Menu

Qu'est-ce que le minage du Bitcoin ?

mineur de bitcoins

Le minage de bitcoins se fait sur des ordinateurs très puissants qui résolvent des problèmes mathématiques très complexes. Le travail requis par un ordinateur pour résoudre un de ces problèmes est l'équivalent d'un mineur qui essaie d'extraire de l'or du sol. Aujourd'hui, la probabilité qu'un ordinateur résolve l'un de ces problèmes mathématiques est d'environ 1 sur 13 milliards, mais nous en parlerons plus tard.

Le résultat du minage de bitcoins est double :

  1. Tout d'abord, lorsque les ordinateurs résolvent ces problèmes mathématiques complexes sur le réseau Bitcoin, ils produisent de nouveaux bitcoins, à l'instar d'une exploitation minière lorsqu'elle extrait de l'or ou un autre métal.
  2. Deuxièmement, en résolvant ces problèmes de mathématiques, les mineurs de bitcoins rendent le réseau de paiement Bitcoin fiable et sûr en vérifiant les informations relatives aux transactions.

Pour les débutants dans le monde des crypto-monnaies, une grande partie de ce que nous avons dit n'a sûrement pas beaucoup de sens. Pour expliquer plus en détail le fonctionnement de l'extraction du bitcoin, commençons par un processus un peu plus proche de nous : la réglementation de la monnaie imprimée.

En quoi le Bitcoin diffère-t-il des monnaies traditionnelles ?

Les consommateurs ont tendance à faire confiance aux monnaies imprimées (monnaies fiat), du moins dans les pays modernes, car elles sont soutenues par une banque centrale, comme la Réserve fédérale aux États-Unis, la Banque centrale européenne dans l'Union européenne et la Banque d'Angleterre au Royaume-Uni.

Même les systèmes de paiement numérique avec des devises fiduciaires sont soutenus par une autorité centrale. Lorsqu'une personne effectue un achat en ligne avec sa carte de débit ou de crédit, par exemple, cette transaction est traitée par une société de traitement des paiements telle que Mastercard ou Visa. En plus d'enregistrer l'historique de leurs transactions, ces sociétés vérifient que les transactions ne sont pas frauduleuses, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles la carte de débit ou de crédit d'une personne peut être suspendue pendant un voyage.

Les crypto-monnaies, en revanche, ne sont pas réglementées par une autorité centrale. Le Bitcoin est soutenu par des millions d'ordinateurs dans le monde entier appelés "nœuds". Ce réseau informatique remplit la même fonction que la Réserve fédérale, Visa et Mastercard, mais avec quelques différences essentielles. Les nœuds stockent des informations sur les transactions passées et aident à vérifier leur authenticité. Toutefois, contrairement à ces autorités centrales, les nœuds de BTC sont répartis dans le monde entier et enregistrent les données des transactions dans une liste publique accessible à tous.

Qu'est-ce que le minage du bitcoin ?

Les transactions effectuées dans les magasins physiques et sur Internet sont documentées par les banques, les systèmes de points de vente et les reçus physiques. Les mineurs de bitcoins obtiennent le même effet sans ces institutions en regroupant les transactions en "blocs" et en les ajoutant à un registre public appelé "blockchain". Les nœuds tiennent des registres de ces blocs afin de pouvoir les vérifier à l'avenir.

Lorsque les mineurs de bitcoins ajoutent un nouveau bloc de transactions à la chaîne de blocs, une partie de leur travail consiste à vérifier que ces transactions sont exactes. En particulier, les mineurs de bitcoins s'assurent que les crypto-monnaies ne sont pas dupliquées, une caractéristique unique des pièces numériques appelée "double dépense". Avec les monnaies imprimées, la duplication de la monnaie n'est pas un problème. Lorsqu'une personne dépense 50 dollars dans un magasin, cet argent est déjà entre les mains de l'employé. Mais avec la monnaie numérique, c'est une autre histoire.

Les informations numériques peuvent être reproduites relativement facilement, de sorte qu'avec les bitcoins et autres pièces numériques, il y a un risque qu'un utilisateur puisse faire une copie de ses bitcoins pour les envoyer ailleurs tout en conservant les bitcoins originaux. Revenons un instant à la monnaie imprimée et disons que quelqu'un a essayé de dupliquer votre billet de 50 dollars pour dépenser à la fois l'original et la contrefaçon. Si un employé sait que des clients dupliquent de l'argent, il lui suffit de regarder les numéros de série sur les billets. Si les chiffres s'avèrent identiques, l'employé saura que l'argent a été dupliqué. Cette analogie est similaire à ce que fait un mineur de bitcoins lorsqu'il vérifie de nouvelles transactions.

Récompense pour les mineurs

Cependant, avec jusqu'à 500 000 achats et ventes en une seule journée, la vérification de chacune de ces transactions peut représenter beaucoup de travail pour les mineurs, ce qui constitue une autre différence essentielle entre les mineurs de bitcoins et la Réserve fédérale, Mastercard ou Visa. En compensation de leurs efforts, les mineurs reçoivent des bitcoins chaque fois qu'ils ajoutent un nouveau bloc de transactions à la chaîne. La quantité de nouveaux bitcoins libérés avec chaque bloc extrait est appelée "récompense de bloc". La récompense globale est réduite de moitié tous les 210 000 blocs, soit environ tous les 4 ans. Elle était de 25 en 2012, 12.5 en 2016, et elle sera de 6.25 en 2020.

À ce rythme, le nombre total de bitcoins en circulation approchera une limite de 21 millions, rendant la monnaie plus rare et plus précieuse au fil du temps, mais aussi plus chère pour les mineurs.

Comment fonctionne le minage du Bitcoin ?

Pour que les mineurs de bitcoins puissent réellement gagner des bitcoins en vérifiant les transactions, deux choses doivent se produire. Tout d'abord, ils doivent vérifier 1 mégaoctet (Mo) d'informations sur les transactions dans la chaîne de blocs des bitcoins, qui peut en théorie être aussi petite qu'une transaction, mais souvent ce mégaoctet d'informations équivaut à plusieurs milliers de transactions, selon la quantité de données que chaque transaction stocke. C'est la partie facile.

Deuxièmement, pour ajouter un bloc de transactions à la chaîne de blocs, les mineurs doivent résoudre un problème complexe de mathématiques informatiques, également appelé "test de fonctionnement". Ce que les mineurs essaient vraiment de faire, c'est de trouver un nombre hexadécimal à 64 chiffres, appelé dièse, qui soit inférieur ou égal au dièse cible. Fondamentalement, l'ordinateur d'un mineur génère des hachages à un taux de mégahashs par seconde (MH/s), de gigahashs par seconde (GH/s), ou même de térachas par seconde (TH/s) selon l'unité, produisant tous les nombres à 64 chiffres possibles jusqu'à ce qu'il trouve une solution. En d'autres termes, c'est un pari.

Le niveau de difficulté du bloc le plus récent au moment de la rédaction du présent document est de plus de 13 milliards. En d'autres termes, la probabilité qu'un ordinateur produise un hachage inférieur à l'objectif est de 1 sur 13 milliards. Heureusement, les systèmes modernes d'exploitation informatique sont capables de générer une énorme quantité de possibilités de hachage par seconde. Cependant, l'extraction du bitcoin nécessite une grande quantité d'énergie et un équipement informatique sophistiqué, mais nous en reparlerons plus tard.

Le niveau de difficulté est ajusté tous les 2016 blocs, soit environ toutes les deux semaines, dans le but de maintenir un taux d'extraction constant. En d'autres termes, plus les mineurs sont en concurrence pour trouver une solution, plus le problème devient difficile. L'inverse est également vrai. Si vous enlevez la puissance de calcul du réseau, la difficulté est ajustée à la baisse pour faciliter l'exploitation minière.

Comment faire face à la concurrence des millions d'autres mineurs ?

Si la probabilité de 1 sur 13 milliards ne semble pas assez difficile, expliquons maintenant l'autre facteur qui complique encore plus l'extraction minière du BTC. Non seulement les mineurs de bitcoins doivent trouver le bon hash cryptographique, mais ils doivent être les premiers à le faire.

Comme l'extraction de bitcoins est essentiellement un travail de devinette, pour trouver la bonne réponse avant un autre mineur, il faut surtout savoir à quelle vitesse l'ordinateur du mineur peut produire des hashs. Il y a tout juste dix ans, l'extraction de bitcoins pouvait se faire de manière compétitive sur des ordinateurs de bureau normaux. Avec le temps, cependant, les mineurs ont réalisé que les cartes graphiques couramment utilisées pour les jeux vidéo étaient plus efficaces et ont commencé à dominer le jeu. En 2013, les mineurs de bitcoins ont commencé à utiliser des ordinateurs spécialement conçus pour extraire le plus efficacement possible les monnaies cryptées, appelés ASIC (Application-Specific Integrated Circuits). Ces ordinateurs spécialisés pour l'extraction de crypto-monnaies coûtent de plusieurs centaines de dollars à des dizaines de milliers, mais leur efficacité dans l'extraction de bitcoins est supérieure.

Aujourd'hui, le minage du bitcoin est si compétitif qu'il ne peut se faire de manière rentable qu'avec les ASIC les plus puissants et les plus modernes. Lorsque l'on utilise des ordinateurs de bureau, des GPU ou d'anciens modèles d'ASIC, le coût de la consommation électrique dépasse en fait les revenus générés par les crypto-monnaies obtenues. Même avec l'unité la plus récente disponible, un ordinateur suffit rarement à concurrencer ce que les mineurs appellent les "pools miniers", également appelés groupes miniers.

Un pool minier est un groupe de mineurs qui combinent leur puissance de calcul et répartissent les bitcoins extraits entre les participants. Un nombre disproportionné de chaînes de blocs du bitcoin est extrait par des groupes miniers plutôt que par des mineurs individuels. Les groupes et entreprises minières ont accumulé de grands pourcentages de puissance de calcul du BTC.

L'extraction minière du Bitcoin est-elle durable aujourd'hui ?

Avec une probabilité de 1 sur 13 milliards de possibilités, des niveaux de difficulté croissants et l'énorme réseau d'utilisateurs contrôlant les transactions, un bloc de transactions est contrôlé environ toutes les 10 minutes. Mais il est important de se rappeler que 10 minutes est un objectif, pas une règle.

Le réseau Bitcoin peut traiter environ sept transactions par seconde, et les transactions sont enregistrées dans la chaîne de blocs toutes les dix minutes. À titre de comparaison, Visa peut traiter environ 24 000 transactions par seconde. Toutefois, comme le réseau des utilisateurs de bitcoins continue de se développer, le nombre de transactions effectuées en 10 minutes finira par dépasser le nombre de transactions pouvant être traitées en 10 minutes. À ce moment-là, les délais d'attente pour les transactions commenceront et continueront à s'allonger, à moins qu'une modification soit apportée au protocole bitcoin.

Ce problème au cœur du protocole bitcoin est connu sous le nom de "scaling". Si les mineurs de bitcoins sont généralement d'accord pour dire qu'il faut faire quelque chose pour lutter contre le scaling, le consensus est moins grand sur la manière de le faire. Deux solutions ont été proposées pour résoudre le problème du scaling. Les développeurs ont fait des suggestions :

  1. Créer une couche secondaire "hors chaîne" pour le réseau Bitcoin qui permettrait des transactions plus rapides que la chaîne de blocs pourra vérifier ultérieurement.
  2. Augmenter le nombre de transactions que chaque bloc peut stocker.

Avec moins de données à vérifier par bloc, la solution 1 rendrait les transactions plus rapides et moins coûteuses pour les mineurs. La solution 2 résoudrait le problème du scaling en permettant de traiter plus d'informations toutes les 10 minutes en augmentant la taille du bloc.

En juillet 2017, des mineurs de bitcoins et des sociétés minières représentant environ 80 à 90 % de la puissance de calcul du réseau ont voté pour intégrer un programme qui réduit la quantité de données nécessaires pour vérifier chaque bloc. En d'autres termes, ils ont opté pour la solution 1.

Le programme s'appelle SegWit, ce terme est une fusion de 'Segregated', qui signifie séparer, et de 'Witness', qui signifie témoin et fait référence aux signatures dans une transaction bitcoin. Par conséquent, dans ce contexte de témoin séparé, il s'agit de séparer les signatures des transactions d'un bloc et de les joindre en tant que bloc étendu. Bien que l'ajout d'un programme unique au protocole bitcoin ne semble pas être une solution, on estime que les données de signature représentent jusqu'à 65 % des données traitées dans chaque bloc de transaction.

Moins d'un mois plus tard, en août 2017, un groupe de mineurs et de développeurs ont entamé une bifurcation difficile, laissant le réseau bitcoin créer une nouvelle crypto-monnaie en utilisant le même code de base que le bitcoin. Si ce groupe a convenu de la nécessité d'une solution au scaling, il s'est inquiété du fait que l'adoption de la technologie des crypto-monnaies séparées ne résoudrait pas entièrement le problème du scaling.

La monnaie qui en résulte, appelée "bitcoin cash", a augmenté la taille du bloc à 8 Mo pour accélérer le processus de vérification et permettre un débit d'environ 2 millions de transactions par jour. Depuis ce jour, il y a eu un débat animé entre les partisans des deux systèmes, chaque groupe faisant valoir que sa version du Bitcoin est le "vrai Bitcoin". Le 14 novembre 2019, le Bitcoin Cash était évalué à environ 228,98 dollars alors que la valeur du Bitcoin ce jour-là était de 7044 dollars.

Cryptotab