Comment les nouveaux blocs sont-ils créés dans une blockchain?

Comprendre le rôle des mineurs et des validateurs

Dans un réseau de blockchain, de nouveaux blocs sont créés par un processus décentralisé impliquant des participants appelés mineurs dans les systèmes ou validateurs de preuve de travail (POW) dans les systèmes de preuve de mise en place (POS). Ces participants sont chargés de vérifier les transactions et de les emballer en blocs. Dans la preuve de travail , les mineurs se disputent pour résoudre un puzzle cryptographique complexe en utilisant la puissance de calcul. Le premier mineur à résoudre le puzzle a le droit d'ajouter un nouveau bloc à la blockchain. Dans la preuve de la mise en place , les validateurs sont choisis en fonction de la quantité de crypto-monnaie qu'ils «enjoisent» comme garantie, ce qui réduit le besoin de calculs à forte intensité énergétique. Le processus de sélection garantit que seuls les participants dignes de confiance peuvent proposer de nouveaux blocs.

Agrégation et vérification des transactions

Avant la création d'un nouveau bloc, les transactions doivent être collectées et validées. Les nœuds à travers le réseau reçoivent des transactions en attente diffusées à partir des portefeuilles des utilisateurs. Chaque nœud vérifie la validité de ces transactions en confirmant:

• L'expéditeur a suffisamment de fonds.
• La signature numérique est correcte.
• La transaction adhère aux règles du réseau. Une fois vérifiés, les transactions sont placées dans un mempool - une zone de détention temporaire pour les transactions non confirmées. Les mineurs ou validateurs sélectionnent ensuite un groupe de ces transactions à inclure dans le bloc suivant. La sélection priorise souvent les transactions avec des frais de transaction plus élevés, incitant à l'inclusion plus rapide.

Construction de l'en-tête de bloc

Chaque bloc d'une blockchain contient deux composantes principales: l' en-tête de bloc et la liste des transactions . L'en-tête de bloc comprend les métadonnées critiques nécessaires pour maintenir l'intégrité et la continuité de la chaîne. Les éléments clés de l'en-tête sont:

• Hash de bloc précédent : une référence au hachage du bloc le plus récent, garantissant une liaison chronologique.
• Root Merkle : un seul hachage représentant toutes les transactions dans le bloc, généré par une structure d'arbre Merkle.
• Timestamp : le moment où le bloc a été créé.
• NONCE : un nombre aléatoire utilisé dans POW pour ajuster le hachage du bloc.
• Target de difficulté : en POW, cela détermine à quel point il est difficile d'exploiter le bloc. La construction correctement de l'en-tête est essentielle car toute modification modifierait le hachage du bloc, invalidant toute la chaîne.

Exploitation du bloc dans les systèmes de preuve de travail

Dans une blockchain de preuve de travail comme Bitcoin, la création d'un nouveau bloc consiste à résoudre un défi cryptographique. Les mineurs hachent à plusieurs reprises l'en-tête de bloc, ajustant la valeur non -ce jusqu'à ce que le hachage résultant atteigne la cible de difficulté du réseau - nécessitant généralement le hachage de commencer par un certain nombre de bits zéro. Ce processus est intensif en calcul et nécessite des ressources matérielles importantes. Une fois qu'un hachage valide est trouvé:

• Le mineur diffuse le nouveau bloc du réseau.
• D'autres nœuds vérifient la solution et les transactions incluses.
• Si le consensus est atteint, le bloc est ajouté à la blockchain. Le mineur réussi reçoit une récompense de bloc (pièces nouvellement frappées) et des frais de transaction comme incitations.

Finalisation des blocs dans les systèmes de preuve de mise

Dans les blockchains de preuve de mise en place tels que Ethereum post-fusion, la création de blocs est plus déterministe. Les validateurs sont sélectionnés via des algorithmes comme la sélection randomisée ou les méthodes basées sur l'âge de pièces . Le validateur choisi propose un nouveau bloc par:

• Rassemblage et vérification des transactions du Mempool.
• Création de l'en-tête de bloc avec le hachage et la racine Merkle précédents corrects.
• Signer le bloc avec leur clé privée pour prouver l'authenticité. D'autres validateurs attestent alors de la validité du bloc. Une fois qu'une supermajorité est d'accord, le bloc est finalisé et ajouté à la chaîne. Les validateurs qui agissent malhonnêtement risquent de perdre leurs fonds jalonds grâce à un processus appelé réduction , garantissant la sécurité du réseau.

Propagation et consensus sur le réseau

Une fois un nouveau bloc créé, il doit être diffusé sur l'ensemble du réseau. Le nœud qui a créé le bloc l'envoie à ses pairs, qui à leur tour le relayez à d'autres. Chaque nœud de réception effectue une vérification indépendante:

• Vérification du hachage du bloc contre l'objectif de difficulté (en POW).
• Valider toutes les signatures et entrées de transaction.
• S'assurer que le hachage de bloc précédent correspond à la dernière de leur chaîne. Si le bloc passe tous les chèques, il est ajouté à la copie locale de la blockchain. Cette propagation assure un consensus décentralisé . Dans les cas où deux blocs valides sont créés simultanément (une fourche), les nœuds suivent la règle de chaîne la plus longue ou la règle de chaîne la plus lourde (en PO), convergeant finalement sur une seule version de la vérité.

Gestion des blocs orphelins et rassis

En raison de la latence du réseau, plusieurs mineurs pourraient résoudre le puzzle à peu près au même moment, conduisant à des fourches temporaires. Les blocs qui ne sont pas inclus dans la chaîne principale deviennent orphelins (en POW) ou jetés (dans POS). Ces blocs sont valides isolément mais perdent une pertinence une fois que le réseau est d'accord sur une seule chaîne. Les mineurs qui produisent des blocs orphelins ne reçoivent pas de récompenses, soulignant l'importance de la synchronisation du réseau. Dans les systèmes POS, des mécanismes tels que les gadgets de point de contrôle et de finalité minimisent les risques de telles fourches en assurant une finalisation plus rapide.

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce qui empêche quelqu'un de créer un faux bloc? La création d'un faux bloc nécessite de modifier les données de transaction ou l'en-tête de bloc. Cela modifie le hachage du bloc, ce qui le rend invalide. De plus, d'autres nœuds vérifient chaque bloc. Tout écart déclenche le rejet. Dans POW, la réécriture de l'historique exige plus de 50% de la puissance de calcul du réseau. Dans le POS, il nécessite de contrôler plus de 66% des jetons jalls, qui sont tous deux économiquement impraticables.

Combien de temps faut-il pour créer un nouveau bloc? Le temps de création de bloc dépend de la blockchain. Bitcoin cible 10 minutes par bloc, ajusté par difficulté tous les blocs de 2016. Ethereum vise 12 secondes sous pos. D'autres réseaux comme Litecoin utilisent 2,5 minutes . Ces intervalles équilibrent la sécurité, la décentralisation et le débit des transactions.

Plusieurs blocs peuvent-ils être créés en même temps? Oui, surtout dans POW, en raison de retards de réseau. Deux mineurs pourraient résoudre le puzzle simultanément, créant des blocs concurrents. Le réseau résout ceci lorsque le bloc suivant est ajouté à l'une des chaînes. La chaîne avec un travail plus cumulatif devient la principale et l'autre est abandonnée.

Qui décide quelles transactions entrent dans un bloc? Les mineurs ou les validateurs ont le pouvoir discrétionnaire dans la sélection des transactions dans le Mempool. Ils priorisent généralement ceux qui ont des frais de transaction plus élevés. Cependant, ils ne peuvent pas inclure de transactions non valides, car le réseau rejetterait l'ensemble du bloc. Certains portefeuilles permettent aux utilisateurs de fixer des frais personnalisés pour influencer la vitesse d'inclusion.