Preuve de travail vs preuve d'enjeu, c'est le choix de conception central derrière chaque blockchain publique. Une blockchain n'a aucune autorité centrale pour décider quelles transactions sont valides et dans quel ordre. À la place, des milliers d'ordinateurs indépendants doivent se mettre d'accord, alors que certains d'entre eux pourraient chercher à tricher. La méthode qu'ils utilisent pour parvenir à un accord s'appelle un mécanisme de consensus. La preuve de travail rend la triche coûteuse en exigeant un effort de calcul réel. La preuve d'enjeu la rend coûteuse en exigeant des participants qu'ils déposent une garantie qu'ils peuvent perdre. Les deux fonctionnent ; ils échouent de manières différentes.
Cet article explique le problème que résolvent les deux mécanismes, comment chacun fonctionne, d'où ils viennent, ce qui a changé quand Ethereum a basculé, et les compromis. Il explique le mécanisme et ne constitue pas un conseil financier.
Le problème que résolvent les deux mécanismes
Un registre partagé auquel n'importe qui peut ajouter des entrées fait face à une attaque évidente : quelqu'un dépense une pièce, puis essaie de réécrire le registre pour que cette dépense n'ait jamais existé, et la dépense à nouveau. C'est le problème de la double dépense. Il fait aussi face à un problème plus subtil : si rejoindre le réseau est gratuit, un attaquant peut créer des milliers de faux participants pour surpasser tous les autres.
Un mécanisme de consensus résout les deux en rendant coûteux le droit d'ajouter le bloc suivant. Si l'influence sur le registre exige quelque chose de rare, que ce soit de l'électricité et du matériel ou une part importante des pièces, alors les fausses identités ne coûtent rien mais n'apportent rien, et réécrire l'histoire devient plus coûteux que ce que cela pourrait jamais rapporter. Les détails des blocs et des hachages sont couverts dans comment fonctionne la blockchain.
Les deux mécanismes répondent à la même question : combien devrait coûter l'écriture de la page suivante d'un registre que personne ne possède ?
Vérifie-toiSuppose qu'une énorme quantité de nouvelle puissance de calcul rejoigne le réseau de minage de Bitcoin du jour au lendemain. Avant de continuer, prédis ce qui arrive à la fréquence de découverte des nouveaux blocs dans les semaines qui suivent.Voir la réponseMasquer la réponse
Tout au plus une brève accélération. Bitcoin ajuste la difficulté du casse-tête tous les 2 016 blocs, environ toutes les deux semaines, de sorte qu'un bloc soit trouvé environ toutes les dix minutes quelle que soit la puissance de calcul qui rejoint le réseau. Plus de mineurs rendent le casse-tête plus difficile, pas le registre plus rapide, ce qui explique aussi pourquoi l'énergie dépensée augmente avec la concurrence.
Comment fonctionne la preuve de travail
Dans la preuve de travail, des participants appelés mineurs rivalisent pour ajouter le bloc suivant. Pour gagner, un mineur doit trouver un nombre qui, combiné au contenu du bloc et passé dans une fonction de hachage, produit un résultat inférieur à une valeur cible. Il n'existe pas de raccourci : la seule méthode consiste à tester un nombre énorme de possibilités. Le premier mineur à trouver une réponse valide diffuse le bloc, tous les autres peuvent le vérifier instantanément, et le gagnant reçoit des pièces nouvellement créées ainsi que les frais de transaction.
L'idée est plus ancienne que les cryptomonnaies. En 1992, Cynthia Dwork et Moni Naor ont proposé de faire effectuer un travail aux ordinateurs comme moyen de dissuader les courriers indésirables, et en 1997 Adam Back a décrit Hashcash, une version pratique de la même idée. Le livre blanc de Bitcoin de 2008 citait Hashcash, et Bitcoin a été lancé en janvier 2009 comme la première blockchain en preuve de travail.
Bitcoin ajuste la difficulté du casse-tête tous les 2 016 blocs, environ toutes les deux semaines, de sorte qu'un nouveau bloc soit trouvé environ toutes les dix minutes, quelle que soit la puissance de calcul qui rejoint le réseau. Pour réécrire des blocs passés, un attaquant devrait refaire tout ce travail plus vite que le reste du réseau réuni, ce qu'on décrit généralement comme contrôler plus de la moitié de la puissance de calcul du réseau : une attaque à 51 %.
Comment fonctionne la preuve d'enjeu
La preuve d'enjeu remplace l'effort de calcul par un dépôt financier. Des participants appelés validateurs immobilisent, ou mettent en jeu, une quantité des propres pièces du réseau. Le protocole sélectionne des validateurs, globalement en proportion de leur enjeu, pour proposer de nouveaux blocs, et d'autres attestent que ces blocs sont valides.
Un comportement honnête est récompensé par de nouvelles pièces et des frais. Un comportement malhonnête, comme signer deux blocs contradictoires, peut être sanctionné par le slashing : le protocole détruit une partie de l'enjeu du tricheur et l'exclut de l'ensemble des validateurs. Le coût d'une attaque contre le réseau n'est donc pas l'électricité, mais la valeur des pièces qu'un attaquant devrait acquérir et risquerait de perdre.
Le premier réseau en preuve d'enjeu opérationnel fut Peercoin, lancé en août 2012 par les pseudonymes Sunny King et Scott Nadal, explicitement pour réduire le coût énergétique du minage. Sur Ethereum aujourd'hui, faire fonctionner un validateur complet exige de mettre en jeu 32 ethers.
Comment Astra Trainer enseigne ce sujet
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Le consensus est la partie que la plupart des gens sautent, et c'est aussi la partie qui explique pourquoi différentes blockchains se comportent si différemment. Les leçons durent environ cinq minutes, et un guide t'accompagne dès qu'une notion paraît inhabituelle.
Preuve de travail vs preuve d'enjeu : comparaison directe
| Caractéristique | Preuve de travail | Preuve d'enjeu |
|---|---|---|
| Qui ajoute les blocs | Les mineurs | Les validateurs |
| Ce qui sécurise le réseau | L'effort de calcul et l'électricité | Des pièces immobilisées en dépôt |
| Coût d'une attaque | Acquérir la majorité de la puissance de calcul | Acquérir une grande part des pièces mises en jeu, qui peuvent être détruites |
| Consommation d'énergie | Très élevée | Très faible en comparaison |
| Matériel | Machines de minage spécialisées | Un serveur ordinaire peut faire tourner un validateur |
| Première utilisation | Bitcoin, 2009 | Peercoin, 2012 |
| Exemple le plus connu | Bitcoin | Ethereum, depuis 2022 |
Ce qui a changé quand Ethereum a basculé
Ethereum a été lancé en 2015 en utilisant la preuve de travail. Le 15 septembre 2022, lors d'une mise à jour connue sous le nom de la Fusion (the Merge), sa chaîne d'origine a rejoint une chaîne séparée en preuve d'enjeu, la Beacon Chain, qui fonctionnait en parallèle depuis 2020. À partir de ce moment, le minage s'est arrêté sur Ethereum.
L'Ethereum Foundation a estimé que la Fusion avait réduit la consommation d'énergie du réseau d'environ 99,95 %. Le basculement a été réalisé sur un réseau en production détenant une très grande valeur, sans l'arrêter, ce qui en a fait l'un des changements d'ingénierie les plus suivis de l'histoire du secteur.
Les compromis
L'énergie. La différence la plus nette. La sécurité de la preuve de travail vient de la consommation d'électricité ; les critiques y voient un gaspillage, les défenseurs font valoir que ce coût bien réel est précisément ce qui rend le registre difficile à réécrire. La preuve d'enjeu n'a besoin que d'une infime fraction de cette énergie.
La répartition du contrôle. Dans la preuve de travail, l'influence suit l'accès à une électricité bon marché et à du matériel spécialisé, et le minage s'est concentré dans de grandes exploitations et des pools. Dans la preuve d'enjeu, l'influence suit la possession de pièces, et les critiques craignent que ceux qui en détiennent le plus en gagnent le plus, tandis que de grands services de mise en jeu peuvent concentrer la validation.
L'ancienneté éprouvée. La preuve de travail de Bitcoin fonctionne depuis 2009. La preuve d'enjeu à grande échelle est plus récente et plus complexe, avec davantage de règles qui doivent fonctionner comme prévu, même si celle d'Ethereum tourne désormais depuis plusieurs années.
La récupération après une attaque. Un réseau en preuve d'enjeu peut détruire l'enjeu d'un attaquant par slashing. Un réseau en preuve de travail ne peut pas confisquer le matériel d'un attaquant, qui pourrait resservir.
Information générale, pas un conseil financier. Cet article explique le fonctionnement d'une technologie. Il ne recommande aucune pièce, token, portefeuille, plateforme d'échange ou service. Les crypto-actifs peuvent perdre tout ou partie de leur valeur, les règles varient selon les pays et évoluent rapidement, et les pertes dues à des clés perdues, des piratages ou des arnaques sont généralement irréversibles. Pour toute décision concernant ton propre argent, envisage de parler à un conseiller qualifié et réglementé.
Pourquoi le consensus mérite d'être compris
Les débats sur quelle blockchain est la meilleure se révèlent souvent être des débats sur le consensus : à qui on fait confiance, combien coûte la triche, et qui finit par détenir le contrôle. Comprendre les deux principaux mécanismes rend ces débats beaucoup plus faciles à suivre.
Astra Trainer est construit pour ancrer cette compréhension. Un quiz suit chaque thème et chaque cours se termine par un examen final de dix questions, tandis que les quêtes quotidiennes, les points et la série de jours consécutifs entretiennent le rythme des leçons de cinq minutes. Un Cercle te donne accès à un petit groupe avec un objectif hebdomadaire commun et des sessions en direct, utile pour un sujet plus facile à saisir quand il est expliqué à voix haute.
Ce qu'il faut retenir
La preuve de travail et la preuve d'enjeu sont des mécanismes de consensus qui permettent à des ordinateurs qui ne se font pas confiance de s'accorder sur un seul registre partagé en rendant coûteux le droit d'ajouter des blocs.
La preuve de travail fait de ce coût de l'effort de calcul et de l'électricité. Elle remonte à des idées de 1992 et 1997 et sécurise Bitcoin depuis 2009.
La preuve d'enjeu fait de ce coût un dépôt de pièces qui peut être détruit. Elle a été utilisée pour la première fois en 2012, et Ethereum l'a adoptée en septembre 2022, réduisant sa consommation d'énergie d'environ 99,95 %.
C'est pourquoi la façon la plus utile d'envisager preuve de travail vs preuve d'enjeu n'est pas de se demander laquelle est meilleure, mais ce que chacune te demande de faire confiance : le coût de l'énergie et du matériel, ou la valeur des pièces mises en jeu.
Teste-toi
Question 1 sur 3
Pourquoi un attaquant ne peut-il pas prendre le contrôle d'un réseau en preuve de travail ou en preuve d'enjeu en créant simplement des milliers de faux participants ?
Quelle est la différence entre la preuve de travail et la preuve d'enjeu ?
Les deux permettent aux ordinateurs d'une blockchain de s'accorder sur un seul registre. La preuve de travail exige que les mineurs dépensent de l'effort de calcul et de l'électricité pour ajouter des blocs. La preuve d'enjeu exige que les validateurs immobilisent des pièces en dépôt, qui peuvent être détruites en cas de triche.
Pourquoi la preuve de travail consomme-t-elle autant d'énergie ?
Les mineurs rivalisent en testant un nombre énorme de possibilités pour résoudre un casse-tête de hachage, et la difficulté augmente à mesure que plus de puissance de calcul rejoint le réseau. L'énergie dépensée est ce qui rend la réécriture des blocs passés prohibitivement coûteuse pour un attaquant.
Quand Ethereum est-il passé à la preuve d'enjeu ?
Le 15 septembre 2022, lors d'une mise à jour appelée la Fusion, quand la chaîne d'origine d'Ethereum a rejoint la Beacon Chain en preuve d'enjeu. L'Ethereum Foundation a estimé que cela avait réduit la consommation d'énergie du réseau d'environ 99,95 %.
Qu'est-ce que le slashing en preuve d'enjeu ?
Le slashing est une sanction par laquelle le protocole détruit une partie des pièces mises en jeu par un validateur et l'exclut du réseau pour comportement malhonnête, comme signer deux blocs contradictoires pour le même créneau.
Où apprendre comment les blockchains parviennent à un consensus en leçons courtes ?
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