Qu'est-ce que le minage de crypto-monnaies et comment ça fonctionne
L'exploitation minière de crypto-monnaies vérifie et valide les transactions sur la blockchain. Elle fait également référence au processus de création de nouvelles unités de crypto-monnaie.
Bien que le travail effectué par les mineurs nécessite des ressources informatiques intensives, c'est ce qui aide à maintenir un réseau blockchain sécurisé.
Qu'est-ce que le minage de crypto ?
L'exploitation minière de crypto-monnaies assure la sécurité et la décentralisation des crypto-monnaies telles que Bitcoin, qui sont basées sur un mécanisme de consensus de Preuve de Travail (PoW). C'est le processus par lequel les transactions des utilisateurs sont vérifiées et ajoutées au registre public de la blockchain. En tant que tel, le minage est un élément critique qui permet à Bitcoin de fonctionner sans avoir besoin d'une autorité centrale.
Les opérations de minage sont également responsables de l'ajout de pièces à l'offre existante. Cependant, le minage de crypto suit un ensemble de règles codées en dur qui régissent le processus de minage et empêchent quiconque de créer des pièces nouvellement de manière arbitraire. Ces règles sont intégrées aux protocoles de crypto-monnaies sous-jacents et appliquées par l'ensemble du réseau de milliers de nœuds.
Pour créer de nouvelles unités de crypto-monnaie, les mineurs utilisent leur puissance de calcul pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes. Le premier mineur à résoudre le
a le droit d'ajouter un nouveau bloc de transactions à la blockchain et de le diffuser au réseau.
Comment fonctionne le minage de crypto ?
À mesure que de nouvelles transactions sur la blockchain sont effectuées, elles sont envoyées à un pool appelé pool de mémoire. Le travail d'un mineur est de vérifier la validité de ces transactions en attente et de les organiser en blocs.
Vous pouvez penser à un bloc comme à une page du registre de la blockchain, dans laquelle plusieurs transactions sont enregistrées (avec d'autres données). Plus précisément, un nœud de minage est responsable de la collecte des transactions non confirmées du pool de mémoire et de leur assemblage en un bloc candidat.
Le mineur tente alors de convertir ce bloc candidat en un bloc valide et confirmé. Pour ce faire, le mineur doit résoudre un problème mathématique complexe qui nécessite beaucoup de ressources informatiques. Cependant, pour chaque bloc miné avec succès, le mineur reçoit une récompense de bloc composée de crypto-monnaies nouvellement créées plus des frais de transaction. Examinons de plus près comment cela fonctionne.
Étape 1 : Hachage des transactions
La première étape du minage d'un bloc consiste à prendre les transactions en attente du pool de mémoire et à les soumettre, une par une, à travers une fonction de hachage. Chaque fois qu'une donnée est exécutée à travers une fonction de hachage, une sortie de taille fixe appelée hachage est générée.
Dans le contexte de l'exploitation minière, le hachage de chaque transaction consiste en une chaîne de chiffres et de lettres qui agit comme un identifiant. Le hachage de la transaction représente toutes les informations contenues dans cette transaction.
En plus de hacher et de lister chaque transaction individuellement, le mineur ajoute également une transaction personnalisée, dans laquelle il s'envoie la récompense de bloc. Cette transaction est appelée la transaction de coinbase et est ce qui crée des pièces toutes neuves. Dans la plupart des cas, cette transaction est la première à être enregistrée dans un nouveau bloc, suivie de toutes les transactions en attente de validation.
Étape 2 : Création d'un arbre de Merkle
Après que chaque transaction a été hachée, les hachages sont organisés en ce qu'on appelle un arbre de Merkle (également connu sous le nom d'arbre de hachage). Un arbre de Merkle est généré en organisant les hachages des transactions en paires, puis en les hachant.
Les nouvelles sorties de hachage sont ensuite organisées en paires et hachées à nouveau, et le processus est répété jusqu'à ce qu'un hachage unique soit créé. Ce dernier hachage est également appelé hachage racine (ou racine Merkle) et est essentiellement le hachage qui représente tous les hachages précédents utilisés pour le générer.
L'arbre de Merkle organise les hachages des transactions en paires et les hache ensuite.
Étape 3 : Trouver un en-tête de bloc valide (hachage de bloc)
Un en-tête de bloc agit comme un identifiant pour chaque bloc individuel, ce qui signifie que chaque bloc a un hachage unique. Lors de la création d'un nouveau bloc, les mineurs combinent le hachage du bloc précédent avec le hachage racine de leur bloc candidat pour générer un nouveau hachage de bloc. Ils doivent également ajouter un nombre arbitraire connu sous le nom de nonce.
Ainsi, lors de la tentative de validation de leur bloc candidat, un mineur doit combiner le hachage racine, le hachage du bloc précédent et un nonce et les passer tous à travers une fonction de hachage. Leur objectif est de le faire à plusieurs reprises jusqu'à ce qu'ils puissent créer un hachage valide.
Le hachage racine et le hachage du bloc précédent ne peuvent pas être changés, donc les mineurs doivent changer la valeur nonce plusieurs fois jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé. Pour être considéré comme valide, la sortie (hachage de bloc) doit être inférieure à une certaine valeur cible déterminée par le protocole. Dans le minage de Bitcoin, le hachage de bloc doit commencer par un certain nombre de zéros — cela s'appelle la difficulté de minage.
Étape 4 : Diffuser le bloc miné
Comme nous l'avons maintenant vu, les mineurs doivent hacher l'en-tête de bloc à plusieurs reprises en utilisant différentes valeurs de nonce. Ils le font jusqu'à ce qu'ils trouvent un hachage de bloc valide, après quoi le mineur qui l'a trouvé diffusera ce bloc au réseau. Tous les autres nœuds vérifieront si le bloc et son hachage sont valides et, si c'est le cas, ajouteront le nouveau bloc à leur copie de la blockchain.
À ce stade, le bloc candidat devient un bloc confirmé et tous les mineurs passent à l'exploitation du prochain bloc. Les mineurs qui n'ont pas pu trouver un hachage valide à temps abandonnent leur bloc candidat et la course au minage recommence.
Que se passe-t-il si deux blocs sont minés en même temps ?
Parfois, deux mineurs diffusent un bloc valide en même temps et le réseau se retrouve avec deux blocs concurrents. Les mineurs commencent ensuite à miner le bloc suivant en fonction du bloc qu'ils ont reçu en premier, provoquant une séparation temporaire du réseau en deux versions différentes de la blockchain.
La compétition entre ces blocs se poursuit jusqu'à ce que le prochain bloc soit miné au-dessus de l'un des blocs concurrents. Lorsqu'un nouveau bloc est miné, quel que soit le bloc qui l'a précédé, il est considéré comme le gagnant. Le bloc qui est ensuite abandonné est appelé un bloc orphelin ou un bloc obsolète, ce qui oblige tous les mineurs qui ont choisi ce bloc à revenir à l'exploitation minière de la chaîne du bloc gagnant.
Qu'est-ce que la difficulté de minage ?
La difficulté de minage est régulièrement ajustée par le protocole pour garantir un taux constant de création de nouveaux blocs et, par conséquent, une émission stable et prévisible de nouvelles pièces. La difficulté s'ajuste en proportion de la quantité de puissance de calcul (taux de hachage) dédiée au réseau.
En tant que tel, chaque fois que de nouveaux mineurs rejoignent le réseau et que la concurrence augmente, la difficulté de hachage augmente — empêchant le temps moyen de bloc de diminuer. À l'inverse, si de nombreux mineurs quittent le réseau, la difficulté de hachage diminue, rendant plus facile le minage d'un nouveau bloc. Ces ajustements maintiennent le temps de bloc constant, indépendamment de la puissance totale de hachage du réseau.
Types d'exploitation minière de crypto-monnaies
Il existe plusieurs façons de miner des crypto-monnaies. L'équipement et les processus changent à mesure que de nouveaux matériels et algorithmes de consensus émergent. En général, les mineurs utilisent des unités de calcul spécialisées pour résoudre des équations cryptographiques compliquées. Nous allons maintenant examiner certaines des méthodes de minage les plus courantes.
Minage par CPU
Le minage par unité centrale (CPU) implique d'utiliser le CPU d'un ordinateur pour effectuer les fonctions de hachage requises par le modèle PoW. Dans les premiers jours de Bitcoin, les coûts et les barrières à l'entrée du minage étaient faibles et sa difficulté pouvait être gérée par un CPU ordinaire, donc quiconque pouvait essayer de miner des BTC et d'autres crypto-monnaies.
Cependant, à mesure que de plus en plus de personnes ont commencé à miner des BTC et que le taux de hachage du réseau a augmenté, le minage rentable est devenu de plus en plus difficile. De plus, l'avènement de matériel de minage spécialisé avec une plus grande puissance de traitement a finalement rendu le minage par CPU presque impossible. Aujourd'hui, le minage par CPU n'est probablement plus une option viable, car tous les mineurs utilisent du matériel spécialisé.
Minage par GPU
Unités de traitement graphique (GPU) sont conçues pour traiter une large gamme d'applications simultanément. Bien qu'elles soient généralement utilisées pour des jeux vidéo ou le rendu graphique, elles peuvent également être utilisées pour le minage.
Les GPU sont relativement peu coûteux et plus flexibles que le matériel de minage ASIC populaire. Ils peuvent être utilisés pour miner certaines altcoins, mais leur efficacité dépend de la difficulté de minage et de l'algorithme.
Minage ASIC
Un circuit intégré spécifique à une application (ASIC) est conçu pour servir un seul but spécifique. Dans le domaine des crypto-monnaies, le terme fait référence à du matériel spécialisé conçu pour le minage. Le minage ASIC est connu pour être très efficace mais coûteux en même temps. Comme les mineurs ASIC sont à la pointe de la technologie d'exploitation minière, le coût d'une unité est beaucoup plus élevé que celui d'un CPU ou d'un GPU.
De plus, l'avancement constant de la technologie ASIC peut rapidement rendre les anciens modèles ASIC non rentables et, par conséquent, nécessiter un remplacement régulier. Même sans tenir compte des coûts d'électricité, cela rend le minage ASIC l'une des méthodes les plus coûteuses pour miner.
Pools de minage
Puisque le premier mineur à réussir reçoit une récompense de bloc, la probabilité de trouver le hachage correct est extrêmement faible. Les mineurs avec un petit pourcentage de la puissance de minage ont très peu de chances de découvrir le prochain bloc par eux-mêmes. Les pools de minage offrent une solution à ce problème.
Les pools de minage sont des groupes de mineurs qui combinent leurs ressources (puissance de hachage) pour augmenter leurs chances de gagner des récompenses de bloc. Lorsque le pool trouve avec succès un bloc, les mineurs du pool partagent la récompense en fonction de la quantité de travail qu'ils ont chacun contribué.
Les pools de minage peuvent bénéficier aux mineurs individuels en termes de coûts matériels et d'électricité, mais leur domination dans le minage a soulevé des inquiétudes quant à une possible attaque à 51 % sur les réseaux.
Pensées de clôture
L'exploitation minière de crypto-monnaies est une partie critique de Bitcoin et d'autres blockchains PoW car elle aide à maintenir la sécurité du réseau et l'émission de nouvelles pièces stable. De plus, le minage peut générer un revenu passif pour les mineurs. Vous pouvez en savoir plus avec ces instructions étape par étape dans notre article Comment miner de la crypto.
Le minage présente certains avantages et inconvénients, le plus évident des premiers étant le revenu potentiel des récompenses de bloc. Cependant, cela est influencé par un certain nombre de facteurs, y compris les coûts d'électricité et les prix du marché. Ainsi, avant de vous lancer dans le minage de crypto-monnaies, vous devriez faire vos propres recherches (DYOR) et évaluer tous les risques potentiels.