Résumé
La preuve d'enjeu est une alternative populaire à la preuve de travail. Les validateurs n'ont pas besoin de puissance de calcul pour vérifier les transactions mais doivent mettre en jeu des jetons, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie requise. La preuve d'enjeu augmente également la décentralisation, la sécurité et l'évolutivité.
Cependant, sans accès aux crypto-monnaies, il est difficile d’accéder à une preuve de participation. Si vous choisissez une blockchain avec une capitalisation boursière inférieure, une attaque de 51 % est également susceptible de se produire. Étant donné que Proof of Stake est très polyvalent, il existe également de multiples variantes adaptées à différentes blockchains et cas d'utilisation.
Introduction
La preuve de participation est actuellement l'option la plus populaire pour les réseaux blockchain. Mais comme il existe de nombreuses variantes, il peut être difficile de comprendre les concepts fondamentaux. Il est peu probable que vous le voyiez sous sa forme originale aujourd’hui. Cependant, tous les types de preuve de participation partagent le même concept de base. Comprendre ces similitudes vous aidera à faire de meilleurs choix quant à la blockchain à utiliser et à son fonctionnement.
Qu’est-ce que la preuve de participation ?
L'algorithme de consensus de preuve de participation a été lancé via le forum Bitcointalk en 2011 pour résoudre les problèmes de preuve de travail. Bien que les deux algorithmes aient le même objectif : parvenir à un consensus sur la blockchain, les processus permettant d’atteindre leurs objectifs sont assez différents. Les participants n'ont pas besoin de fournir des preuves nécessitant beaucoup de calculs, mais doivent seulement prouver qu'ils ont mis en jeu leurs jetons.
Comment fonctionne la preuve de participation ?
L'algorithme de preuve de participation utilise une méthode d'élection pseudo-aléatoire pour sélectionner les validateurs parmi un groupe de nœuds. Ce système prend en compte divers facteurs, notamment l'âge du jalonnement (un élément de randomisation) et la richesse des nœuds.
Dans un système de preuve de participation, les blocs sont « forgés » plutôt que minés. Pourtant, vous pouvez parfois entendre le mot « exploitation minière ». La plupart des crypto-monnaies avec preuve de participation proposent des jetons « pré-forgés » au lancement afin que les nœuds puissent être lancés immédiatement.
Les utilisateurs participant au processus de forgeage doivent verrouiller un certain nombre de jetons dans le réseau en tant que capitaux propres. La taille des capitaux propres détermine la chance de sélectionner un nœud comme prochain validateur. Plus les capitaux propres sont élevés, plus l'opportunité est grande. Pour garantir que le processus ne favorise pas uniquement les nœuds les plus riches du réseau, un certain nombre de touches spéciales sont ajoutées au processus de sélection. Les deux méthodes les plus couramment utilisées sont la « sélection de blocs aléatoires » et la « sélection de l'âge des pièces ».
Sélection de bloc aléatoire
Dans la méthode de sélection de blocs aléatoires, les validateurs sont sélectionnés en recherchant le nœud avec la valeur de hachage la plus basse et la combinaison d'enjeu la plus élevée. Étant donné que la taille de la mise est publique, d’autres nœuds peuvent souvent prédire qui sera le prochain faussaire.
Sélection de l'âge des pièces
La méthode de sélection de l'âge de la devise sélectionne les nœuds en fonction de la période de mise en jeu du jeton. L'âge des pièces est calculé en multipliant le nombre de jours pendant lesquels un jeton a été détenu comme capital par le nombre de jetons mis en jeu.
Lorsqu'un nœud forge un bloc, l'âge de sa pièce est réinitialisé à zéro et il doit attendre un certain temps avant de forger un autre bloc, ce qui permet d'empêcher les nœuds ayant des enjeux importants de dominer la blockchain.
Vérifier la transaction
Chaque crypto-monnaie qui utilise un algorithme de preuve de participation fournit au réseau et aux utilisateurs ce qu'elle considère comme la meilleure combinaison de règles et de méthodes.
Si un nœud est sélectionné pour forger le bloc suivant, il vérifiera si les transactions de ce bloc sont valides. Il signe ensuite le bloc et l'ajoute à la blockchain. Ce nœud est récompensé par les frais de transaction du bloc et, dans certaines blockchains, par des jetons.
Si un nœud ne veut plus être un faussaire, le réseau vérifiera si le nœud a ajouté de faux blocs à la blockchain. Si la vérification est correcte, les droits du nœud et les récompenses gagnées seront libérés après un certain temps.
Quelles blockchains utilisent la preuve de participation ?
La plupart des blockchains après Ethereum utilisent un mécanisme de consensus de preuve de participation. Habituellement, ces mécanismes sont modifiés pour s'adapter aux besoins du réseau. Nous aborderons ces changements plus loin dans cet article. Ethereum lui-même passe actuellement à la preuve de participation avec Ethereum 2.0.
Les réseaux blockchain qui utilisent une preuve de participation ou des formulaires associés comprennent :
1. Chaîne de pièces Binance (BNB)
2. Chaîne intelligente Binance Coin (BNB)
3. Solana
4. Avalanche
6. À pois
Avantages de la preuve de participation
Par rapport à la preuve de travail, la preuve d’enjeu présente des avantages évidents. Pour cette raison, les nouvelles blockchains utilisent presque toujours la preuve de participation. Ses avantages incluent :
Adaptabilité
À mesure que les besoins des utilisateurs et la blockchain évoluent, la preuve d’enjeu évoluera également. Nous pouvons clairement le constater sur un grand nombre d’applications de débogage. Ce mécanisme est polyvalent et peut être facilement adapté à la plupart des cas d’utilisation de la blockchain.
Décentralisation
Un grand nombre d'utilisateurs sont encouragés à exécuter des nœuds car cette méthode est plus rentable. Ce processus d'incitation et de randomisation augmente le niveau de décentralisation du réseau. Bien qu’il existe un pool de jalonnement, les chances qu’un individu réussisse à forger un bloc basé sur le mécanisme de preuve de mise sont beaucoup plus élevées. Dans l’ensemble, cela réduit le besoin de pools de jalonnement.
efficacité énergétique
La preuve d’enjeu est très économe en énergie par rapport à la preuve de travail. Le coût de participation est déterminé par le coût économique du jalonnement des jetons, et non par le coût informatique de la résolution du puzzle. Ce mécanisme se traduit par une réduction significative de l’énergie nécessaire au fonctionnement du mécanisme de consensus.
Évolutivité
Étant donné que la preuve d’enjeu ne s’appuie pas sur des machines physiques pour générer un consensus, elle est plus évolutive. Cela ne nécessite pas d’énormes mines ni d’achat de grandes quantités d’énergie. Ajouter davantage de validateurs au réseau est moins cher, plus simple et plus facile à mettre en œuvre.
sécurité
Stake agit comme une incitation financière pour que les validateurs ne traitent pas de fausses transactions. Si le réseau détecte de fausses transactions, le validateur perdra certains de ses droits et intérêts ainsi que le droit de participer à des activités futures. Par conséquent, tant que l’équité est supérieure à la récompense, si le vérificateur tente de tricher, il perdra plus de jetons que la récompense qu’il a reçue.
Pour contrôler efficacement le réseau et approuver les fausses transactions, les nœuds doivent détenir une participation majoritaire dans le réseau, ce qui est également connu sous le nom d'attaque de 51 %. Sur la base de la valeur de la crypto-monnaie, prendre le contrôle du réseau nécessiterait d’acquérir 51 % de l’offre en circulation, ce qui est presque impossible à réaliser.
Cependant, cela peut aussi être un inconvénient, comme nous l’expliquerons ci-dessous.
Inconvénients de la preuve de participation
Bien que le Proof of Stake présente de nombreux avantages par rapport au Proof of Work, il présente néanmoins certains inconvénients :
bifurcation
L’utilisation de mécanismes de preuve de participation standard ne freine pas l’exploitation minière des deux côtés de la fourchette. Lors de l’utilisation d’une preuve de travail, l’exploitation des deux côtés entraîne un gaspillage d’énergie. Avec la preuve de participation, les coûts sont considérablement réduits, ce qui signifie que les gens peuvent « parier » des deux côtés d’une fourchette.
Accessibilité
Pour commencer à jalonner, vous avez besoin de l’approvisionnement natif en jetons d’une blockchain. Cela nécessite que vous achetiez le jeton via un échange ou d'autres moyens. En fonction du montant requis, vous aurez peut-être besoin d’un investissement important pour commencer efficacement à jalonner.
Avec une preuve de travail, vous pouvez acheter du matériel minier bon marché ou même le louer. De cette façon, vous pouvez rejoindre un pool minier et commencer rapidement à valider et à gagner de l'argent.
51% d'attaque
Même si la preuve de travail est également sensible à 51 % des attaques, il est évidemment plus facile d’utiliser la preuve de participation. Si le prix du token s'effondre ou si la capitalisation boursière de la blockchain est faible, il pourrait théoriquement être moins cher d'acheter plus de 50 % des tokens et de contrôler le réseau.
Preuve de travail vs preuve d'enjeu
Si nous comparons ces deux mécanismes de consensus, nous trouverons quelques différences clés.
Cependant, différentes blockchains disposent de différents mécanismes de preuve de participation. De nombreuses différences dépendent du mécanisme exact utilisé.
Autres mécanismes de consensus basés sur une preuve d’enjeu
La preuve de participation est hautement adaptable. Les développeurs peuvent modifier les mécanismes exacts pour les adapter aux cas d'utilisation spécifiques de la blockchain. Voici quelques-uns des mécanismes les plus courants
Preuve de participation déléguée (DPoS)
La preuve de participation déléguée permet aux utilisateurs de miser des jetons sans devenir un validateur. Dans ce cas, ils peuvent miser avec le validateur pour partager la récompense de bloc. Plus il y a de délégants derrière un éventuel validateur, plus grandes sont les chances de sélection. Les validateurs peuvent généralement modifier le montant partagé avec les délégataires en guise de récompense. La réputation du validateur est également un facteur important dans le choix effectué par le délégant.
Preuve de participation nominée (NPoS)
Nominate Proof of Stake est un modèle consensuel développé par Polkadot. Il partage de nombreuses similitudes avec la preuve de participation déléguée, mais il existe une différence clé. Les proposants (délégués) peuvent également perdre leur mise s'ils suivent un validateur malveillant dans leur mise.
Les proposants peuvent sélectionner jusqu'à 16 validateurs et les suivre pour faire valoir leurs intérêts. Le réseau répartira ensuite sa participation de manière égale entre les validateurs sélectionnés. Polkadot utilise également plusieurs méthodes issues de la théorie des jeux et de la théorie des élections pour décider qui forgera de nouveaux blocs.
Preuve de participation faisant autorité (PoSA)
Binance Coin (BNB) Smart Chain utilise une preuve de participation faisant autorité pour générer un consensus sur le réseau. Ce mécanisme de consensus combine la preuve d'autorité et la preuve d'enjeu en une seule, permettant aux validateurs de forger des blocs à tour de rôle. Un groupe de 21 validateurs actifs éligibles pour participer est sélectionné en fonction du montant de Binance Coin (BNB) mis en jeu par les validateurs ou délégués derrière eux. Cette collection peut être déterminée quotidiennement et la sélection sera stockée sur la chaîne Binance Coin (BNB).
en conclusion
La façon dont nous ajoutons des blocs de transactions au réseau a considérablement changé depuis Bitcoin. Nous n’avons désormais plus besoin de compter sur la puissance de calcul pour générer un consensus sur les cryptomonnaies. Le système de preuve de participation présente de nombreux avantages, et l’histoire a prouvé que la preuve de participation est efficace. Au fil du temps, Bitcoin semble être l’un des rares réseaux de preuve de travail restants. Pour l’instant, il semble que Proof of Stake soit là pour rester.
