Qu'est-ce que le minage de Bitcoin ?

Le processus de création de nouveaux bitcoins est, à certains égards, similaire au processus d'extraction de métaux précieux de la terre. Pour cette raison, il est devenu connu sous le nom de « minage de bitcoins ». Comme indiqué dans le document technique de Bitcoin :

L'ajout régulier d'une quantité constante de nouvelles pièces est analogue aux mineurs d'or qui dépensent des ressources pour ajouter de l'or à la circulation. Dans notre cas, ce sont le temps CPU et l'électricité qui sont dépensés.

Un aperçu simplifié du minage de bitcoin est le suivant :

Les gens rivalisent pour gagner des récompenses en bitcoin en appliquant de la puissance de calcul dans un processus connu sous le nom de 'Proof-of-Work' (PoW). Le processus porte ce nom car seuls les participants (mineurs) qui ont prouvé qu'ils ont dédié suffisamment de ressources (travail) auront une chance de remporter les récompenses.
Environ toutes les 10 minutes, des récompenses sont distribuées à un seul 'mineur' gagnant.
Les récompenses sont de deux types -> (1) La 'récompense de bloc,' qui est du bitcoin nouvellement créé. Au moment de la rédaction, la récompense de bloc est fixée à 6,25 bitcoins (mais sera réduite de moitié à partir de début mai 2024, puis réduite de moitié tous les quatre ans et ainsi de suite). (2) Les frais associés à toutes les transactions dans le bloc actuel. Les utilisateurs finaux souhaitant effectuer une transaction doivent y ajouter des frais pour inciter les mineurs à l'inclure dans le prochain bloc.

Table des matières

Pourquoi le minage de Bitcoin est-il nécessaire ?

Le minage de Bitcoin est une composante essentielle du réseau pour parvenir à un consensus sur l'état actuel du registre. Il est également crucial pour renforcer le réseau contre les attaques. En d'autres termes, le minage de Bitcoin est central pour permettre aux gens d'effectuer des transactions Bitcoin en toute sécurité. Pour comprendre pourquoi, examinons plus en détail le fonctionnement de Bitcoin.

Le réseau Bitcoin est un registre public distribué mondialement, consistant en une liste géante de transactions horodatées. Par exemple, une entrée de registre peut indiquer que la Personne A a envoyé 1 bitcoin à la Personne B à 10h du matin le lundi. Le registre est mis à jour environ toutes les 10 minutes en ajoutant des "blocs" contenant une liste de nouvelles transactions. L'existence du registre, qui est volontairement stocké par des milliers de participants appelés "nœuds", permet à quiconque de voir à la fois l'état actuel et l'historique complet de la propriété de Bitcoin.

Par conception, il n'existe aucune autorité centralisée décidant quelles transactions doivent être ajoutées aux nouveaux blocs. Au lieu de cela, l'état du registre (alias la "vérité") est atteint collectivement et par coordination par les nœuds conformément au protocole Bitcoin. Cette décentralisation est ce qui confère à Bitcoin certaines de ses propriétés les plus intéressantes, à savoir la résistance à la censure et l'absence de permission.

La plupart des nœuds se contentent de stocker l'historique du registre, de valider l'authenticité des nouvelles transactions selon les règles du protocole, et de transmettre de nouveaux blocs de transactions à d'autres nœuds. De cette manière, l'état du réseau se propage à travers le monde jusqu'à ce que tous les nœuds aient la même information. À ce point, il y a une nouvelle "vérité" sur qui possède quoi.

Comment les nœuds Bitcoin propagent les blocs

Il est important de noter qu'un petit groupe de nœuds, appelés mineurs, se font concurrence pour être celui qui crée réellement chaque nouveau bloc. La nouvelle vérité sur qui possède quoi commence avec un seul mineur qui a gagné le droit de créer un nouveau bloc. Gagner ce droit se règle par une compétition connue sous le nom de "Preuve de travail" (Proof-of-Work).

Qu'est-ce que la Preuve de travail et pourquoi est-elle nécessaire ?

La Preuve de travail (PoW) est une manière de prouver mathématiquement qu'un participant au réseau a un enjeu dans le jeu. Cela fonctionne en forçant les participants à prouver qu'ils ont effectué des calculs arbitraires qui consomment de l'énergie (travail). L'exigence de dépenser de l'énergie est importante car elle rend extrêmement coûteux pour les mauvais acteurs de participer. En d'autres termes, cela garantit qu'attaquer Bitcoin est une perspective perdante en termes d'argent (et très coûteuse), rendant cela extrêmement improbable.

D'un point de vue de la théorie des jeux, le minage PoW offre plusieurs avantages :

Incitation à un comportement honnête : Les mineurs sont incités à respecter les règles et valider correctement les transactions. S'ils essaient de tromper le système, ils risquent de perdre leur récompense de bloc potentiel et l'énergie/les ressources investies dans le processus de minage.
Sécurité par le coût : L'effort (travail computationnel) requis pour ajouter un bloc rend la blockchain sûre contre les attaques. Toute tentative d'altérer les transactions passées (c'est-à-dire effectuer une attaque à 51 %) nécessiterait une puissance de calcul énorme, rendant de telles attaques coûteuses et impraticables.
Équité : La probabilité de miner un bloc et de recevoir une récompense est proportionnelle à la quantité de ressources computationnelles qu'un mineur déploie. Cela fournit un mécanisme équitable de distribution des nouvelles pièces et d'allocation du pouvoir de décision sur l'ajout de nouveaux blocs.
Résistance aux attaques Sybil : Le minage PoW rend les attaques Sybil (où une entité crée de nombreuses fausses identités pour influencer le réseau) irréalisables en raison du coût élevé associé au minage pour chaque identité.

Comment fonctionne le minage de Bitcoin ?

Le processus est résumé dans le document fondateur de Bitcoin :

1. Les nouvelles transactions sont diffusées à tous les nœuds.

2. Chaque nœud collecte les nouvelles transactions dans un bloc.

3. Chaque nœud travaille à trouver une preuve de travail difficile pour son bloc.

4. Lorsqu'un nœud trouve une preuve de travail, il diffuse le bloc à tous les nœuds.

5. Les nœuds acceptent le bloc uniquement si toutes les transactions qu'il contient sont valides et non déjà dépensées.

6. Les nœuds expriment leur acceptation du bloc en travaillant à créer le prochain bloc dans la chaîne, en utilisant le hachage du bloc accepté comme hachage précédent.

Décomposons cela en un peu plus de détails.

Pour commencer, les mineurs sont ceux qui proposent des mises à jour du registre et seuls les mineurs ayant réussi à compléter la preuve de travail (PoW) sont autorisés à ajouter un nouveau bloc. Cela est codé dans le protocole Bitcoin.

Les mineurs sont libres de sélectionner des transactions valides à partir d'un pool de transactions potentielles qui sont diffusées au réseau par les nœuds. Ces transactions sont collectées dans le "mempool". Les mineurs rationnels et honnêtes sélectionnent les transactions du mempool en fonction des frais qui y sont attachés, optimisant pour des frais plus élevés. Cela donne naissance au marché des frais, qui aide à garantir que l'espace de bloc limité est utilisé de manière équitable et efficace.

Le premier mineur à compléter la PoW diffuse son nouveau bloc proposé au réseau plus large de nœuds qui vérifient ensuite pour s'assurer que le bloc suit les règles du protocole. Les règles clés ici sont (1) toutes les transactions dans le bloc sont valides (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de double dépenses), et (2) le nouveau bloc référence correctement le bloc précédent et est numéroté comme le suivant dans la chaîne (c'est-à-dire que le nouveau bloc constitue le dernier bloc dans la chaîne la plus longue). Si c'est le cas, les nœuds l'envoient à d'autres nœuds qui complètent le même processus. De cette manière, le nouveau bloc se propage à travers le réseau jusqu'à ce qu'il soit largement accepté comme la "vérité".

Cependant, il peut (et arrive régulièrement) que plus d'un mineur complète la PoW presque en même temps et diffuse simultanément son nouveau bloc au réseau. De plus, en raison des délais de réseau et de la séparation géographique, les nœuds peuvent recevoir de nouveaux blocs proposés à des moments légèrement différents.

Il est important de noter qu'un bloc nouvellement proposé par un mineur pourrait être légèrement différent de celui d'un autre ! Cela est dû au fait que, comme mentionné, les mineurs sont ceux qui choisissent quelles transactions inclure dans un bloc - et même s'ils ont tendance à optimiser pour la rentabilité, la localisation et d'autres facteurs introduisent des variations. Lorsque deux mineurs envoient différents nouveaux blocs, des versions concurrentes de la "vérité" commencent à se propager à travers le réseau. Le réseau converge finalement vers la version "correcte" de la vérité en sélectionnant la chaîne qui s'allonge à un rythme plus rapide.

Décomposons cette dernière partie. Imaginez qu'il y ait deux chaînes concurrentes. Supposons que 75 % des mineurs sélectionnent la version A (car c'était la première version qu'ils ont vue) et commencent leur PoW pour le prochain bloc, en construisant sur la version A. Les autres 25 % des mineurs sélectionnent la version B (encore une fois, parce que c'est la version qu'ils ont croisée en premier) et initient le même processus en construisant sur cette version. Statistiquement, l'un des mineurs travaillant sur la version A est susceptible de compléter la Preuve de Travail en premier, diffusant la nouvelle version au réseau. Puisque les nœuds sélectionnent toujours la chaîne la plus longue, la version A dominera rapidement le réseau. En fait, la probabilité que la version B grandisse plus vite disparaît exponentiellement avec chaque bloc supplémentaire, de sorte qu'au moment où six blocs ont été ajoutés, c'est une impossibilité statistique. Pour cette raison, une transaction qui a été confirmée dans six blocs est, pour la plupart des participants, considérée comme gravée dans la pierre. La "finalité" des transactions dans Bitcoin est donc de six blocs, soit environ 1 heure.

Notez qu'un bloc qui ne finit pas par faire partie de la chaîne la plus longue (la version B dans notre exemple ci-dessus) est connu comme un bloc orphelin. On estime que de tels blocs sont créés entre 1 et 3 fois par jour. Les transactions incluses dans un bloc orphelin ne sont pas perdues. C'est parce que si elles n'étaient pas déjà incluses dans la version qui finit par être la chaîne la plus longue, elles finiront par être ajoutées au prochain bloc de la chaîne la plus longue.

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Quel est l'algorithme de hachage de Bitcoin ?

Bitcoin utilise un algorithme de cryptage de qualité militaire appelé Secure Hash Algorithm 2 (SHA2). Les mineurs de Bitcoin sont récompensés en BTC lorsqu'ils trouvent un nombre aléatoire qui ne peut être généré qu'en exécutant l'algorithme de hachage à plusieurs reprises. Ce processus est analogue à une loterie où acheter plus de billets augmente vos chances de gagner. En consacrant plus de puissance de calcul à l'algorithme de hachage, les mineurs achètent effectivement plus de billets de loterie.

Qu'est-ce que l'ajustement de difficulté dans le minage de Bitcoin et pourquoi est-il nécessaire ?

Le niveau de difficulté pour l'algorithme de Preuve de Travail est automatiquement ajusté tous les 2 016 blocs, soit environ toutes les 2 semaines. Les ajustements sont faits dans le but de maintenir le minage de nouveaux blocs constant à 10 minutes par bloc.

L'ajustement de difficulté prend en compte le volume total de puissance de calcul, ou "hashpower", appliqué à l'algorithme de hachage. À mesure que la puissance de calcul augmente, la difficulté augmente, rendant le minage plus difficile pour tout le monde. Si la puissance de calcul est réduite, la difficulté est réduite, facilitant le minage.

Notez que le système d'ajustement de difficulté rend le minage de Bitcoin assez différent du minage de métaux précieux. Si, par exemple, le prix de l'or augmente, plus de mineurs sont incités à rejoindre le marché. L'ajout de plus de mineurs d'or entraînera inévitablement plus d'or produit. Par les forces de l'offre et de la demande, cela finira par abaisser le prix du marché de l'or. Dans le cas de Bitcoin, cependant, le volume de bitcoin produit (frappé) est prédéterminé par le protocole Bitcoin. Cela signifie qu'il n'est pas affecté par le nombre et la puissance des mineurs. Par conséquent, peu importe la quantité de puissance de minage dirigée vers l'algorithme, le volume de Bitcoin produit ne sera pas affecté.

Le minage de Bitcoin est-il légal ?

Le minage de Bitcoin est légal dans la plupart des pays, y compris les États-Unis et l'Europe. Dans la plupart des régions, les mineurs de Bitcoin doivent simplement être conscients des lois relatives à l'utilisation de l'énergie électrique et des infrastructures de données pour s'assurer qu'ils respectent les règles et réglementations locales.

Dans certaines régions, les régulateurs locaux ont imposé ou envisagent d'imposer des restrictions sur le minage de Bitcoin. Les raisons les plus courantes citées sont que le minage de Bitcoin a un impact négatif sur les réseaux électriques locaux et/ou qu'il a des impacts environnementaux négatifs. Par exemple, le vice-président de l'Autorité européenne des marchés financiers, Erik Thedéen, a déclaré en novembre 2021 que les crypto-monnaies constituaient un risque pour atteindre les objectifs climatiques de l'Accord de Paris. La Chine a officiellement interdit le minage de Bitcoin et d'autres crypto-monnaies à la mi-2021, bien qu'une partie importante de la puissance de hachage de Bitcoin continue d'émaner du pays.

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Le minage de Bitcoin est-il mauvais pour l'environnement ?

L'impact environnemental de Bitcoin est un sujet qui a reçu beaucoup d'attention. Les critiques affirment souvent que Bitcoin est mauvais pour l'environnement car il consomme beaucoup d'électricité, qu'ils associent à des conséquences environnementales et éthiques négatives. Cependant, ces affirmations doivent être disséquées et examinées attentivement. Bien que Bitcoin consomme une quantité importante d'électricité, il est crucial de considérer comment cette électricité est générée et de faire des comparaisons appropriées avec d'autres industries. De plus, l'impact environnemental peut varier considérablement en fonction de la source d'énergie, et la proportion d'énergie renouvelable utilisée dans le minage de Bitcoin est débattue. En outre, il convient de noter que les choses qui sont mauvaises pour l'environnement ne sont pas nécessairement éthiquement mauvaises. Un exemple ici serait un service énergivore mais bénéfique comme les hôpitaux. L'impact environnemental doit être pondéré par rapport aux avantages potentiels, qui dans le cas de Bitcoin incluent la réduction des frais de transfert international, l'inclusivité financière et la création de liberté économique. Bien que l'utilisation de l'énergie par Bitcoin soit certainement une préoccupation, c'est un problème à multiples facettes qui nécessite un examen nuancé. Vous pouvez trouver une analyse complète de la question de l'impact environnemental de Bitcoin dans cet article.

Le minage de Bitcoin est-il rentable ?

Le minage de Bitcoin est une industrie hautement compétitive avec des marges bénéficiaires étroites. L'entrée principale est l'électricité, bien que des investissements initiaux importants dans le matériel et les installations pour héberger le matériel soient également nécessaires. Le matériel clé impliqué est connu sous le nom de circuit intégré spécifique à l'application (ASIC), qui est un dispositif informatique spécialisé exclusivement pour exécuter l'algorithme de hachage de Bitcoin. La rentabilité repose principalement sur l'accès constant à une électricité à faible coût appliquée au matériel ASIC le plus efficace.

Le minage de Bitcoin est un système naturellement équilibrant. À mesure que le prix du bitcoin augmente, les marges des mineurs s'élargissent. Cela incite plus de mineurs à rejoindre le marché. Cependant, de nouveaux entrants font augmenter la difficulté de frapper de nouveaux blocs. Cela oblige tous les participants à dépenser plus de ressources, réduisant ainsi la rentabilité pour tous. Les baisses soutenues du prix du bitcoin ont historiquement entraîné une partie des mineurs à quitter en raison de coûts dépassant les revenus.

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Comment le minage de Bitcoin affecte-t-il le prix du Bitcoin ?

Dans la plupart des cas, les mineurs vendent une partie importante de leurs bitcoins gagnés pour couvrir les coûts associés au minage. Ces coûts contribuent alors à la pression nette de vente. Les tentatives des mineurs de maximiser la rentabilité en conservant ou en vendant du Bitcoin en fonction de l'élan du marché peuvent avoir un impact sur la volatilité du prix du Bitcoin. Ici, l'argument est que lorsque le prix du Bitcoin augmente, les mineurs peuvent tenter de conserver plus longtemps dans l'espoir de pouvoir extraire plus de profit. Cela entraînerait une pression de vente nette moindre, conduisant à une hausse plus rapide du prix. Lorsque le prix du Bitcoin baisse, cependant, les mineurs sont susceptibles de vendre non seulement leurs réserves, mais aussi les bitcoins nouvellement acquis. Cela, à son tour, contribuerait à la volatilité à la baisse.

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Qu'est-ce que le minage de Bitcoin ?

Table des matières

Pourquoi le minage de Bitcoin est-il nécessaire ?

Qu'est-ce que la Preuve de travail et pourquoi est-elle nécessaire ?

Comment fonctionne le minage de Bitcoin ?

Quel est l'algorithme de hachage de Bitcoin ?

Qu'est-ce que l'ajustement de difficulté dans le minage de Bitcoin et pourquoi est-il nécessaire ?

Le minage de Bitcoin est-il légal ?

Le minage de Bitcoin est-il mauvais pour l'environnement ?

Le minage de Bitcoin est-il rentable ?

Comment le minage de Bitcoin affecte-t-il le prix du Bitcoin ?

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