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  • Ensuite, cliquez sur l’onglet d’aide.

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  • Faites défiler vers le bas et cliquez sur l’option 5:
  • Ouvrez maintenant le lien mis en évidence ici:

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  • Après cela, téléchargez ce fichier zip sur votre ordinateur:

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  • Ouvrez maintenant le fichier zip sur votre ordinateur et cliquez sur le fichier index.html. Avant de faire cela, éteignez votre connexion Internet pour être hors ligne.

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  • Créez maintenant un nouveau mot de passe et générez votre portefeuille, assurez-vous de saisir un mot de passe fort:
  • Maintenant, vous devrez télécharger votre fichier de keystore qui est essentiellement votre fichier de portefeuille. Assurez-vous de conserver une sauvegarde de ce fichier. Une fois que vous avez terminé, cliquez sur «Je comprends. Continuez.”

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  • Et voilà, votre portefeuille a été généré. Ce que vous voyez ici est votre clé privée. NE PAS partager ça avec personne.

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  • Vous devez maintenant imprimer votre portefeuille en cliquant sur le bouton «Imprimer». C’est ce que vous obtiendrez. Notez que vous pouvez voir vos clés privées et publiques ici:

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Et voilà. C’est ainsi que vous créez un portefeuille papier Ethereum.

L’exploitation minière d’Ethereum est-elle rentable??

Très bien, vous avez donc tout le système et votre portefeuille configuré. Maintenant tu dois décider comment tu vas mien.

Allez-vous mien en solo ou allez-vous mien dans une piscine?

Vous pouvez bien sûr miner en solo, mais il y a une raison pour laquelle personne ne mine plus l’Ethereum en solo. C’est extrêmement peu pratique et vous ne verrez aucun résultat.

C’est pourquoi les gens préfèrent les pools miniers.

Que sont les pools miniers?

(REMARQUE: dans cette section, nous parlerons exclusivement de BTC).

L’ensemble de la blockchain fonctionne grâce à un réseau de «mineurs». Les mineurs «exploitent» essentiellement de nouveaux blocs dans la blockchain en résolvant des énigmes cryptographiques complexes en utilisant leur puissance de calcul. En conséquence, ils obtiennent une récompense minière de 12,5 BTC..

Une fois qu’ils ont réussi à miner un bloc, ils acquièrent le pouvoir d’effectuer des transactions à l’intérieur du bloc. C’est essentiellement ainsi que les transactions se produisent dans toutes les crypto-monnaies, un mineur inscrit l’enregistrement de la transaction à l’intérieur du bloc.

Rappelez-vous maintenant une chose, il n’y a qu’un nombre limité de bitcoins qui ont été créés (21 millions de pièces). Satoshi Nakamoto, le créateur de bitcoins, prévoyait qu’au fur et à mesure que de plus en plus de mineurs entreraient, le taux d’extraction de bitcoins augmenterait de façon exponentielle, à tel point que tous les bitcoins disponibles pourraient être extraits dans quelques années.!

Maintenant, cela pourrait être un désastre pour les bitcoins, car, comme toutes les matières premières économiques, la valeur du bitcoin réside dans l’offre et la demande. Si l’offre de bitcoins augmente soudainement, cela diminuerait la demande, ce qui nuirait à son tour à sa valeur. La relation offre-demande est l’un des concepts économiques les plus critiques, voici à quoi ressemble le graphique offre-demande:

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Pour éviter que l’approvisionnement en bitcoins ne devienne incontrôlable et en faire un modèle plus durable, Satoshi a mis en place un difficulté d’ajuster le système.

Qu’est-ce que l’ajustement de la difficulté? Au fur et à mesure que de plus en plus de blocs sont extraits, la difficulté des énigmes cryptographiques augmente de façon exponentielle. Fondamentalement, plus vous extrayez de bitcoins, plus le processus d’extraction devient difficile. Les mineurs ont vite découvert qu’ils ne pouvaient plus vraiment exploiter efficacement par eux-mêmes, le processus devenait de plus en plus coûteux. Ils ont donc décidé de mettre en commun leurs ressources et de former des cliques et des groupes pour exploiter le bitcoin plus efficacement. Ces groupes de mineurs sont appelés «pools miniers».

Avantages et inconvénients des pools de minage

Avantages

  • Les piscines sont gérées par des gestionnaires de piscine. Il est beaucoup plus facile de mettre à niveau le réseau global car au lieu de se coordonner avec des mineurs indépendants aléatoires, les gestionnaires de pool peuvent simplement mettre à niveau le réseau par eux-mêmes..

  • Réduit la variance des récompenses minières: l’une des principales raisons pour lesquelles les mineurs rejoignent des pools est de réduire la variance de leurs récompenses minières. Pour comprendre ce que signifie la variance et comment cela affecte les mineurs, nous devrons faire quelques calculs. Nous remercions L.M. Goodman et son article médiatique pour l’explication.

Voyons d’abord ce qu’est la distribution de Bernoulli. La distribution de Bernoulli stipule fondamentalement que pour chaque distribution discrète qui a deux résultats «succès» et «échec» si la probabilité de succès est p (où, 0

Maintenant, appliquons cela en bitcoin. Si un mineur contrôle une fraction «p» de la puissance minière globale et, par conséquent, a une probabilité p d’exploiter un nouveau bloc où 0

Dans la distribution de Bernoulli: variance = p * (1-p)

Voyons maintenant combien de blocs sont extraits en un an.

Toutes les 10 minutes, 1 bloc est extrait. Ce qui signifie que chaque heure, 6 blocs, chaque jour 24 * 6 blocs et chaque année 365 * 24 * 6 blocs sont extraits.

Fondamentalement, pour un mineur qui a une probabilité «p» de miner un bloc, on s’attend à ce qu’il exploite 365 * 24 * 6 * p blocs par an. C’est leur retour attendu.

De même, la variance standard globale à laquelle ils seront confrontés toute l’année est: 365 * 24 * 6 * p * (1 personne).

Maintenant, nous allons définir «l’écart type». L’écart type est un terme qui définit de combien les membres d’un groupe distribué particulier varient-ils de la moyenne du groupe.

Dans le contexte de la blockchain et de cet exemple, l’écart type est de combien la récompense de ce mineur aura-t-elle dévié de la récompense attendue..

Écart type = [sqrt] variance / rendement attendu.

Maintenant, comme nous le savons:

variance = 365 * 24 * 6 * p * (1 personne)

rendement attendu = 365 * 24 * 6 * p

Ainsi, en substituant ces valeurs, nous obtenons:

Écart type = [sqrt] (365 * 24 * 6 * p * (1-p)) / 365 * 24 * 6 * p

Prenons maintenant un exemple.

Supposons qu’un mineur possède 0,01% du taux de hachage du réseau. (Signification p = 0,0001).

Si vous remplacez les valeurs en fonction de l’équation d’écart type, vous obtiendrez un écart type de 0,4364 OU 43,6%!!

Un écart de 43,6% par rapport à la récompense attendue ou un mineur qui possède un taux de hachage de 0,01%.

La seule solution pour réduire cet écart et cette variance est de regrouper les ressources pour augmenter le pourcentage de taux de hachage global, ce qui est exactement ce qu’offrent les pools de minage..

Les inconvénients

  • Beaucoup dépend de l’éthique du gestionnaire de piscine.

  • Centralisation: nous en reparlerons plus tard. »

Les avantages de devenir mineur

Alors, pourquoi devrais-tu devenir mineur?

  • Vous obtenez Ether! Tout d’abord, la raison la plus évidente. Vous obtenez votre propre Ether. De plus, au moment où vous extrayez un bloc, vous pouvez percevoir des frais de transaction pour toutes les transactions qui y entrent.
  • Si vous croyez en Ethereum ou en crypto-monnaie en général, vous pouvez avoir une voix dans le réseau grâce au minage.
  • Enfin, alors qu’Ethereum passe à la preuve d’enjeu, la construction d’un grand gisement d’Ethereum maintenant via la preuve de travail sera certainement utile..

Qu’est-ce que la preuve d’enjeu?

En parlant de Proof of Stake (POS), qu’est-ce que cela signifie exactement et pourquoi Ethereum va-t-il y passer? Concentrons-nous sur la première partie de la question pour le moment.

La preuve d’enjeu rendra tout le processus d’extraction virtuel et remplacera les mineurs par des validateurs.

Voici comment le processus fonctionnera:

  • Les validateurs devront verrouiller certaines de leurs pièces comme mise.

  • Après cela, ils commenceront à valider les blocs. Cela signifie que lorsqu’ils découvrent un bloc qui, selon eux, peut être ajouté à la chaîne, ils le valideront en plaçant un pari dessus..

  • Si le bloc est ajouté, les validateurs recevront une récompense proportionnelle à leurs paris.

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Le point de vente rendra l’exploitation minière complètement virtuelle et réduira considérablement le gaspillage qui résultera du POW.

L’implémentation POS d’Ethereum s’appelle le protocole Casper.

Pourquoi Casper était-il nécessaire? Il s’avère qu’il y a un gros problème lors de la mise en œuvre des points de vente.

Le plus grand obstacle à la preuve d’enjeu

Les développeurs d’Ethereum ont toujours prévu de passer finalement à la preuve d’enjeu, c’était toujours leur plan. Cependant, avant de pouvoir le faire, ils ont dû remédier à l’un des plus grands défauts de la preuve d’enjeu (POS).

Considérez ce scénario pendant un moment:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Supposons que nous ayons une situation comme celle ci-dessus. Il y a une chaîne principale bleue et une chaîne rouge qui sorte de branches de la principale elle-même. Qu’y a-t-il pour empêcher un mineur malveillant d’exploiter les blocs rouges et forcer une fourche dure?

Dans un système de preuve de travail (POW), ce risque peut être atténué.

Supposons que le mineur malveillant Alice veuille miner sur la chaîne rouge. Même si elle y consacre tout son pouvoir de hachage, elle n’obtiendra aucun autre mineur pour la rejoindre sur la nouvelle chaîne. Tous les autres continueront à exploiter la chaîne bleue car il est plus rentable et sans risque d’exploiter la chaîne la plus longue.

Rappelez-vous maintenant que le POW est extrêmement coûteux en termes de ressources.

Cela n’a aucun sens pour un mineur de gaspiller autant de ressources sur un bloc qui sera de toute façon rejeté par le réseau. Par conséquent, les fractionnements de chaîne sont évités dans un système de preuve de travail en raison de la somme d’argent que l’attaquant devra gaspiller..

Cependant, les choses semblent un peu différentes lorsque vous introduisez des points de vente.

Si vous êtes un validateur, vous pouvez simplement placer votre argent à la fois dans la chaîne rouge et la chaîne bleue sans craindre aucune répercussion. Quoi qu’il arrive, vous gagnerez toujours et vous n’aurez rien à perdre, malgré la malveillance de vos actions.

C’est ce qu’on appelle le problème du «Rien en jeu», et c’est quelque chose qu’Ethereum devait résoudre.

Ils avaient besoin d’un protocole qui pourrait implémenter le point de vente et atténuer le problème du «rien en jeu».

Ethereum Mining: Entrez Casper

Casper est le protocole de point de vente qu’Ethereum a choisi d’utiliser. Bien qu’une équipe entière soit occupée à le créer, Vlad Zamfir est souvent considéré comme le «visage de Casper».

Crédit d’image: Blocknomi.

Alors, en quoi Casper est-il différent des autres protocoles Proof of Stake??

Casper a mis en place un processus par lequel ils peuvent punir tous les éléments malveillants. Voici comment fonctionnerait POS sous Casper:

  • Les validateurs mettent une partie de leurs Ethers comme enjeu.

  • Après cela, ils commenceront à valider les blocs. Cela signifie que lorsqu’ils découvrent un bloc qui, selon eux, peut être ajouté à la chaîne, ils le valideront en plaçant un pari dessus..

  • Si le bloc est ajouté, les validateurs recevront une récompense proportionnelle à leurs paris.

  • Cependant, si un validateur agit de manière malveillante et essaie de ne rien faire en jeu, il sera immédiatement réprimandé et tous ses enjeux seront réduits à néant.

Comme vous pouvez le voir, Casper est conçu pour fonctionner dans un système sans confiance et être plus tolérant aux pannes byzantines..

Quiconque agit de manière malveillante / byzantine sera immédiatement puni en faisant réduire sa mise. C’est là qu’il diffère de la plupart des autres protocoles POS. Les éléments malveillants ont quelque chose à perdre, il est donc impossible qu’il n’y ait rien en jeu.

Ce n’est pas le seul endroit où Casper punit les validateurs.

Comme Hudson James et Joris Bontje le notent dans leurs réponses dans «StackExchange», Casper conçoit des incitations plus sévères afin de garantir la sécurité du réseau, y compris en punissant les mineurs qui se déconnectent, involontairement ou non..

Cela signifie que les validateurs devront faire attention à la disponibilité de leur nœud. La négligence ou la paresse les conduira à perdre leur enjeu. Cette propriété réduit la censure des transactions et la disponibilité globale.

Parallèlement à tout cela, la propriété «slashing» confère également à casper un avantage distinct sur les protocoles de preuve de travail normaux.

Reprenons notre diagramme en chaîne:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Dans un protocole de preuve de travail, peu importe qu’un mineur ait exploité la chaîne bleue ou la chaîne rouge. Le mineur honnête et le mineur malveillant auraient dépensé la même quantité de ressources.

Dans Casper, cependant, si un validateur honnête mine sur la chaîne bleue, il obtiendra une récompense proportionnelle à son pari, cependant, un mineur malveillant verra sa mise réduite pour avoir parié sur la chaîne rouge..

D’accord, tout va bien, mais comment Ethereum va-t-il s’assurer que les mineurs passeront du POW au POS?

Ils prévoient de le faire via une bombe à retardement.

Quelle est la bombe à retardement de difficulté?

De quoi inciter les mineurs à passer d’un protocole de preuve de travail à un protocole de preuve de participation?

Les mineurs achètent des équipements pour des milliers de dollars pour pouvoir exploiter des blocs. Le moment où POS arrive à bord; tout cet équipement devient sans valeur. Imaginez dépenser autant d’argent et avoir mis en place des piscines super complexes, et tout cela devenant complètement inutile.

Si tel est le cas, qu’y a-t-il pour empêcher les mineurs de rester sur l’ancienne chaîne de preuve de travail et de continuer à exploiter dessus? Cela créera essentiellement trois pièces Ethereum: Ethereum Classic, Ethereum Proof-of-work et Ethereum Proof-of-Participation. Ça va être un cauchemar absolu.

Non seulement cela diminuera considérablement la valeur économique et la crédibilité d’Ethereum, mais cela diluera également le taux de hachage de la chaîne globale, ce qui peut la rendre vulnérable aux attaques de pirates informatiques..

Afin de s’assurer que les mineurs sont suffisamment incités à rejoindre la nouvelle chaîne, les développeurs d’Ethereum ont introduit la bombe à retardement de difficulté. La bombe à retardement a été introduite le 7 septembre 2015. Pour comprendre comment fonctionne la bombe à retardement de difficulté, il est important de comprendre à quel point l’exploitation minière et difficile fonctionne.

Qu’est-ce que la difficulté et comment ça marche?

Le concept de difficulté a commencé avec le bitcoin. Lorsque le bitcoin a été introduit pour la première fois, l’exploitation minière était extrêmement simple et tout le monde pouvait le faire en utilisant son PC. Cependant, à mesure que le bitcoin devenait de plus en plus populaire, le nombre de mineurs sur le réseau augmentait. Cela a soulevé une possibilité très réelle que les mineurs deviennent incontrôlables et extraient tous les bitcoins restants en l’espace d’un an. Satoshi Nakamoto a envisagé ce qui se passe et a donc introduit le système de «difficulté».

Le système de difficulté fonctionne comme ceci: les mineurs dépensent leur puissance de calcul pour résoudre des énigmes cryptographiques. La façon dont ils font cela est qu’ils ajoutent de manière aléatoire une chaîne aléatoire (appelée nonce) au hachage du bloc, puis ils hachent la chaîne entière. Si le nombre résultant est inférieur à un nombre fixe particulier, il est considéré comme réussi et le nouveau bloc est ajouté à la blockchain. Trouver ce «nonce» est extrêmement difficile et aléatoire et c’est le cœur de tout minage.

Si nous devions récapituler l’ensemble du processus, voici à quoi il ressemblerait:

  • Le hachage du contenu du nouveau bloc est pris.

  • Un nonce (chaîne aléatoire) est ajouté au hachage.

  • La nouvelle chaîne est à nouveau hachée.

  • Le hachage final est ensuite comparé au niveau de difficulté et vu s’il est réellement inférieur ou non.

  • Sinon, le nonce est modifié et le processus se répète à nouveau.

  • Si oui, alors le bloc est ajouté à la chaîne et le grand livre public est mis à jour et alerté de l’ajout.

  • Les mineurs responsables de cela étant donné la récompense de bloc.

La difficulté est ajustée tous les 2016e bloc.

Le niveau de difficulté est directement proportionnel à la vitesse à laquelle les blocs sont extraits. Bitcoin a un temps de blocage moyen de 10 minutes.

Si le temps de blocage passe en dessous, le niveau de difficulté est augmenté, s’il augmente, le temps de difficulté diminue. Ceci est fait pour s’assurer que le temps de blocage de Bitcoin reste ~ 10 minutes.

C’est essentiellement ainsi que fonctionne l’extraction de bitcoin et Ethereum suit également le même protocole, la différence étant qu’un bloc est extrait toutes les 15 secondes dans Ethereum..

Le graphique suivant montre la difficulté croissante d’Ethereum:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Alors que fera la bombe à retardement?

La bombe de difficulté augmentera de façon exponentielle la difficulté à tel point que l’exploitation minière deviendra impossible.

Comme nous l’avons déjà dit, le niveau de difficulté s’ajuste en fonction de la vitesse à laquelle les blocs sont extraits. L’algorithme d’ajustement de la difficulté Ethereum ressemble à ceci:

block_diff = parent_diff + parent_diff // 2048 * max (1 – (block_timestamp – parent_timestamp) // 10, -99) + int (2 ** ((block.number // 100000) – 2))

(Ici, “//” est l’opérateur de division tel que 6 // 2 = 3 et 9 // 2 = 4.)

Alors, comprenons ce que cela signifie essentiellement en anglais simple:

Block_timestap = l’heure à laquelle le bloc a été miné.

Parent_timestamp = l’heure à laquelle le bloc parent aka le bloc avant qu’il ne soit miné.

  • Si (block_timestamp – parent_timestamp) < 10 secondes puis un facteur “parent_diff // 2048 * 1” est ajouté à la difficulté.

  • Si (block_timestamp – parent_timestamp) est compris entre 10-19 secondes, alors la difficulté est maintenue la même.

  • Si (block_timestamp – parent_timestamp) > 20 secondes puis la difficulté est réduite de “parent_diff // 2048 * -1” jusqu’à un maximum de “parent_diff // 2048 * -99”.

C’est ainsi que fonctionnait l’algorithme d’ajustement de la difficulté dans la version Homestead d’Ethereum. L’idée est de garder le temps de blocage ~ 15 secondes.

Donc, ce que la bombe de difficulté va faire, c’est qu’elle augmentera la difficulté d’une quantité tellement exponentielle sans l’ajuster qu’il faudra de plus en plus de temps pour résoudre les énigmes cryptographiques. Finalement, il deviendra presque impossible de miner sur la chaîne. Ce phénomène s’appelle «l’Âge de glace Ethereum», le moment où tout le style POW minier devient impossible.

Lorsque cela se produit, les mineurs n’auront aucune option MAIS pour aller à la nouvelle chaîne Ethereum qui a Proof-Of-Stake dessus.

Très bien, alors pourquoi est-ce souhaité? Quels sont les problèmes auxquels nous sommes confrontés avec la preuve de travail que la preuve d’enjeu cherche à résoudre?

Pourquoi le point de vente est nécessaire POW?

La mise en œuvre de la preuve de participation présente plusieurs avantages. Ils peuvent tous être listés dans les catégories suivantes. (Grand bravo à Jon Choi et à son article).

  • Aide à réaliser la décentralisation.
  • Efficacité énergétique.
  • Sécurité Economique.
  • Mise à l’échelle.
  • Transition vers PDV.

Ethereum Mining: parvenir à la décentralisation

Comme nous l’avons vu ci-dessus, les protocoles POW ne sont plus vraiment favorables à la décentralisation. Jetons un œil au tableau de distribution du hashrate pour Bitcoin:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Et voici la distribution de hashrate des pools de minage dans Ethereum:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Courtoisie d’image: Etherchain.org

Comme vous pouvez le voir, la majorité du hashrate est concentrée dans certains pools spécifiques et cela signifie que quoi qu’il arrive, ils auront toujours une meilleure chance d’extraire des blocs et d’obtenir des récompenses que quiconque..

Parce qu’ils peuvent obtenir plus d’argent, ils peuvent donc se permettre des ASIC meilleurs et plus rapides. Cela signifie essentiellement que, quoi qu’il arrive, les grands pools miniers auront toujours un avantage sur les individus et les petits pools. En d’autres termes, les riches deviendront toujours plus riches.

La preuve d’enjeu rend cela totalement hors de propos en rendant l’exploitation minière complètement virtuelle. Cependant, ce n’est pas la seule façon dont le point de vente atténue les effets de la centralisation. Pour comprendre cela, nous devons d’abord savoir ce que signifie «économies d’échelle». (Merci à la chaîne YouTube ACDCLeadership pour les données).

En ce qui concerne la production, il en existe deux types:

  • Production à court terme.

  • Production à long terme.

Dans la production à court terme, au moins des ressources d’entrée sont fixes. Prenons une petite pizzeria qui n’a qu’un seul four. Peu importe s’ils doivent produire 1 pizza de 25, il y a le seul four qu’ils peuvent utiliser pour créer ces pizzas.

Dans une production à long terme, toutes les ressources sont variables, et c’est là qu’interviennent les économies d’échelle.

Ainsi, dans une production à long terme où la quantité de ressources d’entrée est variable, que se passe-t-il si vous doublez l’entrée? Il n’y a que trois résultats à ce scénario particulier. Nous appelons cela des «retours à l’échelle».

  • La sortie fait plus que doubler. Cela signifie qu’il y a un retour d’échelle croissant.

  • La sortie double. Cela signifie qu’il y a un retour à l’échelle fixe.

  • La sortie ne double pas. Cela signifie qu’il y a des rendements d’échelle décroissants.

Ce qui suit vous montrera une représentation graphique des économies d’échelle.

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Courtoisie d’image: Wikipedia

Que se passe-t-il exactement ici?

Lorsque la production est augmentée de Q à Q2, le coût global de la production diminue de C à C1. C’est ce qu’on appelle les économies d’échelle.

Après cela, ça s’équilibre un peu. C’est là que vous obtenez des rendements d’échelle constants.

Et puis quand vous allez au-delà, le coût augmente à mesure que vous augmentez la production au-delà du T2.

Cela signifie que les grandes entreprises peuvent diminuer le coût moyen de leurs produits en augmentant le nombre de leurs sorties! (Jusqu’à une limite)

Dans un sens… plus c’est moins!

Prenons un exemple concret de cela.

Les coûts initiaux d’un petit boulanger seront évidemment inférieurs à ceux d’une grande entreprise de boulangerie, car l’entreprise devra investir dans de nombreuses machines. Cependant, sur le long terme, le coût moyen de chaque miche de pain sera beaucoup moins élevé pour l’entreprise que pour le boulanger..

Ok, tout cela va bien, mais comment cela s’applique-t-il aux pools de minage?

Tout comme les grandes entreprises, les pools miniers plus importants peuvent réduire le coût de leurs ressources en intrants en:

  • Amortir un coût fixe sur une opération plus importante.

  • Avoir un pouvoir de négociation en opérant comme une entité plus grande.

Cela signifie essentiellement qu’un grand pool minier influent peut, dollar pour dollar, générer plus de taux de hachage qu’un autre pool, même s’il dépense le même montant d’argent..

Ce problème est complètement atténué dans la preuve de participation pour une raison simple. En POS, vous investissez une participation. Vous ne pouvez pas simplement mettre en commun et rendre votre mise plus précieuse dollar pour dollar. À la fin de la journée, 1 dollar = 1 dollar. Les économies d’échelle ne fonctionnent pas ici.

Efficacité énergétique

Le plus gros problème de la preuve de travail est le gaspillage d’énergie. Le pire, c’est qu’il s’agit d’un gaspillage d’énergie par souci de gaspillage d’énergie. Bitcoin, en particulier, est vorace dans son appétit d’énergie. Regarde ça:

Courtoisie d’image: Digicnomist

Que diriez-vous d’autres numéros (avec la permission de Digicmonist)

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Il y a deux nombres sur lesquels vous devriez vous concentrer:

Le coûts miniers mondiaux annuels du bitcoin est de 1 423 794 674 $.

Le Bitcoin à lui seul consomme annuellement 28,48 TWh d’électricité. Le pays de l’Équateur a consommé environ 21 TWh!

En fait, comparons la consommation d’énergie de Bitcoin à celle de certains pays:

Bitcoin consomme plus d’énergie que l’Irlande, le Bahreïn et la République slovaque!

Ok, même le terrain de jeu.

Et si nous comparions Bitcoin à d’autres systèmes de paiement? Dites… Visa.

Comment la consommation d’énergie du bitcoin se compare-t-elle à celle du visa?

Ouais… pas bon.

Il est donc évident que le bitcoin consomme beaucoup d’énergie, et il y a beaucoup d’argent dépensé sur les ressources. Mais qu’en est-il des coûts externes? L’effet de cette consommation d’énergie sur l’environnement doit être immense.

Bien qu’il ne fasse aucun doute que le bitcoin et le POW ont apporté de nombreux changements sociaux positifs, nous devrions au moins voir ce qu’un système de point de vente à grande échelle peut faire et s’il fonctionne aussi bien sans consommer autant d’énergie..

Sécurité Economique

Le plus grand avantage de POS, et en particulier de Casper, est sa sécurité économique. Pensez-y, supposons que vous soyez un validateur et que vous ayez votre propre argent stocké en tant que participation dans le réseau. Il est dans votre propre intérêt d’agir dans le meilleur intérêt du réseau. Pourquoi agiriez-vous de manière malveillante en sachant qu’une grande partie de votre participation peut être réduite et prise en charge si vous le faites?

Pourquoi attaquer un réseau et nuire à la valeur de la pièce alors qu’une grande partie de votre devise y est enfermée?

De plus, cet «effet de slashing» supprime la possibilité d’une «attaque de campement d’apparition» lorsque Vitalik le frappe:

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Image courtoisie: Vitalik Buterin Twitter.

Les attaques de spawn peuvent être empêchées dans les points de vente par le simple fait qu’une seule attaque entraînera la réduction et la suppression de la mise investie. Et si vous n’avez aucune participation investie, vous ne pouvez pas participer à la validation du point de vente.

Mise à l’échelle

La manière la plus évidente dont POS va contribuer à l’évolutivité est d’activer le partitionnement.

Comme le dit Vlad Zamfir, le sharding avec POW n’est pas impossible, mais c’est difficile.

Qu’est-ce que le sharding?

Le sharding est un terme emprunté aux systèmes de bases de données. Voyons ce que signifie le partitionnement par rapport à la base de données. Supposons que vous ayez une énorme base de données volumineuse pour votre site Web. Le fait d’avoir une base de données volumineuse ralentit non seulement la recherche de données, mais nuit également à votre évolutivité. Alors, que faites-vous dans ce cas?

Que faire si vous faites une partition horizontale sur vos données et les transformez en tables plus petites et les stockez sur différents serveurs de base de données?

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Image courtoisie: Dzone

Ainsi?

Maintenant, vous vous demandez peut-être pourquoi une partition horizontale et non une partition verticale? C’est à cause de la façon dont les tableaux sont conçus:

Considère ceci. Supposons que ce soit notre table principale:

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Maintenant, si nous devions partitionner cette table verticalement:

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Vous voyez ce qui se passe? Lorsque vous partitionnez verticalement une table, elles ont tendance à devenir deux tables complètement différentes..

Cependant, si nous devions les partitionner horizontalement:

Comprendre l'exploitation minière d'Ethereum et la nécessité d'une preuve d'enjeu

Vous voyez? C’est la même table / base de données mais avec moins de données. Ces bases de données plus petites sont appelées fragments de la base de données plus grande. Chaque partition doit être identique avec la même structure de table.

Alors que se passera-t-il si nous implémentons le sharding dans un protocole POW?

Le partage accélérera le traitement en divisant un état en différents fragments. Cependant, si nous utilisons POW, les plus petits fragments risquent d’être repris par des mineurs malveillants en raison de son faible taux de hachage. En fait, c’est la principale raison pour laquelle les blockchains POW ne peuvent jamais implémenter le sharding, tous les petits fragments peuvent être facilement repris..

Ce risque est complètement atténué dans les points de vente car il n’a pas le concept de minage.

Conclusion de l’exploitation minière d’Ethereum

Comme vous pouvez le voir, les choses vont changer énormément une fois la preuve d’enjeu implémentée. Cependant, quiconque veut entrer dans le jeu minier POW à Ethereum a encore amplement de temps pour le faire.

Mike Owergreen Administrator
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