Qu'est-ce que le minage de Bitcoin et comment ça marche ?


En bref

  • Le minage de Bitcoin est le processus d'ajout et de vérification de blocs de transactions à la blockchain publique de Bitcoin
  • Bitcoin utilise le mécanisme de consensus de " preuve de travail ", qui exige l'engagement des mineurs sous la forme de matériel minier coûteux et d'électricité
  • Les mineurs s'affrontent pour résoudre un casse-tête cryptographique complexe et sont récompensés par du Bitcoin nouvellement créé

Le minage de Bitcoin est le processus par lequel des blocs de transactions sont ajoutés à la blockchain publique et vérifiés. C'est aussi le processus par lequel le nouveau Bitcoin est créé, un mécanisme qui à la fois sécurise l'intégrité de la blockchain et encourage la participation au réseau.

Les mineurs se font concurrence pour ajouter de nouveaux blocs à la blockchain. Mining Bitcoin exige un engagement substantiel de la part des mineurs ; c'est une tâche coûteuse et chronophage, et qui est nécessaire pour que la crypto-monnaie fonctionne et pour que les gens aient confiance en sa légitimité.

Plus d'une décennie après la création de Bitcoin par Satoshi Nakamoto, la plupart des gens ont entendu parler de l'exploitation minière. Mais qu'est-ce que cela signifie vraiment et comment s'y prendre pour extraire du Bitcoin ?

Qu'est-ce que le minage de Bitcoin ?

L'exploitation minière de Bitcoin n'est pas comme creuser pour de l'or ou du charbon profondément sous terre. Il s'agit de vérifier les transactions effectuées à l'aide de Bitcoin. Les mineurs sont les individus ou les entreprises qui entretiennent et auditent le réseau blockchain qui prend en charge la crypto-monnaie.

Ils le font en complétant des " blocs " de transactions vérifiées, qui sont ajoutés à la blockchain ; lorsqu'un mineur termine un bloc, il est récompensé par du Bitcoin.

Le saviez-vous ?Environ tous les quatre ans, la récompense pour l'extraction de Bitcoin est réduite de moitié, un événement connu (sans surprise) sous le nom de " halving ". En mai 2020, la récompense de bloc est passée de 12,5 BTC par bloc à 6,25 BTC.

L'extraction de Bitcoin n'est pas aussi bon marché qu'avant, mais cela n'empêche toujours pas les investisseurs de mener cette activité. La récompense de bloc de Bitcoin est l'incitation qui alimente les transactions de crypto-monnaie en légitimant et en surveillant le réseau. Parce que cette responsabilité est exercée par de nombreux utilisateurs à travers le monde, Bitcoin est une crypto-monnaie décentralisée, ce qui signifie qu'il ne dépend d'aucune autorité centrale telle qu'un gouvernement ou une banque pour sa fiabilité.

Pourquoi Bitcoin a-t-il besoin de mineurs ?

L'exploitation minière est, en effet, un processus d'audit et de vérification des transactions Bitcoin pour éviter le problème de la " double dépense ". La double dépense est l'endroit où quelqu'un avec une crypto-monnaie essaie de dépenser deux fois la même pièce. Avec la monnaie physique, vous ne pouvez pas acheter un verre dans un pub avec un billet de 20 £, puis aller dans les magasins pour faire l'épicerie avec le même billet de 20 £.

Avec la crypto-monnaie, il y a un risque que quelqu'un avec Bitcoin puisse faire une copie de ce Bitcoin et l'envoyer à un marchand au lieu de la vraie chose. Dans le monde réel, le caissier examine un billet de 20 £ pour s'assurer qu'il n'est pas faux - et c'est ce que les mineurs de Bitcoin essaient de faire avec la crypto-monnaie ; ils vérifient pour s'assurer qu'une transaction n'a pas été effectuée deux fois.

Quel est le processus de minage de Bitcoin et que pouvez-vous en faire ?

Bitcoin utilise un mécanisme de consensus appelé preuve de travail.

Le processus d'extraction de Bitcoin fonctionne comme suit :

  • 🖥️ L'ordinateur d'un mineur, appelé nœud, collecte et regroupe les transactions Bitcoin individuelles des dix dernières minutes dans un bloc
  • 🖧 Ce nœud est en concurrence avec d'autres nœuds du réseau pour résoudre un problème cryptographique compliqué afin d'être le premier à valider le nouveau bloc pour la blockchain
  • 📡 Le premier mineur à résoudre le problème diffuse son succès à l'ensemble du réseau
  • Les autres nœuds vérifient ensuite si leur solution est correcte. S'il est correct, le nouveau bloc est ajouté à la blockchain et tout le processus recommence
  • 💰 Comme le mineur a été le premier à résoudre le problème, il est récompensé par du Bitcoin

Le matériel de minage de Bitcoin exécute une fonction de hachage cryptographique sur un en-tête de bloc.

Cela signifie que chaque mineur crée un "bloc candidat" avec des transactions non confirmées à partir du pool de mémoire du nœud, ou mempool. Ce bloc comprend un en-tête de bloc qui résume les données à l'intérieur du bloc, ainsi qu'une référence à un bloc existant dans la blockchain et un nonce (" numéro utilisé une seule fois "). Dans Bitcoin, le nonce est un nombre entier compris entre 0 et 4 294 967 296.

Cet en-tête de bloc est ensuite soumis à la fonction de hachage SHA256 ; si le nombre résultant est supérieur au hachage cible actuel, le mineur ajuste le nonce et réessaye. Les mineurs font cela plusieurs milliers de fois par seconde. La cible de difficulté est un nombre de 256 bits ; il est ajusté tous les 2016 blocs (environ toutes les deux semaines), pour s'assurer qu'un bloc est miné en moyenne une fois toutes les 10 minutes.

Lorsque la fonction de hachage d'un mineur chanceux crache un résultat inférieur au hachage cible actuel, le bloc est diffusé sur le réseau. Chaque nœud vérifie que l'en-tête du bloc est haché pour atteindre la cible et, s'il est confirmé, le bloc nouvellement extrait est ajouté à la blockchain. Le mineur reçoit une récompense de Bitcoin ; cette transaction, qui crée un nouveau Bitcoin à partir de rien, est connue sous le nom de " transaction coinbase " et est incluse dans le bloc candidat.

Ces récompenses servent à inciter à la participation et à assurer le bon déroulement des choses.

Le taux d'émission des pièces est fixé par le code minier, garantissant que le temps nécessaire à un mineur pour gagner un bloc est toujours d'environ 10 minutes. Il s'agit de protéger le système et d'empêcher les mineurs de créer leur propre Bitcoin.

Chaque fois que Bitcoin est extrait, le problème cryptographique devient plus difficile à résoudre, ce qui signifie que les mineurs auront besoin d'un taux de hachage plus élevé pour réussir à gagner des récompenses de bloc. Cela signifie que plus de puissance de calcul est nécessaire pour gagner la même quantité de crypto-monnaie.

Les premiers mineurs de Bitcoin ont utilisé les processeurs de leurs ordinateurs pour résoudre les problèmes cryptographiques. Bientôt, les mineurs ont découvert que les unités de traitement graphique (GPU) étaient plus efficaces que les processeurs, déclenchant une course aux armements dans le matériel minier. Désormais, les mineurs de Bitcoin utilisent du matériel dédié connu sous le nom de mineurs ASIC (circuit intégré spécifique à l'application), bien que les mineurs d'Ethereum et d'autres crypto-monnaies utilisent encore généralement des GPU, ce qui a entraîné une pénurie de cartes graphiques.

La résolution des problèmes cryptographiques est nécessaire pour protéger le réseau Bitcoin des attaques. Inverser les transactions dans la blockchain nécessiterait 51% de la puissance de calcul de l'ensemble du réseau. Cela garantit que toute attaque est difficile et inutile, car un attaquant devrait posséder plus de matériel de minage que quiconque.

La répression du minage de Bitcoin en Chine, et au-delà

À mesure que l'exploitation minière de Bitcoin a mûri, la barrière à l'entrée pour les mineurs individuels a été levée. Désormais.

Jusqu'à mi-2021, la majorité des pools miniers étaient basés en Chine. Cela a changé en mai 2021, lorsque le Conseil d'État chinois a inclus l'exploitation minière de Bitcoin dans une liste de risques financiers nécessitant une surveillance. Il a marqué le début d'une vaste répression contre l'extraction de crypto à travers la Chine, motivée par les engagements du pays en faveur de la neutralité carbone et le lancement imminent de son yuan numérique, une monnaie numérique de la banque centrale et rival du Bitcoin.

Une succession d'interdictions minières imposées par les gouvernements provinciaux, notamment la Mongolie intérieure, le Xinjiang, le Qinghai, le Yunnan et le Sichuan, ont suivi, provoquant un effondrement du taux de hachage minier Bitcoin. Depuis lors, les mineurs chinois se sont installés dans des pays comme le Kazakhstan, tandis que les mineurs d'autres pays ont pris le relais, de sorte qu'en octobre 2021, les États-Unis avaient dépassé la Chine en tant que plus grand marché au monde pour l'extraction de Bitcoin.

Les mineurs sont fortement influencés par les prix de l'électricité, car l'exploitation minière à preuve de travail utilise de grandes quantités d'électricité ; de nombreux mineurs délocalisent leurs opérations pour tirer le meilleur parti d'une électricité bon marché.

Le saviez-vous ?L'offre de Bitcoin est plafonnée à 21 millions. Lorsque les 21 millions de BTC seront extraits, vers 2140, les mineurs seront récompensés par des frais de transaction.

L'exploitation minière de Bitcoin a été critiquée pour sa consommation d'énergie élevée, qui en 2021 était d'environ 11,8 GW ou 103,31 térawattheures, soit plus que la production de douze centrales nucléaires.

Certains défenseurs de la crypto-monnaie soutiennent qu'elle fonctionne comme une "monnaie énergétique" qui incite à l'utilisation de l'énergie excédentaire ; en effet, plusieurs centrales électriques aux États-Unis et en Iran utilisent désormais des excédents de gaz naturel pour exploiter des opérations minières à grande échelle de Bitcoin. D'autres mineurs se tournent vers le nucléaire. Le gouvernement d'El Salvador, qui a donné cours légal au Bitcoin en 2021, a même commencé à extraire du Bitcoin en utilisant l'énergie géothermique des volcans.

Les chiffres sur la part de la consommation totale d'énergie de Bitcoin provenant des énergies renouvelables varient, avec des estimations allant de 39 % à 75 % (bien que les estimations les plus élevées proviennent généralement d'entreprises impliquées dans l'industrie de la cryptographie). Les mineurs de Bitcoin génèrent actuellement une empreinte carbone équivalente à celle du Bangladesh.

Piqués par cette critique, certaines crypto-monnaies passent d'un mécanisme de consensus de preuve de travail à un système connu sous le nom de preuve d'enjeu (PoS).

Au lieu de mineurs, les crypto-monnaies de preuve d'enjeu ont des validateurs. Ces validateurs misent leur crypto-monnaie sur des paris sur les blocs qui seront ajoutés à côté d'une chaîne. En cas de succès, les validateurs reçoivent une récompense en bloc proportionnellement à ce qu'ils ont misé. Ethereum, la deuxième plus grande crypto-monnaie par capitalisation boursière après Bitcoin, passe à un modèle de preuve de participation avec sa mise à niveau Ethereum 2.0.

Bitcoin, cependant, s'en tient au modèle éprouvé de consensus de preuve de travail adopté par Satoshi Nakamoto dans le livre blanc original de Bitcoin, il y a plus de dix ans.