#1 02-11-2023 14:53:35

Climax

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Preuve de travail ou preuve d'enjeu : quel est le meilleur réseau ?

Les modèles de consensus sont un sujet sensible dans l'industrie de la blockchain, les loyalistes du Bitcoin et de l'Ethereum vous maudiront à mort si vous affirmez que l'un est meilleur que l'autre. Découvrez la vérité par vous-même en lisant une comparaison simple et rapide !

Le principe fondamental de la technologie blockchain est de résoudre la manière dont les participants au réseau parviennent à un accord sur un état unique d'un grand livre numérique de manière décentralisée. Il existe de nombreux mécanismes de consensus qui décident de la manière dont les nœuds parviennent à un consensus, les plus populaires étant la preuve de travail (PoW - Proof of Work) et la preuve d'enjeu (PoS - Proof of Stake).

Pour préserver leur légitimité, leur décentralisation et leur stabilité, les réseaux de chaînes de blocs ne doivent jamais avoir qu'un seul état. Pensez-y de la manière suivante : s'il existait des réalités alternatives, les nœuds auraient pour tâche de parvenir à un consensus sur la "vraie" réalité. De même, les blockchains doivent conserver un seul historique des transactions et de leur état.

Les modèles de consensus ont également un effet sur la manière dont les mineurs confirment les transactions et parviennent au consensus susmentionné. Cela conduit à la fameuse question de la preuve de travail par rapport à la preuve d'enjeu, où les partisans inflexibles de Bitcoin et Ethereum se battent pour la supériorité de chaque modèle.

Un bref résumé sur le PoW et le PoS

En théorie, le gagnant est clair. Mais dans la pratique, il reste à voir quel modèle s'en sort le mieux. Avant de comparer PoS et PoW, voyons d'abord ce qu'est chaque modèle et comment il fonctionne.

Qu'est-ce que la preuve de travail et comment fonctionne-t-elle ?

La preuve de travail est le premier mécanisme de consensus utilisé dans la technologie blockchain. Il a été créé par Satoshi Nakamoto, le mystérieux créateur du Bitcoin. La preuve de travail a servi de base à toutes les autres blockchains et, vu le succès de Bitcoin, les développeurs n'y ont pas réfléchi à deux fois.

Nakamoto s'est inspiré de l'idée de Hall Finney d'une "preuve de travail réutilisable". Les nœuds qui alimentent le réseau ont pour objectif de confirmer des blocs de transactions qui sont ensuite intégrés de manière permanente et immuable dans le grand livre numérique.

Le traitement des transactions se fait par minage, c'est-à-dire en résolvant des problèmes mathématiques complexes à l'aide de la puissance de calcul afin d'obtenir une meilleure récompense pour un bloc. Plus une personne dépense d'énergie, plus ses chances sont grandes.

Le problème ? Le minage devient extrêmement compétitif avec l'augmentation du nombre de nœuds. La difficulté d'extraction augmente et les nœuds ont moins de chances d'obtenir des récompenses. Il faut donc dépenser plus d'argent pour acheter du matériel plus récent et davantage de composants (généralement des GPU). Il est évident que la consommation d'énergie ne fait qu'augmenter avec le temps et, à un moment donné, l'ensemble du réseau dépense autant d'électricité qu'une zone métropolitaine.

En tant que mécanisme de consensus, la preuve de travail est certainement plus que décentralisée. Mais à vrai dire, il n'est pas viable et il doit y avoir une alternative saine.

Il convient également de noter que le minage n'est plus aussi inclusif qu'il l'était auparavant. Il y a dix ans, les utilisateurs pouvaient miner des dizaines de bitcoins avec leur seul ordinateur portable. Aujourd'hui, pour que l'exploitation minière soit rentable, il faut louer des installations entières pour héberger ce que l'on appelle des "fermes minières". Tout le monde n'a pas les moyens de le faire, et même si c'est le cas, la personne doit vivre dans une région où l'électricité est peu coûteuse.

Tous ces petits problèmes s'accumulent et rendent le PoW totalement impraticable. Pour une partie de la communauté cryptographique, Proof of Stake est le mécanisme de consensus qui devrait remplacer PoW.

Qu'est-ce que la preuve d'enjeu et comment fonctionne-t-elle ?

La preuve d'enjeu est un mécanisme de consensus introduit par Sunny King et Scott Nadal quelques années après le lancement de Bitcoin. L'idée de PoS est de remplacer PoW afin de rendre les blockchains plus efficaces sur le plan énergétique.

Les mineurs dépensent plus de 5 milliards de dollars par an en frais d'électricité, il est donc logique que l'efficacité soit une priorité absolue. Après tout, les coûts ne feront qu'augmenter avec le temps, à mesure que la difficulté du minage augmentera et que les nœuds devront dépenser plus d'énergie informatique pour se surpasser les uns les autres.

Le PoS résout ce problème en remplaçant les mineurs par des validateurs. Le travail d'un validateur est le même que celui d'un mineur (confirmer les transactions), mais la marche à suivre est différente.

Dans ce cas, le nœud doit fournir un "enjeu" qui garantit qu'il agira de bonne foi. S'il ne le fait pas, soit en envoyant des transactions erronées, soit en menant d'autres activités malveillantes, le réseau réduit sa mise. Ethereum 2.0 exige strictement une mise minimale de 32 ETH, vous pouvez donc imaginer à quel point il est pénible de perdre ne serait-ce qu'un seul Ether.

Comme vous pouvez le constater, la base économique est extrêmement différente dans les réseaux PoS. Au lieu de payer de l'électricité pour participer au réseau, les nœuds doivent mettre en jeu leurs actifs cryptographiques. Il n'y a pratiquement pas d'exigences matérielles élevées pour la mise en jeu, ce qui entraîne naturellement une réduction de la consommation d'électricité.

Les développeurs estiment qu'un tel système permet d'améliorer la sécurité, l'évolutivité et même la décentralisation. Cependant, tout le monde ne partage pas cet avis. Il reste des problèmes hypothétiques qui peuvent affecter la sécurité. En outre, aucun réseau basé sur le PoS n'a encore traité une base d'utilisateurs significative, de sorte que personne ne peut affirmer avec certitude que le PoS est plus évolutif.

Preuve de travail ou preuve d'enjeu : Laquelle est la meilleure ?

La comparaison entre la preuve de travail et la preuve d'enjeu doit répondre à un certain nombre de questions élémentaires, qui se résument à la décentralisation, à la sécurité, à l'évolutivité et à la consommation d'énergie.

Pour vous aider à mieux comprendre le sujet, nous allons examiner de près chaque élément individuellement et comparer la preuve de travail et la preuve d'enjeu pour voir laquelle fonctionne le mieux.

Décentralisation

L'équilibre entre décentralisation et centralisation est une question cruciale pour les réseaux de chaînes de blocs. Bien que les deux mécanismes de consensus susmentionnés soient décentralisés, certains facteurs peuvent pousser une blockchain vers la centralisation.

Dans le cas de la preuve de travail, la difficulté de l'exploitation minière oblige les participants à acquérir de meilleurs équipements. La demande est si forte que les producteurs de GPU comme NVIDIA et AMD sont confrontés à des pénuries après le lancement de chaque nouvelle gamme. Cependant, le minage de GPU est une pratique effectuée par ceux qui se trouvent au milieu, qui ne sont ni des mineurs occasionnels ni des mineurs professionnels.

Ceux qui se trouvent au sommet de la hiérarchie minière achètent des ASIC (circuits intégrés à application spécifique) pour miner des crypto-monnaies comme le bitcoin. Comme ces machines sont conçues uniquement pour le minage, elles sont beaucoup plus rapides que les ordinateurs ordinaires.

Certains groupes de personnes qui exploitent professionnellement des crypto-actifs achètent des quantités massives de machines ASIC afin d'alimenter leur puissance de hachage. Parfois, ces groupes travaillent même ensemble pour créer un pool dans le but d'augmenter leurs chances d'obtenir des récompenses sous forme de blocs.

Ces fermes minières sont souvent hébergées par quelques personnes seulement. Bien que le nombre de ces opérateurs soit faible, ils contrôlent une grande partie de la puissance minière globale en BTC.

Par exemple, il convient de noter que la Chine mène la course à cet égard, car elle peut acheter directement des machines ASIC auprès du fabricant le plus proche, et les prix de l'électricité sont incroyablement bas par rapport au reste du monde.

Si ce n'est pas déjà évident, un tel système est incroyablement injuste et ne contribue en rien à la décentralisation. Si seulement quelques pour cent des mineurs représentent, disons, 40 % de la puissance de hachage totale de BTC, comment peut-on dire que Bitcoin est décentralisé ?

La preuve d'enjeu (Proof of stake) présente des problèmes similaires, car les groupes les plus riches ont plus de chances d'obtenir des récompenses de bloc. Mais là encore, PoS est plus accessible et inclusif. Tout le monde peut miser de l'ETH sur Ethereum 2.0, et il n'est pas nécessaire d'investir dans une technologie GPU en déclin ou de dépenser des milliers de dollars en loyer. C'est pourquoi nous considérons que le PoS l'emporte sur le PoW en termes de décentralisation.

Sécurité

Si un réseau blockchain n'est pas sécurisé et que les transactions peuvent être modifiées ou influencées à volonté, il n'y a aucun intérêt à utiliser le système. La sécurité est une priorité absolue pour les blockchains et, pour rester sûr, le réseau doit se prémunir contre diverses attaques et exploits courants.

L'une de ces attaques est l'attaque des 51 %. Essentiellement, l'exploit est réalisé lorsqu'une seule entité obtient plus de 51 % de contrôle sur le réseau. Dans le cadre du PoW, cela signifie que l'entité contrôle plus de la moitié de la puissance minière.

Sur PoS, l'attaque n'a pas de sens. L'individu devrait acheter suffisamment de pièces ou de jetons pour posséder 51 % de l'offre. En outre, il devrait mettre en jeu ces actifs et les mettre en jeu. Étant donné que l'acteur peut être puni pour son mauvais comportement, il n'y a aucun intérêt à mener une telle manœuvre.

En définitive, certains incitants et processus économiques rendent l'exploitation totalement inefficace. Dans ce cas précis, il n'y a rien à gagner de l'attaque. Si quelqu'un achète 51 % de l'offre de jetons, il finit par faire monter le prix et par en tirer profit. Modifier un seul bloc n'est pas quelque chose qui peut surpasser une simple pression d'achat en termes de valeur gagnée.

Évolutivité

Ni la preuve de travail ni la preuve d'enjeu ne sont intrinsèquement évolutives. Les deux modèles de consensus ont des difficultés à traiter un grand nombre de transactions dans un court laps de temps. Dans ce cas, pourquoi tout le monde affirme-t-il que la preuve de travail est évolutive ?

Ce qui permet à PoS d'évoluer, c'est le "sharding", un processus dans lequel plusieurs chaînes sont mises en œuvre afin de diviser la charge de travail globale. Imaginez une unité centrale qui traite les tâches plus rapidement si elle peut répartir les activités informatiques entre plusieurs threads.

Le sharding est une technologie qui peut théoriquement être mise en œuvre dans les deux modèles de consensus. Dans la pratique, cependant, aucun développeur n'a été capable d'intégrer le sharding dans un réseau PoW. D'un autre côté, nous avons de nombreux réseaux de PoS qui intègrent déjà le sharding.

Néanmoins, tout cela ne fonctionne qu'en théorie. Les utilisateurs et les développeurs doivent encore voir si la preuve d'enjeu s'adapte réellement au sharding lorsque la demande est élevée.

Consommation d'énergie

Celle-ci est courte et simple. Nous avons expliqué précédemment que les nœuds de preuve de travail consomment d'énormes quantités d'énergie pour miner des pièces. La seule raison pour laquelle c'est le cas est qu'un ordinateur doit être suffisamment puissant pour avoir une chance de gagner des récompenses de bloc.

Sur PoS, les utilisateurs n'ont pas à résoudre de problèmes mathématiques complexes. La seule exigence est de mettre en jeu des actifs cryptographiques et d'héberger un nœud standard capable de gérer cette activité. La seule tâche réelle consiste à rester en ligne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et à confirmer une transaction lorsque cela est nécessaire. À part cela, il n'y a vraiment rien qui nécessite une attention constante et une forte consommation d'énergie de la part du nœud.

Et voilà. Le PoS bat complètement le PoW dans le domaine de la consommation d'énergie. Le jalonnement (Staking) est le vainqueur absolu et aucune innovation technologique ne pourra le battre de sitôt.

Preuve de travail et preuve d'enjeu : Conclusion

Preuve de travail ou preuve d'enjeu ? Après tout ce temps, il est clair que le vainqueur de cette épreuve de force entre les modèles de consensus est incontestable.

La preuve de travail est tout simplement dépassée et ne peut plus fonctionner de la même manière qu'il y a dix ans. Il y a plus de mineurs que jamais, et la forte concurrence ne fera qu'augmenter la difficulté du minage. Cela aurait un impact important non seulement sur l'écologie des crypto-monnaies, mais aussi sur leur degré d'intégration.

Outre la consommation d'énergie, le PoS domine d'autres aspects tels que la décentralisation, la sécurité et l'évolutivité. Bien que le modèle ait ses propres problèmes, il fait un bien meilleur travail en soutenant l'éthique fondamentale de la technologie perturbatrice et décentralisée.

Mais il ne sert à rien de se vanter pour l'instant. Nous devons admettre qu'aucun réseau PoS n'a servi des millions d'utilisateurs jusqu'à présent et n'a prouvé une fois pour toutes qu'il était réellement meilleur que PoW. Jusqu'à ce moment, le PoS restera un "idéal" de ce à quoi les blockchains devraient ressembler.

Une fois qu'Ethereum 2.0 aura prouvé que le sharding et le PoS peuvent améliorer considérablement la technologie des blockchains, d'autres développeurs s'efforceront-ils de se convertir également au staking ? Ou bien PoW luttera-t-il sur le marché jusqu'à ce que PoS prenne le relais ?

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