Qu'est-ce que la preuve de travail et la preuve d'enjeu ? (Mécanismes de consensus)

Comprendre la preuve de travail

1. La preuve de travail est un mécanisme de consensus cryptographique qui oblige les participants à résoudre des énigmes nécessitant beaucoup de calculs afin de valider les transactions et d'ajouter de nouveaux blocs à la blockchain.

2. Les mineurs rivalisent en utilisant du matériel spécialisé tel que les ASIC pour trouver un occasionnel qui produit une valeur de hachage inférieure à un seuil cible spécifique.

3. La difficulté de ces énigmes s'ajuste dynamiquement pour maintenir des temps de blocage cohérents, généralement tous les 2 016 blocs sur le réseau de Bitcoin.

4. La consommation d'énergie est intrinsèquement élevée en raison de la nature compétitive du secteur minier, ce qui rend les réseaux PoW vulnérables aux critiques concernant l'impact environnemental.

5. La sécurité repose sur des mesures de dissuasion économiques : attaquer le réseau nécessiterait de contrôler plus de 50 % de la puissance de calcul totale, ce qui nécessiterait des investissements en capital et des frais opérationnels massifs.

Comprendre la preuve de participation

1. La preuve d’enjeu remplace le travail informatique par un enjeu économique, où les validateurs sont choisis pour proposer et attester des blocs en fonction de la quantité de cryptomonnaie native qu’ils bloquent en garantie.

2. Les validateurs risquent de perdre une partie ou la totalité de leurs jetons mis en jeu s'ils agissent de manière malveillante – un mécanisme connu sous le nom de slashing.

3. Les pools de jalonnement permettent aux petits participants de combiner leurs ressources et d'augmenter leurs chances d'être sélectionnés, bien que cela soulève des problèmes de centralisation.

4. La finalité dans les systèmes PoS comme Casper FFG d'Ethereum se produit après deux points de contrôle consécutifs, offrant une confirmation irréversible plus rapide que la finalité probabiliste de PoW.

5. Les mises à niveau du réseau impliquent souvent des hard forks coordonnés pour passer du PoW au PoS, ce qui nécessite un large alignement de la communauté et un calendrier précis pour les implémentations client.

Implications en matière d'énergie et de ressources

1. PoW consomme de l'électricité à des niveaux comparables à ceux des pays de taille moyenne, avec des estimations plaçant la consommation annuelle de Bitcoin au-dessus de 100 térawattheures.

2. PoS élimine le hachage énergivore, réduisant ainsi les coûts opérationnels pour les validateurs qui n'ont besoin que d'un matériel standard de qualité serveur.

3. L'infrastructure de refroidissement, l'espace physique et les cycles de remplacement du matériel sont négligeables dans les environnements PoS par rapport aux fermes minières à l'échelle industrielle.

4. Les décisions en matière d'approvisionnement en électricité deviennent moins critiques pour les validateurs PoS, l'accent étant désormais mis sur la fiabilité de la disponibilité et la précision de la synchronisation des nœuds.

5. L’examen réglementaire des émissions de carbone a intensifié la pression sur les projets basés sur le PoW pour qu’ils divulguent les données sur le mix énergétique ou explorent d’autres voies de consensus.

Différences entre les modèles de sécurité

1. Dans PoW, la sécurité évolue linéairement avec le taux de hachage ; un attaquant doit continuellement dépenser plus que les mineurs honnêtes pour maintenir une double dépense ou une réorganisation en chaîne.

2. Dans le PoS, la sécurité dépend de la distribution des jetons et du comportement économique du validateur : les attaques à longue portée sont théoriquement possibles mais économiquement irrationnelles dans des conditions de réduction appropriées.

3. Les problèmes d'enjeu nul ont été atténués grâce à des pénalités au niveau du protocole et à des règles de choix de fork qui pénalisent les validateurs prenant en charge les chaînes en conflit.

4. La sécurité cryptoéconomique suppose que les acteurs rationnels réagissent de manière prévisible aux incitations, mais des conflits de gouvernance dans le monde réel peuvent déclencher des échecs inattendus de coordination des validateurs.

5. Les ponts entre chaînes construits au sommet des chaînes PoS héritent des hypothèses de confiance définies par les validateurs, ce qui signifie que la compromission d'une minorité de validateurs peut mettre en danger les écosystèmes connectés.

Foire aux questions

Q : Une seule entité peut-elle contrôler simultanément les réseaux PoW et PoS ? Oui, à condition qu’ils accumulent suffisamment de puissance de hachage dans PoW ou qu’ils acquièrent une participation majoritaire dans PoS, mais chaque modèle applique des structures de coûts et des seuils de détection de domination distincts.

Q : Les réseaux PoS éliminent-ils le besoin de pools miniers ? Non, les pools de jalonnement remplissent des rôles similaires dans l'agrégation des jetons des petits détenteurs, bien qu'ils fonctionnent sans coordination matérielle et introduisent des risques de garde différents.

Q : En quoi les blocs orphelins diffèrent-ils entre PoW et PoS ? Les blocs orphelins PoW résultent de conditions de concurrence lors de solutions valides simultanées ; PoS évite de devenir orphelin grâce à une sélection déterministe des proposants et à une finalité basée sur des points de contrôle.

Q : Est-il possible de corrompre les validateurs en PoS plus facilement que les mineurs en PoW ? Les tentatives de corruption sont confrontées à des contre-mesures plus strictes dans les PoS, notamment la liaison d'identité, l'application stricte des règles et les attestations transparentes en chaîne, ce qui augmente le coût et la visibilité de la coordination corrompue.