Comment les transactions sont-elles ajoutées à une blockchain?

Comprendre la structure d'une blockchain

Une blockchain est un grand livre distribué et décentralisé qui enregistre les transactions sur un réseau d'ordinateurs. Chaque bloc de la chaîne contient une liste de transactions, un horodatage et une référence au bloc précédent à travers un hachage cryptographique. L'intégrité et l'ordre chronologique de la blockchain sont maintenus à l'aide de ces hachages. Lorsqu'une nouvelle transaction se produit, elle n'est pas immédiatement ajoutée à la blockchain. Au lieu de cela, il doit passer par un processus de validation et de consensus avant d'être enregistré en permanence. Le mécanisme par lequel les transactions sont ajoutées varient en fonction de l'algorithme consensuel utilisé, tel que la preuve de travail (POW) ou la preuve de participation (POS) , mais le flux général reste cohérent dans la plupart des réseaux de blockchain.

Initiation et propagation des transactions

Lorsqu'un utilisateur initie une transaction de crypto-monnaie, il le signe avec sa clé privée et le diffuse sur le réseau. Cette transaction comprend des détails tels que l'adresse de l'expéditeur, l'adresse du destinataire, le montant et les frais de transaction. Une fois diffusée, la transaction entre dans un pool de transactions non confirmées appelées Mempool . Les nœuds sur le réseau reçoivent et valident la transaction pour s'assurer qu'elle répond aux critères de base: signature numérique correcte, fonds suffisants et aucune double dépense. Les transactions valides restent dans le mempool jusqu'à ce qu'un mineur ou un validateur les sélectionne pour l'inclusion dans un nouveau bloc. Les transactions non valides sont rejetées et non plus propagées.

Formation de blocs par des mineurs ou des validateurs

Dans un système de preuve de travail comme Bitcoin, les mineurs rivalisent pour résoudre un puzzle cryptographique complexe. Le premier mineur à résoudre le puzzle gagne le droit de créer le bloc suivant. Ce mineur sélectionne un ensemble de transactions parmi le Mempool, en priorisant généralement ceux qui ont des frais de transaction plus élevés pour maximiser le profit. Les transactions sélectionnées sont ensuite compilées dans un bloc candidat. L'en-tête de bloc comprend le hachage du bloc précédent , une racine Merkle (un résumé cryptographique de toutes les transactions dans le bloc) et un nonce (un nombre aléatoire utilisé dans le processus d'exploitation). Dans la preuve des systèmes de pieu comme Ethereum après la fusion, les validateurs sont choisis en fonction de la quantité de crypto-monnaie qu'ils jouent et d'autres facteurs. Ces validateurs proposent et attestent de nouveaux blocs au lieu de les exploiter.

• Sélectionnez les transactions dans le MecPool
• Vérifiez la signature et les entrées numériques de chaque transaction
• Construisez l'arbre Merkle et calculez la racine Merkle
• Assemblez l'en-tête de bloc avec le hachage du bloc précédent et le nonce du bloc
• Commencer le processus d'extraction (POW) ou attendre la sélection (POS)

Consensus et validation des blocs

Une fois qu'un mineur ou un validateur crée un nouveau bloc, il est diffusé au réseau pour la vérification. D'autres nœuds vérifient la validité du bloc en veillant à ce que toutes les transactions soient légitimes, la taille du bloc est dans les limites et la preuve de travail (ou le jeu) est correctement appliquée. Dans la preuve de travail , les nœuds vérifient que le hachage du bloc répond à la cible de difficulté du réseau. Dans la preuve de la participation , les nœuds confirment que le validateur a été correctement sélectionné et que les attestations sont valides. Si le bloc passe toutes les vérifications, les nœuds ajoutent à leur copie de la blockchain et mettent à jour leur UTXO (sortie de transaction non dépensée) en conséquence. Ce processus garantit que tous les participants s'entendent sur l'état du grand livre, en maintenant un consensus décentralisé .

Finalité et immuabilité

Une fois qu'un bloc a été ajouté à la blockchain, les transactions à l'intérieur sont considérées comme confirmées. Cependant, la finalité - l'assurance qu'une transaction ne peut pas être inversée - dépend du nombre de blocs suivants construits par-dessus. Dans Bitcoin, six confirmations (six blocs de profondeur) sont souvent considérées comme sécurisées. Chaque bloc supplémentaire augmente l'effort de calcul nécessaire pour modifier la chaîne, ce qui rend pratiquement impossible la réécriture de l'histoire. L' immuabilité de la blockchain est appliquée par le hachage cryptographique: la modification de toute transaction modifierait le hachage du bloc, brisant la chaîne et invalidant tous les blocs suivants. Ce modèle de sécurité garantit la confiance dans le système sans nécessiter d'autorité centrale.

Rôle des incitations dans le traitement des transactions

Les mineurs et les validateurs sont incités à participer par des récompenses de bloc et des frais de transaction . Dans Bitcoin, la récompense de bloc est une quantité fixe de BTC nouvellement créé donné au mineur réussi, en train de faire de moitié environ tous les quatre ans. Les frais de transaction sont payés par les utilisateurs pour hiérarchiser leurs transactions. Les validateurs des systèmes POS reçoivent des récompenses similaires sous la forme de jetons et de frais nouvellement émis. Ces incitations alignent les intérêts des participants au réseau avec la sécurité et l'efficacité de la blockchain. Sans de telles récompenses, il y aurait peu de motivation à valider les transactions ou à sécuriser le réseau, ce qui entraînerait une centralisation ou un débit réduit.

Questions fréquemment posées

Combien de temps faut-il pour qu'une transaction soit ajoutée à la blockchain? Le temps varie selon le réseau. Sur Bitcoin, le temps de bloc moyen est de 10 minutes, donc une transaction peut attendre plusieurs minutes dans le mempool avant d'être incluse. Les blocs Ethereum sont produits toutes les 12 secondes, permettant une inclusion plus rapide. Cependant, pendant les périodes de congestion élevée, les transactions avec des frais faibles peuvent rester non confirmées pendant des heures.

Une transaction peut-elle être supprimée de la blockchain une fois ajoutée? Non. Une fois qu'une transaction est incluse dans un bloc confirmé et que les blocs suivants sont construits sur le dessus, il devient immuable . La nature décentralisée et la conception cryptographique des blockchains rendent la modification ou la suppression des transactions de manière informatique.

Que se passe-t-il si deux mineurs créent un bloc en même temps? Cela crée une fourche temporaire dans la blockchain. Les nœuds continuent de construire sur le bloc qu'ils reçoivent en premier. Le réseau converge finalement sur la chaîne valide la plus longue, et le bloc de la fourche plus courte est jeté. Les transactions dans le bloc jeté renvoient au mempool si elles ne sont pas confirmées.

Pourquoi certaines transactions sont-elles confirmées plus rapidement que d'autres? Les transactions avec des frais de transaction plus élevées sont prioritaires par les mineurs ou les validateurs. Les utilisateurs peuvent fixer des frais en fonction de la demande de réseau. Les portefeuilles suggèrent souvent des taux de frais basés sur la congestion actuelle, permettant aux utilisateurs de choisir entre la vitesse et le coût.