Quels sont les mécanismes de consensus de la blockchain? Comparaison des mécanismes de consensus de la blockchain

Qu'est-ce qu'un mécanisme de consensus de blockchain?

Un mécanisme de consensus de la blockchain est un système tolérant à des pannes utilisé dans les réseaux de blockchain pour parvenir à un accord sur une seule valeur de données ou un état de réseau entre les nœuds distribués. Étant donné que les blockchains sont décentralisés, il n'y a pas d'autorité centrale pour valider les transactions ou les blocs. Au lieu de cela, ces mécanismes garantissent que tous les participants s'entendent sur la validité des transactions et maintiennent la confiance dans le réseau.

Dans un contexte de blockchain, le consensus assure la sécurité, l'immuabilité et la décentralisation . Sans cela, les dépenses doubles, la fraude et d'autres activités malveillantes pourraient compromettre l'intégrité de l'ensemble du système. Différents types de blockchains - public, privé et consortium - utilisent diverses méthodes consensuelles en fonction de leurs objectifs et de leurs infrastructures.

Preuve de travail (POW): le pionnier du consensus

La preuve de travail (POW) a été le premier algorithme consensuel introduit par Bitcoin. Il oblige les mineurs à résoudre des puzzles mathématiques complexes pour valider les transactions et créer de nouveaux blocs. Le premier mineur à résoudre le puzzle obtient le droit d'ajouter le bloc et de recevoir des récompenses.

• Les mineurs rivalisent en utilisant la puissance de calcul.
• La consommation d'énergie élevée est un inconvénient majeur.
• La sécurité est forte en raison du coût élevé des attaques potentielles.

Le POW est connu pour sa robustesse , mais il a des problèmes d'évolutivité et des préoccupations environnementales en raison d'une consommation excessive d'électricité. Ethereum a initialement utilisé POW avant de passer à une preuve de pieu.

Preuve de pieu (POS): une alternative plus verte

La preuve de la participation (POS) sélectionne les validateurs en fonction du nombre de pièces qu'ils détiennent et sont prêts à «mettre» comme garantie. Les validateurs sont choisis pour créer de nouveaux blocs proportionnellement à leur participation, réduisant la consommation d'énergie par rapport au POW.

• Les validateurs verrouillent la crypto-monnaie comme une garantie de comportement honnête.
• Des récompenses sont données pour valider les transactions légitimes.
• Les pénalités de réduction des pénalités s'appliquent si un comportement malhonnête est détecté.

Ethereum 2.0 a adopté les points de vente grâce à la mise à niveau de la chaîne de balises , réduisant considérablement les besoins énergétiques tout en maintenant la sécurité du réseau. Cependant, les critiques soutiennent que le POS peut favoriser les parties prenantes riches, ce qui conduit potentiellement à la centralisation.

PRÉPENCE DE PRÉSION DÉLEGÉ (DPOS): consensus plus rapide avec le vote

La preuve déléguée de la participation (DPOS) s'appuie sur le POS en introduisant un système de vote où les parties prenantes élisent un nombre limité de délégués ou de témoins pour valider les transactions et produire des blocs.

• Les détenteurs de jetons votent pour les délégués proportionnels à leur pieu.
• Les délégués tournent régulièrement pour maintenir l'équité et l'efficacité.
• Les transactions sont confirmées plus rapidement que dans les systèmes POS traditionnels.

DPOS est connu pour le débit élevé et l'évolutivité , ce qui le rend adapté aux plates-formes comme EOS et TRON. Cependant, il sacrifie une certaine décentralisation car seuls quelques nœuds sont responsables du consensus à un moment donné.

Preuve d'autorité (POA): validation basée sur la confiance

La preuve d'autorité (POA) s'appuie sur des identités approuvées et réputées pour valider les transactions. Au lieu de jalonner les pièces, les validateurs accusent leur réputation. Ce modèle de consensus est couramment utilisé dans les blockchains privés ou du consortium.

• La vérification de l'identité est obligatoire pour les validateurs.
• La création de blocs est rapide et efficace.
• Le contrôle centralisé le rend inapproprié pour les chaînes publiques entièrement décentralisées.

Le POA est idéal pour les applications d'entreprise , où les performances et la validation d'identité sont plus critiques que la décentralisation complète. Azure et Vechain de Microsoft utilisent des modèles basés sur POA pour leurs solutions de blockchain.

Tolérance aux défauts byzantine pratique (PBFT): résilient aux nœuds malveillants

La tolérance pratique des défauts byzantine (PBFT) se concentre sur la réalisation du consensus même lorsque certains nœuds se comportent avec malveillance. Il est largement utilisé dans les blockchains autorisés où le nombre de nœuds est limité et connu.

• Chaque nœud communique avec les autres pour parvenir à un accord.
• La finalité est atteinte rapidement avec un retard minimal.
• L'évolutivité diminue à mesure que le nombre de nœuds augmente.

Le tissu Hyperledger utilise PBFT ou ses variantes , garantissant une finalité et une fiabilité des transactions élevées. Bien que sécurisé et rapide, le PBFT devient inefficace dans des environnements décentralisés à grande échelle.

Questions fréquemment posées

Q: Quel mécanisme de consensus est le plus sécurisé? R: La preuve de travail (POW) est considérée comme hautement sécurisée en raison de l'immense effort de calcul nécessaire pour lancer une attaque. Cependant, les mécanismes plus récents comme le POS avec des conditions de frappe appropriés peuvent également assurer une sécurité robuste.

Q: Une blockchain peut-elle passer d'un mécanisme de consensus à un autre? R: Oui, plusieurs blockchains sont en train de passer avec succès. Par exemple, Ethereum est passé de POW à POS lors de sa mise à niveau d'Ethereum 2.0 pour améliorer l'évolutivité et réduire la consommation d'énergie.

Q: Pourquoi différentes blockchains utilisent-elles différents mécanismes de consensus? R: Chaque mécanisme sert des objectifs différents tels que l'évolutivité, l'efficacité énergétique, le niveau de décentralisation et la structure de gouvernance. Le choix d'une méthode consensus dépend du cas d'utilisation spécifique et de la philosophie de conception de la blockchain.

Q: Les modèles de consensus hybrides deviennent-ils populaires? R: Oui, les modèles hybrides combinent des éléments de plusieurs mécanismes pour équilibrer la sécurité, la vitesse et la décentralisation. Par exemple, certains projets utilisent le POW pour l'exploitation minière initiale et le POS pour la finalité ou la gouvernance.