Preuve de travail vs. Preuve de participation – laquelle est la meilleure pour le consensus ?
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Dans cet article, j’ai comparé Proof of Work (PoW) et Proof of Stake (PoS), les deux principaux mécanismes de consensus utilisés par les blockchains de crypto-monnaie.
L’argument de savoir lequel de ces mécanismes est le meilleur a duré longtemps.
J’ai fait mes recherches sur le sujet et j’ai partagé mes découvertes ici.
Je suis sûr que vous voulez aussi des réponses. Alors, allons-y !
Résumé de l’article
Un clic sur n’importe quel élément ci-dessus révélera ses détails immédiatement
Bonne lecture !
Bref aperçu de la preuve de travail et de la preuve de participation
Ici, je vais expliquer comment fonctionnent ces mécanismes de consensus.
Prenons-les l’un après l’autre ;
une. Preuve de travail (PoW)
Bien que Satoshi Nakamoto ait rendu PoW populaire en 2008 lorsqu’il a créé Bitcoin, le mécanisme existe depuis 1993.
Ensuite, il était destiné à résoudre le problème de l’escroquerie par courrier électronique, mais il n’a pas été utilisé autant que prévu.
Comme son nom l’indique, les blockchains qui adoptent la preuve de travail nécessitent que les participants ou les mineurs effectuent un travail pour parvenir à un consensus.
Le consensus ici fait référence à un accord sur des transactions valides qui seront ajoutées à la blockchain.
Lorsqu’un participant effectue correctement le travail donné, il est éligible pour ajouter un nouveau bloc (contenant des transactions valides) à la chaîne.
Le travail à faire est de faire une estimation correcte d’un nombre extrêmement aléatoire.
Pour ce faire, les mineurs ont besoin d’une bonne quantité de puissance de calcul.
C’est comme résoudre un jeu de mots croisés difficile, sauf que cette fois, vous avez besoin d’un ordinateur puissant, pas seulement de votre cerveau.
Ainsi, les mineurs s’affrontent pour être les premiers à résoudre le puzzle mathématique et à deviner le bon nombre.
Tout le monde dans le réseau convient que le premier mineur à résoudre le puzzle est éligible pour ajouter un nouveau bloc à la chaîne.
Lors de l’ajout du bloc, ce mineur reçoit une récompense, qui se compose des frais payés pour les transactions dans le bloc et d’une récompense de bloc dans le jeton natif de la chaîne.
Pour s’assurer qu’aucun mineur en particulier ne le corrige tout le temps, la difficulté du puzzle augmente à chaque nouveau nombre généré.
Les mineurs génèrent la puissance de calcul requise via le minage de CPU, le minage de GPU, le minage d’ASIC, les pools de minage, etc.
Toutes ces méthodes de minage consomment beaucoup d’énergie. 😞
Des exemples de blockchains qui utilisent ce mécanisme sont BTC, LTC, XMR, BCH, DOGE, DASH, RVN, ZEC, ETC, DGB, ZEN, BCD et bien d’autres.
Parlons du PoS…
b. Preuve de participation (PoS)
Le saviez-vous? PoS a été mentionné pour la première fois lors du 3e Forum Bitcoin de 2011.
Il a été soulevé comme une suggestion pour améliorer la méthode de consensus du réseau.
De toute évidence, il n’a pas été adopté. 😏
Contrairement à PoW, les participants à une blockchain Proof of Stake n’ont pas besoin de consommer d’énergie pour résoudre un puzzle difficile.
Au contraire, ils jalonnent ou verrouillent le jeton natif de la blockchain, qu’ils possèdent pour gagner le droit de valider les transactions.
En d’autres termes, détenir une quantité substantielle de l’actif de la blockchain qualifie un utilisateur pour ajouter de nouveaux blocs à la chaîne.
La durée du temps de blocage et le nombre minimum de jetons à implanter varient selon les différentes blockchains.
Ici, les participants sont appelés validateurs, pas mineurs.
Ils sont récompensés par des frais de transaction lorsqu’ils ajoutent avec succès un nouveau bloc à la chaîne.
Et plus un validateur mise de jetons, plus ses droits de validation sont élevés.
Cependant, les validateurs sont sélectionnés au hasard pour ajouter des blocs à la chaîne.
Cela rend difficile pour un validateur de manipuler le réseau simplement parce qu’il a jalonné plus de jetons.
Les chaînes de blocs qui utilisent le PoS incluent EOS, TRX, ADA, STEEM, DOT, NXT, NEO, NOW, XTZ, etc.
j’ai comparé PoW et PoS dans la section suivante.
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Comparaison de la preuve de travail et de la preuve de participation
Pour mieux comprendre les différences entre ces mécanismes, je les ai comparés en fonction des facteurs suivants :
une. Vitesse de transaction
En ce qui concerne la vitesse de réalisation des transactions, PoS fait un meilleur travail que PoW.
Alors que la plupart des blockchains PoS effectuent plus de 1 000 transactions en une seconde, certaines blockchains PoW sont toujours gênées de terminer les transactions en quelques minutes.
En effet, la plus grande partie de la puissance de calcul d’un PoW est investie dans la recherche d’un nombre aléatoire et non dans le traitement des transactions.
Mais les validateurs de PoS ne sont pas confrontés à ce stress, ils confirment simplement une transaction et c’est tout.
Dans le tableau ci-dessous, vous trouverez quelques blockchains PoW/PoS et leurs TPS (transactions par seconde).
Chaîne de blocsType de – 000NeoPoS1 000PolkadotPoS160 000
b. Tendance à la centralisation
Avec quelle facilité ces mécanismes de consensus peuvent-ils se centraliser ? Voyons voir…
En théorie, toute personne intéressée peut se procurer un ordinateur et rejoindre une équipe de mineurs (PoW) ou de validateurs (PoS).
Mais en réalité, rejoindre l’une ou l’autre équipe coûte cher et, par conséquent, les individus peuvent ne pas être en mesure de rejoindre même s’ils le souhaitent.
Ce qui se passe alors, c’est que ces individus rejoignent un pool de minage ou un pool de staking selon le cas.
Pour les pools miniers, vous trouverez des entreprises qui possèdent des ASICS (ordinateurs puissants conçus pour résoudre les problèmes mathématiques de PoW), puis des mineurs individuels se joignent pour valider les transactions en tant qu’entité.
Par la suite, les récompenses en bloc et les frais gagnés sont distribués à tous les participants du pool.
Cela signifie également que la majeure partie de la puissance minière reposera sur les plus grands pools miniers car ils possèdent la majorité des nœuds.
Et cela se traduit par une blockchain PoW devenant un peu centralisée.
De plus, cela augmente le risque d’attaque à 51%.
Une attaque à 51% est une attaque contre une blockchain par un ensemble de mineurs en charge de > 50% de la puissance de calcul du réseau.
com/51-percent-attack/#a1
Par exemple, le graphique ci-dessous montre la distribution de hashrate des pools de minage BitcoinVous avez remarqué les différences dans les puissances de calcul (hashrate) des pools, n’est-ce pas ?
De même, dans les blockchains PoS, la mise minimale requise est généralement élevée.
Ainsi, les personnes qui souhaitent faire partie du processus de consensus mais ne peuvent pas se le permettre ont la possibilité de déléguer leur crypto aux premiers validateurs.
Ensuite, ils peuvent avoir une part de leurs récompenses lorsque les transactions sont validées.
Et comme les validateurs les plus investis peuvent décider de la direction que prend le réseau, cela laisse la prise de décision à quelques personnes.
Rendant ainsi la blockchain centralisée en quelque sorte.
Du côté positif, cela réduit le risque d’attaque à 51%, car les validateurs perdront des fonds s’ils tentent de perturber le réseau.
Certaines blockchains PoS et leurs exigences minimales de staking incluent :Chaîne de blocsJalonnement minimumTerra (LUNA) 20 millions USDTPolkadot (DOT) 40 millions $ de DOTBinance Smart Chain (BNB) 30 millions $ de BNBEthereum 2.0 (ETH) 67 000 $ d’ETHDash (DASH) 130 000 $ de DASHTu vois ce que je veux dire?
Un autre sujet de préoccupation est la distribution initiale des pièces.
Pour PoW, il y a généralement un lancement équitable, donc le public peut mettre la main sur autant de pièces qu’il peut se le permettre.
Cela favorise la décentralisation de la blockchain.
D’autre part, les blockchains PoS optent pour une pré-mine.
Et en tant que tel, la majeure partie des pièces va à l’entreprise et aux investisseurs en capital-risque.
Ceux-ci deviennent à terme les plus grands validateurs du réseau facilitant ainsi la centralisation.
* Notez qu’Ethereum est apparu sous PoS et PoW; c’est parce que le réseau transcende de PoW à PoS dans la nouvelle version.
c. Possibilités d’innovation
L’innovation dans une blockchain dépend en grande partie de la facilité avec laquelle elle peut adopter des changements/suggestions d’amélioration.
Dans une blockchain PoW, il est difficile d’adopter des changements car il est presque impossible de faire en sorte que tous les milliers de nœuds du réseau parviennent à un accord.
Cela limite leur innovation et les fait prendre du retard par rapport aux autres blockchains.
Habituellement, les tentatives d’innovation sur une blockchain PoW aboutissent à un fork.
Un fork est simplement un changement dans le protocole de la blockchain qui modifie le logiciel utilisé pour décider si une transaction est valide ou non.
com/cryptocurrency/what-are-forks/#What_Is_a_Fork
Il est beaucoup plus facile d’adopter des changements dans une blockchain PoS car seules quelques personnes doivent être d’accord.
De plus, la plupart de ces blockchains permettent aux utilisateurs de contribuer à leur gouvernance en laissant aux détenteurs de jetons la possibilité de faire des suggestions et de voter sur ces suggestions.
Je sens la démocratie ici, LOL
ré. Récompenses des mineurs
Les blockchains Proof of Work et Proof of Stake offrent des récompenses qui incitent les utilisateurs à participer à la validation des transactions pour le réseau.
De plus, ces récompenses signifient que davantage de jetons natifs des blockchains sont régulièrement mis sur le marché.
Mais des mesures sont prises pour réduire la taille des récompenses au fil du temps afin de maintenir la valeur de leurs actifs natifs.
Les mineurs d’une blockchain PoW gagnent des frais de transaction et bloquent les récompenses.
Ensuite, les récompenses de bloc sont réduites de moitié à différents intervalles, par ex. tous les 4 ans.
Dans une blockchain PoS, les validateurs sont récompensés uniquement par les frais de transaction.
La mesure corrective adoptée ici est que les enjeux des validateurs qui se conduisent mal (par exemple, approuvent de fausses transactions) sont réduits.
C’est-à-dire que le réseau brûle une partie des cryptos qu’ils ont ainsi jalonnés, réduisant ainsi leurs droits de vote ainsi que le nombre de pièces en circulation.
De plus, la plupart des crypto-monnaies PoS sont inflationnistes, ce qui est un moyen d’inciter les validateurs.
Le seul problème avec cela est que ces pièces finissent par perdre de la valeur.
Par conséquent, le jalonnement d’un validateur peut ne pas valoir sa valeur initiale 5 mois plus tard. Dommage !
Et en cas d’inflation monétaire, les détenteurs peuvent avoir à payer des impôts. Nos gouvernements pourraient devenir gourmands. 😒
e. Sécurité de l’historique des transactions
Étant donné que le PoW a un temps de bloc plus long et des tailles de bloc plus petites, les blockchains sont généralement plus courtes que le PoS.
Cela signifie également que chaque nœud du réseau peut stocker l’intégralité de l’historique des transactions.
Et cela contribue à favoriser la décentralisation. Frais !
La vitesse élevée des transactions dans les blockchains PoS signifie que davantage de blocs sont ajoutés en peu de temps, ce qui rend la chaîne très longue.
La plupart du temps, ces chaînes sont si longues qu’un seul nœud ne peut pas toutes les conserver.
Ainsi, les blockchains PoS s’appuient sur des sources externes centralisées comme Alphabet et Apple cloud pour stocker leurs données.
Bien que cela aide à soulager la charge sur la chaîne, cela l’expose également à la manipulation par un corps externe.
F. Manipulation de nœud
C’est plus facile pour une blockchain PoS car un nœud a juste besoin de miser la plus grande quantité de pièces pour effectuer des changements.
On dirait que les riches oppriment les pauvres
Le PoW, en revanche, est plus résistant à la manipulation car il est coûteux d’acheter et d’entretenir le matériel de minage.
g. Impact environnemental
Vous souvenez-vous pourquoi Tesla a cessé de recevoir Bitcoin comme moyen de paiement ?
Il a déclaré que l’exploitation minière de Bitcoin était nocive pour l’environnement. Hmm…
En dehors de cela, il existe plusieurs rapports sur la façon dont l’extraction de PoW nuit à l’environnement, ce qui est vrai car elle nécessite beaucoup d’énergie électrique.
Les experts ont suggéré l’utilisation d’énergies renouvelables pour freiner la situation, mais cela ne ferait pas l’affaire car cela réduit également l’énergie disponible pour le pays hôte.
C’est la raison de l’interdiction de l’exploitation minière de Bitcoin en Iran.
Encore une fois, lorsqu’un nouvel ASIC est développé, l’ancien finit dans une décharge. Oops !
Les blockchains PoS ne consomment pas une fraction de l’énergie utilisée par leurs homologues et n’ont donc aucun impact négatif sur l’environnement.
Arrêtez de sourire, PoS n’a pas encore gagné.
En mettant tous ces facteurs ensemble, quel est le meilleur mécanisme de consensus ?
Quelle est la meilleure option – Preuve de travail ou preuve de participation ?
Premièrement, aucun de ces mécanismes de consensus n’est parfait. Les deux ont leurs forces et leurs faiblesses.
Alors que les blockchains PoW sont résistantes à la manipulation et plus décentralisées, elles traitent les transactions lentement et sont coûteuses à entretenir.
Quant aux blockchains PoS, bien qu’elles traitent les transactions plus rapidement, elles sont sujettes à la manipulation et dépendent de plates-formes centralisées pour le stockage.
Malheureusement, je ne peux pas recommander un mécanisme plutôt qu’un autre car ce qui semble être un inconvénient dans l’un s’avère être un avantage pour l’autre.
Mais ce que je sais avec certitude, c’est que les deux mécanismes peuvent être améliorés.
PoW doit trouver une solution durable à sa consommation d’énergie.
En outre, PoS devrait s’efforcer de réduire ses tendances à la centralisation.
Ou que penses-tu?
En ce qui concerne l’amélioration, de nouveaux mécanismes de consensus ont été créés au fil des ans et semblent avoir un potentiel de mise à l’échelle plus élevé que le PoW et le PoS.
Ils incluent:
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Conclusion
J’espère que cela en valait la peine.
Nous avons établi qu’aucun des mécanismes n’est meilleur que l’autre et que les deux peuvent être améliorés.
Néanmoins, j’aimerais connaître votre préférence blockchain : staking ou working et pourquoi ?
Et en sortant, partagez cette publication avec vos amis. Merci !
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