Résumé
Le minage de crypto-monnaie vérifie et audite les transactions sur la blockchain, et le processus implique également la création de nouvelles unités de monnaies numériques.
Le travail effectué par les mineurs nécessite d’énormes ressources informatiques, car c’est le facteur qui assure la sécurité du réseau blockchain.
Qu’est-ce que le minage de monnaie numérique ?
Le minage de crypto-monnaie assure la sécurité et la décentralisation des monnaies numériques telles que Bitcoin sur laquelle repose le mécanisme de consensus Proof of Work (PoW). C'est le processus par lequel les transactions entre utilisateurs sont vérifiées et ajoutées aux archives publiques de la chaîne blockchain. Ainsi, le minage est un élément clé qui permet de créer du Bitcoin sans avoir besoin d’une autorité centrale.
Les opérations minières sont également responsables de l’ajout de nouvelles devises parmi les devises existantes disponibles sur le marché. Cependant, le minage de cryptomonnaie suit des règles qui régissent le processus de minage et empêchent quiconque de créer arbitrairement de nouvelles pièces. Ces règles sont intégrées aux protocoles de crypto-monnaie sous-jacents et mises en œuvre via un réseau complet de milliers de nœuds.
Pour créer de nouvelles unités de crypto-monnaie, les mineurs utilisent leur puissance de calcul pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes. Le premier mineur à résoudre l’énigme a le droit d’ajouter un nouveau bloc de transactions à la blockchain et de le diffuser sur le réseau.
Comment fonctionne le minage de monnaie numérique
Lorsque de nouvelles transactions sont effectuées sur la blockchain, elles sont envoyées vers un pool appelé pool de mémoire. Le travail du mineur consiste à valider ces transactions en attente et à les organiser en blocs.
Un bloc peut être considéré comme une page des enregistrements d'une blockchain, dans laquelle plusieurs transactions (ainsi que d'autres données) sont enregistrées. Plus précisément, le nœud d'exploration de données est chargé de collecter les transactions non confirmées du pool de mémoire et de les assembler dans un bloc candidat.
Le mineur tente de convertir ce bloc candidat en un bloc valide et confirmé. Pour ce faire, le mineur doit résoudre un problème mathématique complexe qui nécessite beaucoup de ressources informatiques. Cependant, pour chaque bloc extrait avec succès, le mineur reçoit une récompense de bloc composée de nouvelles crypto-monnaies, ainsi que des frais de transaction. Voyons comment cela fonctionne :
La première étape : hacher les transactions
La première étape pour extraire un bloc consiste à extraire les transactions en attente du pool de mémoire et à les envoyer, une par une, à l'aide d'une fonction de hachage. Chaque fois qu'une donnée est exécutée à l'aide d'une fonction de hachage, une sortie de taille fixe appelée valeur de hachage est générée.
La valeur de hachage de chaque transaction, dans le cadre du minage, est constituée d'une chaîne de chiffres et de lettres qui fait office d'identifiant. La valeur de hachage d'une transaction représente toutes les informations contenues dans cette transaction.
En plus de hacher et de répertorier chaque transaction individuellement, le mineur ajoute également une transaction personnalisée avec laquelle s'envoyer la récompense de bloc. Cette transaction est appelée transaction coinbase et c’est ce qui crée des pièces entièrement nouvelles. Cette transaction est dans la plupart des cas la première transaction enregistrée dans tout nouveau bloc, et est suivie de toutes les transactions en attente en attente d'audit.
Étape 2 : Créer un arbre Merkle
Une fois chaque transaction hachée, les valeurs de hachage sont organisées dans ce que l'on appelle un arbre Merkle (également appelé arbre de hachage). Un arbre Merkle est créé en organisant les valeurs de hachage de transaction en paires, puis en les hachant.
Les nouveaux produits de hachage sont ensuite disposés en paires et hachés à nouveau, et le processus est répété jusqu'à ce qu'une seule valeur de hachage soit générée. La dernière valeur de hachage est également appelée valeur de hachage racine (ou racine de l'arbre Merkle) et est en bref la valeur de hachage qui représente toutes les valeurs de hachage précédentes utilisées pour la générer.
Étape 3 : Trouver une partition de stockage par blocs valide (valeur de hachage de bloc)
La partition de stockage de blocs fait office d'identifiant pour chaque bloc individuel, ce qui signifie que chaque bloc a une valeur de hachage unique. Lors de la création d'un nouveau bloc, les mineurs combinent la valeur de hachage du bloc précédent avec la valeur de hachage racine du bloc candidat pour générer une nouvelle valeur de hachage de bloc. Ils doivent également ajouter un nombre aléatoire appelé code spécial.
Ainsi, lorsqu'un mineur tente d'auditer son bloc candidat, il doit collecter la valeur de hachage racine, la valeur de hachage du bloc précédent et le jeton privé et les rassembler à l'aide de la fonction de hachage. Leur objectif est de répéter cette opération pour créer une valeur de hachage correcte.
La valeur de hachage racine et la valeur de hachage du bloc précédent ne peuvent pas être modifiées, les mineurs doivent donc modifier la valeur du jeton privé plusieurs fois jusqu'à ce qu'ils trouvent une valeur de hachage correcte. La sortie (valeur de hachage du bloc) doit être inférieure à une valeur cible spécifique définie par le protocole pour être considérée comme valide. Dans le minage de Bitcoin, la valeur de hachage d’un bloc doit commencer par un nombre spécifique de zéros – c’est ce qu’on appelle la difficulté du minage.
Étape 4 : Diffusez le bloc extrait
Comme nous l'avons vu précédemment, les mineurs doivent hacher à plusieurs reprises la partition de stockage en bloc en utilisant différentes valeurs de jetons privés. Ils le font jusqu'à ce qu'ils trouvent une valeur de hachage de bloc valide, après quoi le mineur qui l'a trouvée diffuse ce bloc sur le réseau. Tous les nœuds vérifient si le bloc et sa valeur de hachage sont corrects, et si c'est le cas, ils ajouteront le nouveau bloc à leur copie de la chaîne de blocs.
À ce stade, le bloc nommé devient un bloc confirmé et tous les mineurs passent à l’exploitation du bloc suivant. Tous les mineurs qui ne trouvent pas une valeur de hachage correcte à temps rejettent leur bloc candidat et la course au minage recommence.
Et si deux blocs étaient extraits en même temps ?
Parfois, deux mineurs diffusent deux blocs valides en même temps et le réseau se retrouve avec deux blocs concurrents. Tous les mineurs commencent alors à extraire le bloc suivant en fonction du bloc qu'ils ont obtenu en premier, provoquant la scission temporaire du réseau en deux versions différentes de la blockchain.
La compétition entre ces deux blocs se poursuit jusqu'à ce que le bloc suivant sur l'un d'eux soit miné. Lorsqu'un nouveau bloc est extrait, le bloc précédent est considéré comme le gagnant. Le bloc exclu est connu sous le nom de bloc abandonné ou bloc invalide, ce qui amène tous les mineurs qui ont choisi ce bloc à exploiter à nouveau la chaîne du bloc gagnant.
Quelle est la difficulté du minage ?
La difficulté du minage est régulièrement ajustée grâce à un protocole qui garantit un taux constant de création de nouveaux blocs, ce qui entraîne l'émission de nouvelles pièces selon un modèle cohérent et prévisible. La difficulté évolue proportionnellement à la quantité de puissance de calcul (taux de hachage) consacrée au réseau.
Ainsi, chaque fois que de nouveaux mineurs rejoignent le réseau et que la concurrence augmente, la difficulté de hachage augmente, empêchant ainsi le temps de blocage moyen de diminuer. A l’inverse, si de nombreux mineurs décident de quitter le réseau, la difficulté de hachage diminuera, facilitant ainsi le minage d’un nouveau bloc. Ces ajustements maintiennent le temps de blocage constant, quelle que soit la puissance de hachage globale du réseau.
Types d'extraction de monnaie numérique
Il existe de nombreuses façons différentes d’exploiter des monnaies numériques. L’équipement change et le processus change à mesure que de nouveaux dispositifs et algorithmes de consensus émergent. Les mineurs utilisent généralement des unités informatiques spécialisées pour résoudre des équations cryptographiques complexes. Jetons un coup d'œil au fonctionnement de certaines des méthodes de minage les plus populaires.
Exploitation minière à l'aide de processeurs
L'extraction de CPU implique l'utilisation de l'unité centrale de traitement d'un ordinateur pour exécuter les fonctions de hachage requises par un modèle de preuve de travail. Au début du Bitcoin, le coût du minage était faible, les barrières à l’entrée étaient faibles et un processeur normal pouvait gérer les difficultés du minage, de sorte que n’importe qui pouvait essayer de miner du BTC et toute autre crypto-monnaie.
Cependant, à mesure que de plus en plus de personnes commençaient à exploiter du BTC et que le taux de hachage du réseau augmentait, l'exploitation minière rentable est devenue plus difficile. De plus, l’émergence de matériel de minage spécialisé doté d’une plus grande puissance de calcul a rendu le minage utilisant des processeurs presque impossible. Aujourd’hui, le minage à l’aide de processeurs n’est plus une option pratique car tous les mineurs utilisent du matériel spécialisé.
Exploitation minière à l'aide de GPU
Les unités de traitement graphique (GPU) sont conçues pour traiter simultanément un large éventail d'applications. Bien que ces modules soient généralement utilisés pour les jeux vidéo ou la création graphique, ils peuvent également être utilisés pour le minage.
Les GPU sont relativement peu coûteux et plus flexibles que le matériel de circuit ASIC couramment utilisé pour le minage. Bien qu’ils soient utilisés pour extraire certains altcoins, leur efficacité dépend de la difficulté et de l’algorithme d’extraction.
Exploitation minière utilisant le circuit ISIC
Un circuit intégré spécifique à une application (circuit ISAC) est conçu pour répondre à un objectif spécifique, ce qui en crypto-monnaie fait référence à un dispositif spécialisé conçu pour le minage. L’exploitation minière utilisant le circuit Isaac est connue pour être très efficace, mais coûteuse en même temps. Étant donné que les mineurs AIESEC sont à la pointe de la technologie minière, le coût unitaire est bien plus élevé que celui des CPU ou des GPU.
De plus, les progrès continus de la technologie des circuits AIESEC rendent rapidement les anciennes versions non rentables et doivent donc être remplacées régulièrement. Même en excluant les coûts d’électricité, cela fait du minage ASIC l’une des méthodes de minage les plus coûteuses.
Complexes miniers
Puisque le premier mineur qui réussit reçoit la récompense de bloc, la probabilité de trouver la bonne valeur de hachage devient très faible. Les mineurs disposant d’un faible pourcentage de puissance minière ont très peu de chances de découvrir le prochain bloc par eux-mêmes. Les pools miniers apportent une solution à ce problème.
Les pools miniers sont des groupes de mineurs qui mettent en commun leurs ressources (puissance de hachage) pour augmenter la probabilité de gagner des récompenses de bloc. Lorsque le pool parvient à trouver un bloc, les mineurs du pool partagent la récompense en fonction de la quantité de travail que chacun a contribué.
Les pools de minage peuvent bénéficier aux mineurs individuels en termes de coûts de matériel et d'électricité, mais leur contrôle sur le minage fait craindre une attaque de 51 % sur le réseau.
Qu’est-ce que le minage de Bitcoin ? Quel est le mécanisme de son travail ?
Bitcoin est l’exemple le plus célèbre et le plus clair de monnaie numérique exploitable, et le minage de Bitcoin est basé sur l’algorithme de consensus Proof of Work (PoW).
La preuve de travail (PoW) est le mécanisme de consensus original de la blockchain créé par Satoshi Nakamoto et introduit par le manuel technique Bitcoin en 2008. En bref, PoW précise comment un réseau de blockchain parvient à un consensus entre divers participants distribués sans médiation externe, et il le fait. en exigeant la puissance de la grande informatique pour décourager ceux qui ont de mauvaises intentions.
Comme nous l'avons vu, les mineurs valident les transactions sur le réseau à l'aide d'une preuve de travail et sont vérifiés par certains mineurs en compétition pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes à l'aide de matériel minier spécialisé. Le premier mineur à proposer une solution correcte peut diffuser son bloc de transaction sur la blockchain et recevoir une récompense de bloc.
Le montant des cryptomonnaies dans la récompense en bloc varie d’une blockchain à l’autre. Par exemple, les mineurs de la blockchain Bitcoin recevaient une récompense en bloc de 6,25 BTC jusqu'en mars 2023. À la lumière du mécanisme de réduction de moitié du Bitcoin, la quantité de BTC dans la récompense en bloc est divisée par deux tous les 210 000 blocs (environ tous les quatre ans).
Le minage de cryptomonnaies est-il rentable en 2023 ?
Bien qu’il soit possible de gagner de l’argent en exploitant des crypto-monnaies, cela nécessite un examen attentif, une gestion des risques et des recherches. Ce processus implique également certains investissements et risques, tels que les coûts de matériel, les fluctuations des prix des cryptomonnaies et la modification des protocoles de cryptomonnaie. Pour réduire ces risques, les mineurs s'engagent dans des activités de gestion des risques et évaluent les coûts potentiels, ainsi que les avantages de l'exploitation minière avant de démarrer le processus.
La rentabilité du minage de cryptomonnaie dépend de nombreux facteurs. L’un de ces facteurs est l’évolution des prix des cryptomonnaies. Lorsque les prix des cryptomonnaies augmentent, la valeur de la monnaie locale approuvée pour les récompenses minières augmente également. En revanche, les niveaux de rentabilité peuvent diminuer à mesure que les prix baissent.
L’efficacité du matériel minier est également un facteur important pour déterminer la rentabilité d’une opération minière. Les plates-formes minières peuvent être coûteuses, les mineurs doivent donc équilibrer les coûts de la plate-forme avec les récompenses qui peuvent être obtenues. Un autre facteur à considérer est le coût de l’électricité. Si ces coûts deviennent trop élevés, ils peuvent dépasser les niveaux de profit, rendant ainsi l’exploitation minière non rentable.
De plus, le matériel de minage peut parfois nécessiter relativement peu d’améliorations, car il a tendance à devenir très rapidement obsolète. Les nouveaux modèles peuvent surpasser les anciens matériels. Si les mineurs ne disposent pas du budget nécessaire pour développer leur propre matériel, ils auront souvent du mal à rester compétitifs.
Enfin et surtout, il y a quelques changements au niveau du protocole. Par exemple, une réduction de moitié du Bitcoin peut avoir un impact sur la rentabilité du minage, car elle réduit de moitié les récompenses des blocs de minage. De plus, l’ensemble du réseau Ethereum est passé d’un mécanisme de consensus Proof of Work (PoW) à un Proof of Stake (PoS) en septembre 2022, rendant le minage inutile.
Réflexions finales
Le minage de crypto-monnaie est un élément important du réseau Bitcoin et d’autres blockchains qui utilisent le mécanisme de preuve de travail, car il contribue à maintenir la sécurité du réseau et à générer de nouvelles pièces de manière stable. De plus, les mineurs peuvent générer des revenus passifs grâce à l’exploitation minière. Vous pouvez apprendre plus d’instructions étape par étape dans notre article Comment exploiter une monnaie numérique.
Le minage présente des avantages et des inconvénients spécifiques, le plus important étant la monétisation potentielle des récompenses en bloc. Cependant, les bénéfices miniers sont affectés par un certain nombre de facteurs, notamment les coûts de l’électricité et les prix du marché. Par conséquent, avant de vous lancer dans l’extraction de cryptomonnaies, vous devez faire vos propres recherches et évaluer tous les risques potentiels.
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