Points clés à retenir
La preuve d’enjeu est un mécanisme de consensus alternatif populaire à la preuve de travail. Au lieu d’avoir besoin de puissance de calcul pour valider les transactions, les validateurs doivent miser des pièces. Ce fait réduit considérablement la consommation d’énergie nécessaire. La preuve d'enjeu peut également améliorer la décentralisation, la sécurité et l'évolutivité.
Cependant, une attaque à 51 % peut être relativement facile à réaliser avec des blockchains à faible capitalisation boursière. Comme la preuve de participation est très polyvalente, elle présente un large éventail de variations pour différentes blockchains et cas d'utilisation.
Introduction
La preuve de participation est aujourd’hui de loin le choix le plus populaire pour les réseaux blockchain. Mais avec autant de variantes, il peut être difficile d’en comprendre les concepts fondamentaux. De nos jours, il est peu probable que vous le voyiez sous sa forme originale. Néanmoins, tous les types de Proof of Stake partagent les mêmes concepts clés. Comprendre ces similitudes vous aidera à faire de meilleurs choix concernant les blockchains que vous utilisez et leur fonctionnement.
Que signifie la Preuve de Participation ?
L'algorithme de consensus Proof of Stake a été introduit en 2011 sur le forum Bitcointalk. Il a été proposé comme solution aux problèmes de Proof of Work. Bien qu’ils partagent tous deux le même objectif : parvenir à un consensus sur la blockchain, le processus qu’ils suivent est assez différent. Plutôt que de devoir fournir une preuve nécessitant beaucoup de calculs, les participants prouvent simplement qu'ils ont misé des pièces.
Comment fonctionne la preuve de mise ?
L'algorithme Proof Of Stake utilise un processus d'élection pseudo-aléatoire pour sélectionner les validateurs parmi un groupe de nœuds. Le système utilise une combinaison de facteurs, notamment l'âge du jalonnement, un élément de randomisation et la richesse du nœud.
Dans les systèmes Proof of Stake, les blocs sont « forgés » plutôt que minés. Cependant, vous entendrez peut-être encore le terme « miné » utilisé de temps en temps. La plupart des crypto-monnaies Proof of Stake sont lancées avec une réserve de pièces « pré-forgées » pour permettre aux nœuds de démarrer immédiatement.
Les utilisateurs participant au processus de forgeage doivent verrouiller une certaine quantité de pièces dans le réseau comme mise. La taille des enjeux détermine les chances qu'un nœud soit sélectionné comme prochain validateur : plus l'enjeu est important, plus les chances sont grandes. Des méthodes uniques sont ajoutées au processus de sélection pour ne pas favoriser uniquement les nœuds les plus riches du réseau. Les deux méthodes les plus couramment utilisées sont la sélection aléatoire des blocs et la sélection de l’âge des pièces.
Sélection de blocs aléatoires
Dans la méthode de sélection de blocs aléatoires, les validateurs sont sélectionnés en recherchant des nœuds avec une combinaison de la valeur de hachage la plus basse et de l'enjeu le plus élevé. Étant donné que la taille des enjeux est publique, le prochain faussaire peut généralement être prédit par d'autres nœuds.
Sélection de l'âge des pièces
La méthode Coin Age Selection choisit les nœuds en fonction de la durée pendant laquelle leurs jetons ont été mis en jeu. L'âge des pièces est calculé en multipliant le nombre de jours pendant lesquels les pièces ont été mises en jeu par le nombre de pièces mises en jeu.
Une fois qu'un nœud a forgé un bloc, son âge de pièce est réinitialisé à zéro et il doit attendre une certaine période pour pouvoir forger un autre bloc - cela empêche les nœuds à gros enjeux de dominer la blockchain.
Validation des transactions
Chaque crypto-monnaie utilisant un algorithme de preuve de participation possède son propre ensemble de règles et de méthodes combinées pour ce qu'elle considère comme la meilleure combinaison possible pour le réseau et ses utilisateurs.
Lorsqu'un nœud est choisi pour forger le bloc suivant, il vérifiera si les transactions du bloc sont valides. Il signe ensuite le bloc et l'ajoute à la blockchain. En récompense, le nœud reçoit les frais de transaction du bloc et, sur certaines blockchains, une récompense en pièces.
Si un nœud veut cesser d'être un faussaire, sa mise et les récompenses gagnées seront libérées après une certaine période, donnant au réseau le temps de vérifier qu'aucun bloc frauduleux n'a été ajouté à la blockchain par le nœud.
Quelles blockchains utilisent la Proof of Stake ?
La plupart des blockchains post-Ethereum utilisent des mécanismes de consensus Proof of Stake. Généralement, chacun est modifié pour répondre aux besoins du réseau. Nous aborderons ces variations plus loin dans l'article. Ethereum lui-même est actuellement en train de passer à Proof of Stake avec Ethereum 2.0.
Les réseaux blockchain qui utilisent la preuve de participation ou une forme de celle-ci incluent :
1. Chaîne BNB
2. Chaîne intelligente BNB
3. Solana
4. Avalanches
5. Pois
Avantages de la preuve de participation
La preuve d’enjeu présente de nombreux avantages évidents par rapport à la preuve de travail. Pour cette raison, les nouvelles blockchains utilisent presque toujours la Proof of Stake. Ses avantages incluent :
Adaptabilité
À mesure que les besoins des utilisateurs et les blockchains évoluent, la preuve de participation peut également évoluer. Cela est évident avec le grand nombre d’adaptations disponibles. Le mécanisme est polyvalent et peut facilement s’adapter à la plupart des cas d’utilisation de la blockchain.
Décentralisation
Un plus grand nombre d'utilisateurs sont encouragés à exécuter des nœuds car c'est plus abordable. Cette incitation et le processus de randomisation rendent également le réseau plus décentralisé. Bien qu’il existe des pools de jalonnement, il y a beaucoup plus de chances pour qu’un individu réussisse à forger un bloc sous Proof of Stake. Dans l’ensemble, cela réduit le besoin de pools de jalonnement.
Efficacité énergétique
La preuve d'enjeu est incroyablement économe en énergie par rapport à la preuve de travail. Le coût de participation repose sur le coût économique du jalonnement des pièces plutôt que sur le coût informatique de la résolution des énigmes. Ce mécanisme conduit à une réduction significative de l’énergie nécessaire au fonctionnement du mécanisme de consensus.
Évolutivité
Comme Proof of Stake ne repose pas sur des machines physiques pour générer un consensus, il est plus évolutif. Il n’est pas nécessaire d’avoir d’immenses fermes minières ni de s’approvisionner en énergie à grande échelle. Ajouter plus de validateurs au réseau est moins cher, plus simple et plus accessible.
Sécurité
Le jalonnement fonctionne comme une motivation financière pour que le validateur ne traite pas les transactions frauduleuses. Si le réseau détecte une transaction frauduleuse, le validateur perdra une partie de sa participation et son droit de participer à l'avenir. Ainsi, tant que la mise est supérieure à la récompense, le validateur perdra plus de pièces qu’il n’en gagnerait en cas d’activité frauduleuse.
Pour contrôler efficacement le réseau et approuver les transactions frauduleuses, un nœud devrait détenir une participation majoritaire dans le réseau, également connue sous le nom d'attaque des 51 %. Selon la valeur d’une crypto-monnaie, il peut être presque impossible de prendre le contrôle du réseau, car il faudrait acquérir 51 % de l’offre en circulation.
Inconvénients de la preuve de participation
Bien que le Proof of Stake présente de nombreux avantages par rapport au Proof of Work, il présente tout de même quelques faiblesses :
Fourchette
Avec un mécanisme de preuve de participation standard, il n'y a aucune dissuasion pour l'exploitation des deux côtés d'une fourchette. Sous Preuve de Travail, l’exploitation minière des deux côtés entraînera un gaspillage d’énergie. Avec Proof of Stake, le coût est bien moindre, ce qui signifie que les gens peuvent « parier » des deux côtés d’une fourchette.
Accessibilité
Pour commencer le jalonnement, vous aurez besoin de l’approvisionnement natif en jetons d’une blockchain. Cela nécessite que vous achetiez le jeton via un échange ou une autre méthode. En fonction du montant requis, vous aurez peut-être besoin d’un investissement important pour commencer à jalonner efficacement.
Avec Proof of Work, vous pouvez acheter du matériel minier bon marché ou même le louer. Avec cela, vous pouvez rejoindre un pool et commencer à valider et à gagner rapidement.
51% d'attaque
Bien que la preuve de travail soit également sujette à 51 % d'attaques, elles peuvent être beaucoup plus faciles avec la preuve de participation. Si le prix d'un jeton s'effondre ou si la blockchain a une faible capitalisation boursière, il peut théoriquement être bon marché d'acheter plus de 50 % des jetons et de contrôler le réseau.
Preuve de travail vs preuve d'enjeu
Lorsque nous comparons les deux mécanismes de consensus, il existe quelques différences fondamentales.
Cependant, il existe une grande variété de mécanismes de preuve de participation dans les blockchains. De nombreuses différences dépendront du mécanisme exact utilisé.
Autres mécanismes de consensus qui s’appuient sur la preuve d’enjeu
La preuve de participation est hautement adaptable. Les développeurs peuvent modifier le mécanisme exact pour l'adapter aux cas d'utilisation spécifiques d'une blockchain. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des plus courants
Preuve de participation déléguée (DPoS)
La preuve de participation déléguée permet aux utilisateurs de miser des pièces sans devenir un validateur. Dans ce cas, ils les mettent derrière un validateur pour partager les récompenses en bloc. Plus les délégants misent derrière un éventuel validateur, plus ses chances de sélection sont grandes. Les validateurs peuvent généralement modifier le montant partagé avec les délégants à titre incitatif. La réputation d'un validateur est également un facteur important pour les délégants.
Preuve de participation nominée (NPoS)
Nominate Proof of Stake est un modèle consensuel développé par Polkadot. Il présente de nombreuses similitudes avec la preuve de participation déléguée, mais une différence clé. Si un proposant (délégué) mise derrière un validateur malveillant, il peut également perdre sa mise.
Les proposants peuvent choisir jusqu'à 16 validateurs derrière lesquels miser. Le réseau répartira alors équitablement sa participation derrière les validateurs choisis. Polkadot utilise également plusieurs approches de la théorie des jeux et de la théorie des élections pour déterminer qui forgera un nouveau bloc.
Preuve d'autorité jalonnée (PoSA)
BNB Smart Chain utilise la preuve d'autorité jalonnée pour générer un consensus sur le réseau. Ce mécanisme de consensus combine Proof of Authority et Proof of Stake, permettant aux validateurs de forger des blocs à tour de rôle. Un groupe de 21 validateurs actifs est éligible pour participer, sélectionnés en fonction du montant de BNB qu'ils misent ou ont délégué derrière eux. Cet ensemble est déterminé quotidiennement et BNB Chain stocke la sélection.
Conclusion
La façon dont nous ajoutons des blocs de transactions à un réseau a considérablement changé depuis Bitcoin. Nous n’avons désormais plus besoin de compter sur la puissance de calcul pour générer un consensus cryptographique. Le système Proof of Stake présente de nombreux avantages, et l’histoire a montré que le Proof of Stake fonctionne. Au fil du temps, il semble que Bitcoin ne sera que l’un des rares réseaux de preuve de travail restants. Pour l’instant, il semble que Proof of Stake soit là pour rester.
