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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.

Pourquoi le minage de Bitcoin est-il nécessaire ?

Le minage de Bitcoin est un élément essentiel de la méthode du réseau pour parvenir à un consensus sur l'état courant 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 comment fonctionne le Bitcoin.

Le réseau Bitcoin est un registre public distribué mondialement constitué d'une liste géante de transactions horodatées. Par exemple, une entrée de registre pourrait indiquer que la Personne A a envoyé 1 bitcoin à la Personne B à 10h le lundi. Le registre est mis à jour environ toutes les 10 minutes en ajoutant des 'blocs' qui contiennent 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 des Bitcoins.

Par conception, il n'y a pas d'autorité centralisée décidant quelles transactions doivent être ajoutées aux nouveaux blocs. Au lieu de cela, l'état du registre (aussi appelé la 'vérité') est établi collectivement et par la coordination des nœuds conformément au protocole Bitcoin. Cette décentralisation est ce qui donne au 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 façon, l'état du réseau se propage à travers le monde jusqu'à ce que tous les nœuds aient la même information. À ce moment-là, il y a une nouvelle 'vérité' sur qui possède quoi.

Il est important de noter qu'un petit groupe de nœuds, appelés mineurs, concourent pour être celui qui crée réellement chaque nouveau bloc. La vérité mise à jour sur qui possède quoi commence avec un seul mineur qui a gagné le droit de créer un nouveau bloc. Gagner le droit de créer un nouveau bloc est réglé par une compétition connue sous le nom de "Preuve de Travail".

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

Le minage par Preuve de Travail (PoW) est une manière de prouver mathématiquement qu'un participant au réseau a un intérêt en jeu. Il fonctionne en forçant les participants à prouver qu'ils ont accompli certains 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, elle garantit qu'attaquer Bitcoin est une perspective perdante et très coûteuse, rendant cela extrêmement improbable.

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

1. Incentive pour un Comportement Honnête : Les mineurs sont incités à suivre les règles et à valider correctement les transactions. S'ils tentent de tricher, ils risquent de perdre leur récompense potentielle de bloc et l'énergie/les ressources investies dans le processus de minage.
2. Sécurité par le Coût : L'effort (travail computationnel) requis pour ajouter un bloc rend la blockchain sécurisée contre les attaques. Toute tentative de modifier des transactions passées (c'est-à-dire, effectuer une attaque à 51%) nécessiterait une puissance computationnelle énorme, rendant de telles attaques coûteuses et peu pratiques.
3. 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'attribution du pouvoir de décision sur l'ajout de nouveaux blocs.
4. Résistance Sybil : Le minage par 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 livre blanc 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 pour 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 pas déjà dépensées.

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

Décomposons cela un peu plus en détail.

Pour commencer, les mineurs sont ceux qui proposent des mises à jour au registre et seuls les mineurs qui ont réussi à compléter la Preuve de Travail (PoW) sont autorisés à ajouter un nouveau bloc. Ceci 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 des transactions du mempool en fonction des frais qui y sont attachés, en optimisant pour des frais plus élevés. Cela donne lieu au marché des frais, qui aide à s'assurer que l'espace limité des blocs 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 que le bloc suit les règles du protocole. Les règles clés ici sont (1) que toutes les transactions dans le bloc sont valides (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de doubles dépenses), et (2) que 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 plus longue chaîne). Si c'est le cas, les nœuds l'envoient à d'autres nœuds qui accomplissent le même processus. De cette façon, le nouveau bloc se propage à travers le réseau jusqu'à ce qu'il soit largement accepté comme la 'vérité.'

Cependant, il peut (et cela 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 du 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 ! En effet, comme mentionné, ce sont les mineurs qui choisissent quelles transactions inclure dans un bloc - et même s'ils ont tendance à optimiser pour la rentabilité, l'emplacement et d'autres facteurs introduisent une variation. Lorsque deux mineurs envoient différents nouveaux blocs, des versions concurrentes de la 'vérité' commencent à se propager à travers le réseau. Le réseau finit par converger vers la version 'correcte' de la vérité en sélectionnant la chaîne qui s'allonge à un rythme plus rapide.

Décomposons cette dernière partie. Imaginons qu'il y a deux chaînes concurrentes. Disons que 75% des mineurs sélectionnent la version A (parce que c'est la première version qu'ils ont vue) et commencent leur PoW pour le bloc suivant, en construisant sur la version A. Les 25% restants des mineurs sélectionnent la version B (encore une fois, parce que c'est la version qu'ils ont rencontrée 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 pour la chaîne la plus longue, la version A dominera rapidement le réseau. En fait, la probabilité que la version B croisse plus rapidement 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 le marbre. La 'finalité' des transactions en Bitcoin, alors, est de six blocs, soit environ 1 heure.

Notez qu'un bloc qui ne finit pas par devenir partie de la chaîne la plus longue (version B dans notre exemple ci-dessus) est connu sous le nom de bloc orphelin. On estime que de tels blocs sont créés entre 1 et 3 fois par jour. Les transactions qui sont 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 maintes et maintes fois. Ce processus est analogue à une loterie où l'achat de plus de billets augmente vos chances de gagner. En dédiant plus de puissance de calcul à l'algorithme de hachage, les mineurs achètent effectivement plus de billets de loterie.

Quel est 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 effectués 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 est ajoutée, la difficulté est augmentée, rendant le minage plus difficile pour tout le monde. Si la puissance de calcul est retirée, 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 combien de puissance de calcul est 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 adhèrent aux règles et réglementations locales.

Dans certaines régions, les régulateurs locaux ont imposé ou ont l'intention d'imposer des restrictions sur le minage de Bitcoin. Les raisons les plus couramment 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 constituent 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 du taux 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 du Bitcoin est un sujet qui a reçu une attention significative. Les critiques soutiennent souvent que le Bitcoin est mauvais pour l'environnement car il consomme beaucoup d'électricité, qu'ils associent à des conséquences environnementales et éthiques négatives. Cependant, ces revendications doivent être disséquées et examinées avec soin. Bien que le Bitcoin consomme une quantité significative 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 du Bitcoin incluent la réduction des frais de transfert international, l'inclusion financière et la création de liberté économique. Bien que l'utilisation de l'énergie par le Bitcoin soit certainement une préoccupation, c'est un problème complexe qui nécessite un examen nuancé. Vous pouvez trouver une analyse complète de l'impact environnemental du 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 significatifs dans le matériel et les installations pour loger le matériel soient également nécessaires. Le matériel clé impliqué est connu sous le nom de Circuit Intégré Spécifique à une Application (ASIC), qui est un dispositif informatique spécialisé pour exécuter exclusivement l'algorithme de hachage Bitcoin. La rentabilité repose principalement sur un 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 se développent. Cela incite davantage de mineurs à rejoindre le marché. Cependant, de nouveaux entrants augmentent la difficulté de frapper de nouveaux blocs. Cela oblige tous les participants à dépenser plus de ressources, réduisant ainsi la rentabilité de tous. Les baisses prolongées du prix du bitcoin ont historiquement entraîné une partie des mineurs à quitter en raison de coûts supérieurs aux revenus.

GoMining offre un moyen sans couture de commencer à miner du Bitcoin avec la barrière d'entrée la plus basse de l'industrie de seulement 1 TH/s. Les utilisateurs peuvent choisir leur puissance de hachage initiale et leur niveau d'efficacité énergétique, avec l'option de mettre à niveau instantanément leur mineur numérique à tout moment.

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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 significative de leurs bitcoins gagnés pour couvrir les coûts associés au minage. Ces coûts, alors, contribuent à la pression de vente nette. Les tentatives des mineurs pour maximiser la rentabilité en détenant 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 détenir plus longtemps dans l'espoir qu'ils peuvent extraire plus de profit. Cela entraînerait moins de pression de vente nette, conduisant à une hausse plus rapide du prix. Lorsque le prix du Bitcoin diminue, cependant, les mineurs sont susceptibles de vendre non seulement leurs réserves, mais aussi le bitcoin nouvellement acquis. Cela, à son tour, contribuerait à la volatilité à la baisse.