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Qu'est-ce que la preuve de travail (PoW) ?

La preuve de travail (PoW) est un mécanisme de consensus utilisé par les réseaux blockchain pour parvenir à un consensus distribué. C'est le mécanisme de consensus original, utilisé pour la première fois par Bitcoin en 2009. Dans le PoW, les participants du réseau, appelés mineurs, rivalisent pour résoudre une énigme nécessitant beaucoup de calculs. Le premier mineur à résoudre l'énigme peut ajouter un nouveau bloc de transactions à la blockchain et est récompensé par de la cryptomonnaie nouvellement créée.

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Comment fonctionne la Preuve de Travail (PoW) ?

Le processus de PoW peut être décomposé en les étapes suivantes :

1. Diffusion de la Transaction : Lorsqu'un utilisateur commence une transaction sur une blockchain PoW, la transaction est envoyée au réseau de nœuds.
2. Regroupement des Transactions : Les nœuds regroupent ces transactions dans un pool, souvent appelé 'mempool' (mémoire pool).
3. Création de Bloc : Les mineurs choisissent des transactions dans le mempool et les regroupent dans un 'bloc'. Ils ajoutent ensuite un en-tête au bloc, qui comprend un horodatage, un hash du bloc précédent et un nonce.
4. Itération du Nonce et Hachage : Le nonce est un nombre aléatoire que les mineurs changent constamment et combinent avec les données de l'en-tête du bloc pour créer un hash. L'objectif est de trouver un nonce qui, lorsqu'il est haché avec l'en-tête du bloc, produit un hash qui répond à la cible de difficulté du réseau.
5. Cible de Difficulté : La cible de difficulté est une façon de mesurer la difficulté de trouver un hash valide. Elle est modifiée périodiquement pour s'assurer que les blocs sont extraits à un rythme relativement constant, généralement toutes les 10 minutes pour Bitcoin.
6. Solution de Preuve de Travail : Lorsqu'un mineur trouve un nonce qui crée un hash répondant à la cible de difficulté, il a résolu le puzzle PoW.
7. Diffusion du Bloc : Le mineur envoie le bloc résolu au réseau.
8. Validation et Ajout du Bloc : Les autres nœuds vérifient la validité du bloc, en s'assurant que toutes les transactions sont autorisées et que la solution PoW est correcte. Si elle est valide, le bloc est ajouté à la blockchain.
9. Distribution des Récompenses : Le mineur qui a réussi à miner le bloc reçoit une récompense sous forme de cryptomonnaie nouvellement créée et de frais de transaction des transactions incluses dans le bloc.

Le minage de Bitcoin est une partie fondamentale du réseau, mais il y a bien plus qu'il n'y paraît. Commencez par les bases dans Qu'est-ce que le minage de Bitcoin ?, et n'oubliez pas de vérifier comment déclarer vos revenus de minage à des fins fiscales si vous gagnez grâce au minage.

Pourquoi la Preuve de Travail est-elle importante ?

La PoW est cruciale pour garder les réseaux blockchain basés sur la PoW sûrs et dignes de confiance. Elle le fait grâce à :

• Décentralisation : En répartissant le processus de minage sur un réseau de mineurs, la PoW empêche toute personne ou groupe unique de contrôler la blockchain.
• Sécurité : La puissance de calcul nécessaire pour le minage rend très difficile et coûteux pour les acteurs malveillants de modifier la blockchain ou de dépenser deux fois des pièces.
• Absence de Confiance : La PoW signifie qu'il n'est pas nécessaire de faire confiance à une autorité centrale car le système est basé sur des preuves mathématiques et un travail qui peut être vérifié.

Avantages de la Preuve de Travail (PoW)

La Preuve de Travail (PoW) a été le fondement de la sécurité des blockchains pendant plus d'une décennie, en particulier pour Bitcoin. Sa robustesse et sa résistance aux attaques en ont fait un moyen fiable de parvenir à un consensus, même si elle consomme beaucoup d'énergie. Voici quelques-uns des principaux avantages de la PoW :

1. Sécurité : La force de la PoW réside dans le travail informatique nécessaire pour miner des blocs. Cela rend très difficile et coûteux pour les attaquants de manipuler la blockchain ou de dépenser des pièces deux fois. Pour modifier des transactions passées, un attaquant devrait contrôler la majorité de la puissance de hachage du réseau (une attaque à 51%), ce qui est trop coûteux et presque impossible pour des blockchains établies comme Bitcoin.
2. Décentralisation : La PoW aide à maintenir la décentralisation en permettant à quiconque avec suffisamment de puissance de calcul de participer au minage. Cette participation ouverte aide à empêcher qu'une personne ou un groupe unique ne contrôle le réseau. En savoir plus sur la décentralisation dans Qu'est-ce que la Gouvernance Bitcoin ?
3. Transparence : Le processus de PoW est ouvert et vérifiable. Tout le monde peut vérifier le travail effectué par les mineurs et si les transactions sur la blockchain sont valides.
4. Équité : La chance pour un mineur de trouver un bloc valide dépend de sa puissance de hachage. Cela signifie que les mineurs qui investissent plus de ressources ont une plus grande chance d'obtenir des récompenses, créant un système équitable et compétitif.

Inconvénients de la Preuve de Travail (PoW)

Bien que la PoW ait prouvé être un moyen solide de parvenir à un consensus, elle présente également certains inconvénients qui ont conduit les gens à chercher d'autres moyens de le faire. Voici quelques-uns des principaux inconvénients de la PoW :

1. Consommation d'Énergie : La PoW consomme beaucoup d'énergie car elle nécessite que les mineurs utilisent beaucoup de puissance de calcul, ce qui implique une forte consommation d'électricité. Cela a suscité des inquiétudes quant à l'impact des blockchains PoW sur l'environnement, surtout à mesure que le réseau grandit et que plus de mineurs rejoignent le réseau. En savoir plus dans Comment le Bitcoin impacte l'environnement ?
2. Scalabilité : Les blockchains PoW ne peuvent traiter qu'un nombre limité de transactions par seconde. Cela peut entraîner des ralentissements du réseau et des frais de transaction plus élevés lorsque la demande est forte.
3. Risques de Centralisation : Bien que la PoW soit censée maintenir la décentralisation, en réalité, le minage peut devenir centralisé à mesure que de grands pools de minage avec beaucoup de ressources commencent à contrôler le réseau. Cette concentration de puissance de hachage pourrait affaiblir la décentralisation de la blockchain.
4. Coûts du Matériel : Le minage PoW nécessite du matériel spécialisé, comme les ASIC (Application-Specific Integrated Circuits), qui peuvent être coûteux à acheter et à entretenir. Cette barrière élevée à l'entrée peut limiter la participation au minage et pourrait entraîner plus de centralisation.

Preuve de Travail vs. Preuve d'Enjeu

La Preuve d'Enjeu (PoS) est un autre moyen de parvenir à un consensus qui tente de résoudre certains des problèmes associés à la PoW. Dans la PoS, les validateurs sont choisis pour proposer de nouveaux blocs en fonction de la quantité de cryptomonnaie qu'ils possèdent et qu'ils sont prêts à 'staker' en garantie. Elle utilise beaucoup moins d'énergie que la PoW.

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