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Le minage de crypto-monnaie est utilisé pour vérifier et confirmer les transactions sur la blockchain, ainsi que pour créer de nouvelles unités de crypto-monnaie.
Le travail des mineurs nécessite des ressources informatiques considérables, mais il est nécessaire d’assurer la sécurité du réseau blockchain.
Qu'est-ce que le minage de crypto-monnaie
Le minage de crypto-monnaie assure la sécurité et la décentralisation des crypto-monnaies (telles que Bitcoin) sur la base du mécanisme de consensus Proof of Work (PoW). Au cours de ce processus, les transactions des utilisateurs sont vérifiées et ajoutées au grand livre public de la blockchain. Ainsi, c’est le minage qui assure le fonctionnement du Bitcoin sans avoir besoin d’une autorité centralisée.
L’exploitation minière est également responsable de l’ajout de nouvelles pièces en circulation. Dans le même temps, le minage de cryptomonnaies est strictement réglementé par un ensemble de règles qui régissent le processus et empêchent la création arbitraire de nouvelles pièces. Ces règles sont intégrées aux protocoles sous-jacents des crypto-monnaies et s’appliquent à l’ensemble du réseau composé de milliers de nœuds.
Pour créer de nouvelles unités de cryptomonnaie, les mineurs utilisent la puissance de calcul pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes. Le premier mineur à trouver une solution ajoute son bloc à la blockchain et reçoit une récompense de bloc.
Comment fonctionne le minage de cryptomonnaies ?
Toutes les nouvelles transactions dans la blockchain sont envoyées vers ce que l'on appelle le pool de mémoire. Le travail du mineur consiste à vérifier la validité des transactions en cours de traitement et à les combiner en blocs.
Un bloc peut être considéré comme une page de registre blockchain dans laquelle plusieurs transactions (ainsi que d’autres données) sont saisies. Plus précisément, le nœud d'exploration de données est chargé de collecter les transactions non confirmées du pool de mémoire et de les combiner en un bloc candidat.
Le mineur tente alors de convertir son bloc candidat en bloc confirmé. Pour ce faire, il est nécessaire de trouver une solution à un problème mathématique complexe, dépensant beaucoup de puissance de calcul. Pour chaque bloc créé avec succès, le mineur reçoit une récompense composée de nouvelles unités de cryptomonnaie et de frais de transaction. Nous examinerons ensuite ce processus en détail.
Étape 1 : hachage des transactions
Dans un premier temps, le mineur récupère les transactions en attente dans le pool de mémoire et les hache une par une. En hachant chaque élément de données, le mineur produit un résultat de taille fixe appelé hachage.
Dans le cadre du minage, le hachage de chaque transaction est constitué d'une chaîne de chiffres et de lettres qui sert d'identifiant. Le hachage d'une transaction contient toutes les informations contenues dans cette transaction.
En plus de hacher et de confirmer chaque transaction individuellement, le mineur ajoute également sa propre transaction dans laquelle il s'envoie la récompense en bloc. Cette transaction s’appelle coinbase et génère de nouvelles pièces. Dans la plupart des cas, la transaction coinbase est la première ajoutée à un nouveau bloc, suivie de toutes les autres transactions non confirmées.
Étape 2 : Créer un arbre Merkle
Une fois chaque transaction hachée, les hachages sont organisés dans une structure appelée arbre Merkle (ou arbre de hachage). Un arbre Merkle est formé en organisant les hachages de transactions en paires, puis en les hachant.
Les nouveaux hachages obtenus sont ensuite appariés et à nouveau hachés. Le processus est répété jusqu'à ce qu'un hachage soit obtenu. Ce dernier hachage est également appelé hachage racine (ou racine Merkle) et inclut tous les hachages précédents qui ont été utilisés pour le créer.
Étape 3 : Recherche d'un en-tête de bloc valide (hachage de bloc)
L'en-tête de bloc agit comme un identifiant pour chaque bloc individuel, ce qui signifie que chaque bloc possède un hachage unique. Lors de la création d'un nouveau bloc, les mineurs combinent le hachage du bloc précédent avec le hachage racine de leur bloc candidat pour produire un nouveau hachage de bloc. En plus de cela, ils ajoutent également un nombre arbitraire appelé occasionnel.
Ainsi, lorsqu'il tente de valider son bloc candidat, un mineur doit combiner le hachage racine, le hachage du bloc précédent et la valeur occasionnelle, puis les hacher. Ce processus est répété jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé.
Le hachage racine et le hachage du bloc précédent ne peuvent pas être modifiés, les mineurs doivent donc modifier la valeur occasionnelle jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé. Ce hachage doit être inférieur à la valeur cible définie par le protocole. Lors du minage sur le réseau Bitcoin, le hachage d'un bloc doit commencer par un certain nombre de zéros (c'est ce qu'on appelle la difficulté du minage).
Étape 4. Transférez le bloc
Comme nous l'avons découvert, les mineurs doivent hacher l'en-tête du bloc plusieurs fois avec différentes valeurs occasionnelles. Ils le font jusqu'à ce qu'ils trouvent un hachage de bloc valide, auquel cas le mineur diffuse le bloc sur le réseau. Tous les autres nœuds vérifient la validité du bloc et du hachage et, si tout est correct, l'ajoutent à leur copie de la blockchain.
À ce stade, le bloc candidat est confirmé et tous les mineurs passent au bloc suivant. Les mineurs qui n'ont pas réussi à trouver un hachage valide suppriment leur bloc candidat et recommencent.
Que faire si deux blocs sont extraits en même temps ?
Parfois, deux mineurs transmettent un bloc valide en même temps, et deux blocs concurrents apparaissent sur le réseau. Les mineurs passent ensuite à l’extraction du bloc suivant en fonction du bloc qu’ils ont soumis. Cela provoque la division (temporairement) du réseau en deux versions de la blockchain.
La compétition se poursuit jusqu'à ce que le bloc suivant soit extrait, avant tous les blocs concurrents. Après avoir créé un nouveau bloc, le bloc précédent du même mineur sera considéré comme le gagnant. Un bloc abandonné par un autre mineur est appelé orphelin ou déchaîné. Tous les mineurs qui ont sélectionné ce bloc passent au bloc gagnant et continuent l'exploitation minière sur cette base.
Quelle est la difficulté du minage
La difficulté du minage est constamment ajustée par le protocole pour garantir un taux stable de création de nouveaux blocs et, par conséquent, une émission prévisible de nouvelles pièces. La difficulté varie en fonction de la quantité de puissance de calcul (hashrate) du réseau.
Ainsi, chaque fois que de nouveaux mineurs rejoignent le réseau et que la concurrence augmente, la difficulté de hachage augmente, empêchant le temps moyen de création de blocs de diminuer. A l’inverse, si de nombreux mineurs quittent le réseau, la difficulté de hachage diminuera et la création d’un nouveau bloc deviendra plus facile. De tels ajustements maintiennent un temps de création de bloc stable, quelle que soit la puissance de calcul globale du réseau.
Types de minage de crypto-monnaie
Il existe plusieurs façons d’exploiter des cryptomonnaies. Le matériel et les processus miniers évoluent constamment à mesure que de nouveaux appareils et algorithmes de consensus deviennent disponibles. En règle générale, les mineurs utilisent des plates-formes informatiques spécialisées pour résoudre des équations cryptographiques complexes. Examinons les méthodes d'extraction les plus courantes.
Minage avec CPU
L'exploration de l'unité centrale de traitement (CPU) implique l'utilisation du processeur d'un ordinateur pour effectuer un hachage dans le cadre d'un consensus PoW. Dans les premières années de Bitcoin, le coût du minage et les exigences pour les participants étaient assez faibles, et sa complexité pouvait être gérée par le processeur d'un ordinateur ordinaire. En conséquence, n’importe qui peut exploiter du BTC et d’autres crypto-monnaies.
Cependant, à mesure que le nombre de mineurs augmentait, le hashrate du réseau augmentait, et avec lui la difficulté de réaliser un minage rentable. De plus, l’avènement de matériel spécialisé doté d’une plus grande puissance de calcul a rendu l’exploitation minière sur processeurs presque impossible. À l’heure actuelle, le minage de CPU n’est pas une option viable puisque tous les mineurs utilisent du matériel spécialisé.
Minage avec GPU
Les unités de traitement graphique (GPU) sont conçues pour traiter un large éventail d'opérations simultanément. Bien qu’ils soient généralement utilisés pour les jeux vidéo ou le rendu graphique, ils peuvent également être utilisés pour le minage.
Les GPU sont relativement peu coûteux et, contrairement au matériel de minage ASIC, ils peuvent effectuer de nombreuses tâches différentes. Ils peuvent également être utilisés pour miner certains altcoins, mais l’efficacité dépendra de l’algorithme et de la difficulté du minage.
Exploitation minière avec ASIC
Un circuit intégré spécifique à une application (ASIC) est conçu dans un but spécifique. Dans le domaine des crypto-monnaies, c’est le nom donné aux équipements spécialisés conçus pour le minage. Le minage sur des appareils ASIC est très efficace, mais nécessite des coûts considérables. Étant donné que le matériel ASIC est à la pointe de la technologie minière, ces plates-formes sont beaucoup plus coûteuses que l'utilisation de processeurs ou de GPU.
De plus, en raison du développement constant des ASIC, les modèles précédents deviennent rapidement obsolètes et doivent être remplacés régulièrement. Même sans frais d’électricité, devoir acheter de nouvelles plates-formes ASIC rend l’exploitation minière extrêmement coûteuse.
Pools miniers
Étant donné que les mineurs se font concurrence pour obtenir la récompense globale, la probabilité de trouver un hachage valide est extrêmement faible. Les mineurs disposant de peu de puissance de calcul ont très peu de chances de trouver le prochain bloc par eux-mêmes. Pour résoudre ce problème, des pools miniers ont été créés.
Les pools de minage sont des groupes de mineurs qui mettent en commun leurs ressources (pouvoir de hachage) afin d'augmenter la probabilité de trouver un bloc et de recevoir une récompense. Si le pool parvient à trouver un bloc, les mineurs du pool se partagent la récompense en fonction de la quantité de travail effectué.
Les pools de minage sont attrayants pour les mineurs indépendants car ils réduisent les coûts de matériel et d'électricité, mais la domination de ces pools dans le minage augmente le risque d'attaque sur le réseau jusqu'à 51 %.
Qu’est-ce que le minage de Bitcoin et comment ça marche ?
Bitcoin est la crypto-monnaie la plus célèbre qui a résisté à l’épreuve du temps. Les Bitcoins peuvent être extraits à l’aide de l’algorithme de consensus PoW.
PoW est un mécanisme de consensus blockchain créé par Satoshi Nakamoto et introduit dans le livre blanc Bitcoin de 2008. PoW définit comment un réseau blockchain parvient à un consensus entre tous les participants distribués sans l'implication d'intermédiaires tiers. Dans le cadre de ce mécanisme, les attaquants auront besoin d’une puissance de calcul importante pour mener une attaque.
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, les mineurs valident les transactions sur un réseau PoW et s'affrontent pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes à l'aide de matériel minier spécialisé. Le premier mineur qui parvient à trouver une solution à ces problèmes mathématiques ajoute son bloc à la blockchain et reçoit une récompense de bloc.
Le montant de la récompense en cryptomonnaie dépend de la blockchain utilisée. Par exemple, depuis décembre 2021, la blockchain Bitcoin offre une récompense globale de 6,25 BTC. Bitcoin utilise un mécanisme de réduction de moitié qui réduit la récompense BTC de moitié tous les 210 000 blocs (environ tous les quatre ans).
Rentabilité du minage de cryptomonnaies en 2023
Il est tout à fait possible de gagner de l’argent avec les cryptomonnaies, mais cela nécessite une étude minutieuse, une gestion des risques et des recherches. Il faut également investir judicieusement et prendre en compte les coûts des équipements, la volatilité des prix des cryptomonnaies et les éventuels changements du protocole des cryptomonnaies. Pour assurer leur protection, les mineurs utilisent des techniques de gestion des risques et évaluent à l’avance les coûts et les avantages potentiels de l’exploitation minière.
La rentabilité du minage de crypto-monnaie dépend de plusieurs facteurs, dont l’évolution des prix des crypto-monnaies. Lorsque les prix augmentent, la valeur fiduciaire des récompenses minières augmente également. À l’inverse, la rentabilité diminuera à mesure que les prix baisseront.
L’efficacité du matériel minier est un facteur clé pour déterminer la rentabilité du minage. Le matériel minier peut être coûteux, les mineurs doivent donc peser le coût de leurs plates-formes par rapport au profit potentiel qu'ils peuvent réaliser. Un autre facteur important est le coût de l’électricité. Des coûts d’électricité trop élevés peuvent dépasser les revenus et rendre l’exploitation minière non rentable.
De plus, les équipements miniers doivent être remplacés régulièrement car ils deviennent rapidement obsolètes. Les nouveaux modèles seront plus productifs et, par conséquent, les mineurs n’ayant pas la capacité financière de moderniser leurs plates-formes ne pourront pas rester compétitifs.
Dernier point mais non le moindre, les changements au niveau du protocole. Par exemple, une réduction de moitié du prix du Bitcoin pourrait avoir un impact sur la rentabilité du minage, car cela réduirait de moitié la récompense globale. De plus, en septembre 2022, Ethereum est complètement passé d’un mécanisme de consensus PoW à un mécanisme de preuve de participation (PoS), éliminant complètement le minage du réseau.
Enfin
Le minage de crypto-monnaie est une partie importante du Bitcoin et d’autres blockchains PoW, garantissant la sécurité de ces réseaux et l’émission stable de nouvelles pièces. De plus, l’exploitation minière peut devenir une source de revenus passifs pour les mineurs. Plus d'informations peuvent être trouvées dans notre article avec des instructions étape par étape sur la façon d'exploiter la crypto-monnaie.
Le minage a ses avantages et ses inconvénients et attire les mineurs avec la possibilité de gagner des revenus grâce aux récompenses en bloc. Toutefois, les bénéfices miniers sont affectés par un certain nombre de facteurs, notamment le coût de l’électricité et les prix du marché. Si vous êtes intéressé par le minage de crypto-monnaies, faites d’abord vos recherches et évaluez tous les risques potentiels.
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