Qu'est-ce qu'une preuve de travail ? Dans quelle mesure la preuve de travail est-elle sécurisée ? Pourquoi les crypto-monnaies ont-elles besoin d'une preuve de travail ? Apprenez-en plus sur PoW dans cet article !
Dans le monde de la cryptographie aujourd'hui, il existe deux principaux algorithmes de consensus : la preuve de travail et la preuve de participation. Il est important de comprendre les principales différences entre chaque algorithme avant d'investir dans une crypto-monnaie.
Par conséquent, dans cet article, parlons des principes de base de la preuve de travail, ainsi que de ses avantages et inconvénients.
Qu'est-ce que la preuve de travail (PoW) ?
La preuve de travail (en abrégé PoW) est le premier algorithme de consensus dans un réseau blockchain, et il a été initialement utilisé par Bitcoin . Ce mécanisme est utilisé pour valider et suivre la création de nouvelles crypto-monnaies et transactions blockchain. Le travail consiste à résoudre des problèmes mathématiques extrêmement difficiles, alors que la preuve est la solution du problème.
Qu'est-ce qu'une preuve de travail
Les mineurs virtuels rivalisent pour être les premiers à résoudre un puzzle mathématique complexe, qui sécurise et vérifie les blockchains PoW. L'exploitation minière est un terme utilisé pour décrire l'acte de rivaliser les uns avec les autres. Le gagnant reçoit une récompense en échange de crypto-monnaie pour la mise à jour de la blockchain avec les transactions vérifiées les plus récentes.
Comment fonctionne la preuve de travail ?
Une blockchain est un enregistrement public dédié à chaque crypto -monnaie du réseau crypto. Il est composé de blocs de transactions qui sont validés via des Proof of Work.
Le processus de confirmation des transactions dans le bloc à ajouter, de classement de ces transactions dans l'ordre chronologique et de notification à l'ensemble du réseau du bloc nouvellement miné consomme extrêmement peu d'énergie et de temps. Le problème mathématique difficile pour lier le nouveau bloc au dernier bloc valide dans le réseau blockchain prend le plus d'énergie.
Un hachage est attribué à chaque transaction cryptographique. Pour que la transaction soit légitime, le crypto-mineur doit créer un hachage cible inférieur ou égal au hachage du bloc échantillon.
Hachage dans la preuve de travail
Les mineurs utilisent des machines minières qui génèrent rapidement des calculs pour créer ce type de hachage cible. Lorsqu'un mineur trouve finalement la bonne solution et crée d'abord le hachage cible, le nœud le diffuse sur l'ensemble du réseau en même temps, obtenant la récompense du protocole PoW.
Par conséquent, générer le hachage souhaité est une tâche difficile. Cependant, la validation est simple, ce qui explique peut-être pourquoi la preuve de travail est populaire dans Bitcoin. Cependant, la méthode est suffisamment robuste pour empêcher la manipulation des enregistrements de transaction. De plus, la validation devient facile en appliquant ce processus.
Avec plus de mineurs, le temps nécessaire pour extraire le prochain bloc sera inévitablement raccourci. Cela implique que de nouveaux blocs sont découverts plus rapidement. Pour trouver systématiquement 1 bloc toutes les 10 minutes, le réseau Bitcoin modifie régulièrement le niveau de difficulté d'extraction d'un nouveau bloc.
Le mécanisme de preuve de travail
L'importance que le bloc n soit connecté au bloc n-1 via son numéro de hachage est que ce "numéro de hachage" lie un nouveau bloc au bloc légitime précédent sur le réseau. Si, en revanche, le numéro de hachage du bloc n sur le bloc n-1 diffère du bloc n, ce numéro ne correspondrait pas et le bloc n-1 ne serait pas vérifié.
Fonctionnalités du système de preuve de travail :
Voici les principaux facteurs qui ont conduit au succès généralisé de ce protocole de consensus :
Les blockchains utilisent le consensus de la preuve de travail
Bitcoin est toujours la pièce la plus populaire qui utilise le consensus PoW. Cependant, cette technique est utilisée par un grand nombre d'autres devises.
Parmi les crypto-monnaies les plus populaires, citons :
Avantages et inconvénients de la preuve de travail
Avantages
L'utilisation de PoW présente de nombreux avantages importants par rapport à d'autres formes de technologies de blockchain . Ceux-ci inclus:
Les inconvénients
Le mécanisme de preuve de travail présente les problèmes suivants :
Comment fonctionne l'attaque à 51 %
Comparer la preuve de participation et la preuve de travail
Comparez la preuve de participation avec la preuve de travail
La preuve de travail et la preuve de participation sont les deux méthodes qui peuvent être utilisées pour sécuriser une blockchain. Ils diffèrent de plusieurs manières importantes, y compris les coûts impliqués et le niveau de contrôle qu'ils confèrent à ceux qui valident les transactions.
Examinons chacun d'eux de plus près pour mieux comprendre leur fonctionnement et les avantages et inconvénients de chaque approche.
La structure des coûts
La première différence majeure entre Proof of Work et Proof of Stake est leur structure de coûts.
Dans un système de preuve de travail, les mineurs doivent dépenser des ressources importantes, à la fois financières et informatiques, afin de participer au processus de vérification des nouvelles transactions. Cela rend coûteux pour un individu ou une organisation de tenter une attaque à 51%, car un tel effort les obligerait à construire et à exploiter un centre de données rempli de matériel spécialisé pendant plusieurs années.
En revanche, un système Proof of Stake ne peut être coûteux que pour ceux qui souhaitent participer en tant que validateurs. Cela signifie que toute personne disposant de suffisamment de crypto-monnaie à miser pourrait potentiellement essayer de prendre le contrôle du réseau en jalonnant une grande partie de la devise et en votant contre toute autre proposition. Cependant, cela est peu probable car cela les obligerait à mettre tout leur investissement en danger pour ce faire.
Mécanisme de validation
De plus, la preuve de travail donne un contrôle presque complet sur les transactions incluses dans les nouveaux blocs à ceux qui contribuent le plus à la puissance de hachage ou à la capacité de calcul.
Inversement, Proof of Stake permet aux participants de valider des blocs en bloquant une certaine quantité de crypto-monnaie en garantie. Les validateurs sont ainsi incités à agir dans le meilleur intérêt de tous ceux qui utilisent le réseau, car leur « investissement » est en danger s'ils ne le font pas.
Gaspillage d'énergie du matériel minier
Enfin, les systèmes de preuve de travail s'appuient généralement sur un marché concurrentiel pour la génération et l'amélioration continue de nouveau matériel minier. Cela peut entraîner des dépenses inutiles pour des équipements redondants ou trop spécialisés, car les mineurs sont obligés de dépenser constamment de l'argent juste pour rester en activité.
Ce type de course aux armements ne se retrouve pas dans les réseaux Proof of Stake, ce qui signifie que les validateurs ne gaspilleront pas autant d'énergie ou d'autres ressources pour sécuriser les transactions.
Dans l'ensemble, ces différences signifient que chaque système a ses propres avantages et inconvénients par rapport à l'autre. De nombreuses personnes pensent que la preuve de participation remplacera à terme la preuve de travail comme principal moyen de sécuriser une blockchain, car elle est plus efficace et offre une plus grande décentralisation.
Cependant, les deux systèmes ont leurs propres forces et faiblesses, et il reste incertain lequel finira par l'emporter.
FAQ sur la preuve de travail
Dans quelle mesure la preuve de travail est-elle sécurisée ?
La méthode de preuve de travail est extrêmement sûre car elle peut survivre à la tolérance aux pannes byzantines (BFT) - un système qui peut tolérer les pannes causées par le problème des généraux byzantins. La façon dont cela fonctionne le rend beaucoup plus sûr.
De plus, le hachage de chaque bloc contient le hachage du précédent, augmentant la sécurité et empêchant toute violation de bloc sur une blockchain Proof of Work.
Les mineurs doivent générer un nouveau bloc avec le même antécédent pour modifier un bloc. Dans de tels cas, il est nécessaire de régénérer tous les successeurs et de refaire le travail qu'ils détiennent. En conséquence, la blockchain peut éviter les manipulations de sécurité.
Pourquoi les crypto-monnaies ont-elles besoin d'une preuve de travail ?
Étant donné que les chaînes de blocs sont décentralisées et peer-to-peer par nature, elles nécessitent un mécanisme permettant d'obtenir à la fois un consensus et une sécurité. L'une de ces mesures est la preuve de travail, qui rend la tentative de dépassement du réseau extrêmement gourmande en ressources.
D'autres processus de vérification, tels que Proof of Stake (PoS) et Proof of Burn (PoB), nécessitent moins de ressources mais présentent des inconvénients ou des défauts. S'il n'y avait pas de mécanisme de preuve en place, le réseau et les données qui y sont stockées seraient vulnérables aux attaques ou au vol.
De plus, le mécanisme de preuve de travail empêche les utilisateurs de frapper des pièces qu'ils n'ont pas gagnées ou de dépenser deux fois. Si les utilisateurs pouvaient utiliser leurs pièces plus d'une fois, les actifs perdraient essentiellement leur valeur.
Qui a inventé la preuve de travail ?
Pour faire décoller Bitcoin, Satoshi Nakamoto a inventé la preuve de travail. Personne ne sait qui est Nakamoto ou si son nom est un pseudonyme.
Pourquoi plus de puissance minière signifie plus de sécurité ?
Plus la puissance de traitement investie dans la sécurité de Bitcoin est importante, plus un attaquant potentiel doit rassembler de ressources pour réussir à attaquer Bitcoin.
Comment la preuve de travail valide-t-elle une transaction ?
Le travail lui-même est arbitraire. Pour Bitcoin, cela implique des itérations d'algorithmes de hachage SHA-256. Le gagnant d'un cycle de hachage, d'autre part, combine et enregistre les transactions du mempool dans le bloc suivant. Parce que le gagnant est choisi au hasard proportionnellement à l'effort fourni, cela incite tout le monde sur le réseau à agir honnêtement et à n'enregistrer que de vraies transactions.
Conclusion
Cet article a fourni un aperçu complet de ce qu'est la preuve de travail, ainsi que d'excellentes informations sur ce sujet ! Si vous le trouvez utile, partagez-le avec vos amis !
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