Le minage crypto est le processus qui permet de vérifier les transactions, d’ajouter de nouvelles informations à la base de données et de mettre de nouvelles pièces en circulation. Il s’agit là d’un processus clé, car il permet aux crypto-monnaies de fonctionner comme un réseau peer-to-peer décentralisé.
Le minage crypto remplit trois fonctions principales :
1. L’émission de nouvelles pièces
Alors que les banques centrales émettent des monnaies fiduciaires, les bitcoins doivent être extraits, ou “minésé. C’est un concept similaire à celui de l’extraction de l’or, par exemple, dans la mesure où les bitcoins existent dans le logiciel mais ne sont pas en circulation et doivent donc être “déterrés”. Pour ce faire, des nœuds spécialisés dans l’activité de minage crypto résolvent des énigmes qui sont ensuite récompensées par de la crypto-monnaie.
2. Confirmation de la transaction
Une transaction n’est confirmée comme étant sûre que lorsqu’elle est incluse dans un bloc inséré dans la blockchain (ou chaîne de blocs en français). Plus il y a de confirmations, plus un paiement est considéré comme sûr.
3. Assurer la sécurité
Plus il y a de mineurs, plus le réseau est sécurisé. La puissance minière distribuée (le taux de hachage) permet de sécuriser le réseau. Hypothétiquement, la seule façon d’inverser les transactions Bitcoin est que la majorité (soit 51%) contrôle le taux de hachage minier du réseau.
Bien que certaines crypto-monnaies ne reposent pas sur le processus de minage, le Bitcoin est l’exemple le plus répandu de crypto-monnaie minée.
Comment fonctionne le minage de Bitcoin
La crypto Bitcoin utilise une blockchain s qui est régulée par un réseau de nœuds ; dans ce contexte, il existe deux types de nœuds :
- Les nœuds sont des ordinateurs qui communiquent avec d’autres nœuds au sein du réseau pour documenter et synchroniser les informations.
- Certains de ces nœuds sont des nœuds spécialisés dans le minage crypto, qui sont responsables de prendre toutes les nouvelles transactions et de les ajouter en blocs pour constituer la blockchain.
Les mineurs s’affrontent pour résoudre des problèmes mathématiques complexes. Une fois qu’un mineur a trouvé la solution, il la partage avec le reste du réseau afin qu’il puisse vérifier la solution et confirmer l’ajout du bloc.
Les mineurs doivent deviner un nombre pour “résoudre” le bloc. Comment cela fonctionne-t-il concrètement ?
Les mineurs doivent trouver le nombre qui, combiné avec la fonction de hachage, produira un nombre dans une fourchette spécifique.
Qu’est-ce qu’une fonction de hachage ?
En termes simples, une fonction de hachage est une série d’algorithmes que vous pouvez appliquer à des données et produire un seul “hachage” (un hachage est juste un nombre). Il existe des fonctions de hachage de base et des fonctions de hachage cryptographiques, ces dernières étant utilisées dans la blockchain.
Dans chaque bitcoin, il y a une partie spéciale du bloc qui peut être remplie avec un nombre aléatoire, également appelé nonce (“number only used once“). Chaque mineur prend des informations sur les blocs qu’il connaît déjà (dans le groupe de mémoire) et en construit un bloc. Une fois qu’ils ont haché chaque transaction, ils sont organisés deux par deux et hachés à nouveau pour former ce que nous appelons un “Merkle Tree” ou “hash tree“.
Ce processus est répété jusqu’à ce qu’ils aient un seul hachage qui représente tous les hachages précédents ; c’est ce qu’on appelle le “hachage racine”. En gros, pour résoudre le hachage, le mineur doit, en tâtonnant, déterminer quelle séquence de chiffres doit être utilisée comme nonce.
Si le résultat de l’algorithme est inférieur au nombre cible, il sera considéré comme valide et pourra être accepté par le reste du réseau. Si le hachage du bloc est plus grand que le chiffre cible, le mineur doit modifier les données entrant dans la fonction de hachage jusqu’à ce qu’il trouve la réponse juste.
En théorie, les gens pourraient aussi obtenir la bonne valeur de sortie en modifiant les détails de la transaction existant dans la blockchain ; c’est pourquoi une preuve de travail est nécessaire, et le mineur doit partager la réponse avec les autres nœuds pour qu’ils puissent la vérifier. Lorsqu’un mineur trouve une réponse qui satisfait à la règle “le hachage est inférieur au chiffre cible”, il partage la réponse avec les autres nœuds pour qu’ils la vérifient.
Mesure de la difficulté
Le niveau de difficulté du puzzle est déterminé par le nombre d’utilisateurs et la puissance de calcul du réseau. Plus le nombre de mineurs augmente, plus le niveau de difficulté du puzzle augmente pour compenser afin que le taux de création de blocs n’augmente pas. Cela permet d’assurer une production régulière de la monnaie ; actuellement, le temps moyen de formation d’un bloc est de 10 minutes.
Récompenses
Pour chaque bloc miné avec succès, le mineur est récompensé par de la crypto-monnaie. Pour assurer un approvisionnement régulier, le montant de la récompense est réduit de moitié tous les 210 000 blocs (ce qui prend environ quatre ans). C’est ce qu’on appelle le “halving”, ou la réduction de moitié. Au total, 21 millions de bitcoins seront minés.
Minage Bitcoin : quelle consommation en électricité ?
Calculer la consommation d’électricité
Une façon d’examiner la quantité d’énergie utilisée pour le minage crypto est de calculer combien de ces calculs sont effectués chaque seconde, puis de déterminer la quantité d’électricité nécessaire pour chaque calcul. Il y a tellement de ces calculs individuels que vous devez les considérer en millions de hachages (méga hashes) ou en milliards de hachages (gigahashes).
Selon Blockchain, les ordinateurs du réseau de la blockchain ont atteint 119 quintillions de hachages par seconde au 1er janvier 2020.
Il existe de nombreux ordinateurs de minage parmi lesquels choisir, mais de nombreuses entreprises se concentrent sur les ordinateurs à circuit intégré à application spécifique (ASIC) qui consomment moins d’énergie. Les sociétés de minage crypto affirment que lorsqu’elles minent des bitcoins, elles utilisent un watt de puissance pour chaque gigahash par seconde.
Bitcoin porte depuis longtemps le stigmate d’être un grand consommateur d’énergie. Les recherches menées par l’American Chemical Society pour évaluer l’impact environnemental du BTC suggèrent qu’en 2018, la production totale de pièces a utilisé 31,3 TWh d’électricité et produit 17,3 mégatonnes de CO2.
Sur ce total, environ 99 % de l’impact provient du matériel de minage Bitcoin. L’un des facteurs les plus importants qui ont influencé cette situation était l’emplacement des mineurs. Par exemple, les pays qui utilisent principalement des combustibles fossiles ont eu un impact beaucoup plus important que les pays qui utilisent des énergies plus vertes. Les résultats ont également conclu que l’impact environnemental diminuerait si l’équipement devenait plus efficace ou si les mineurs se déplaçaient vers des climats plus froids, où moins d’énergie est nécessaire pour refroidir les ordinateurs.
Pour s’assurer que les bénéfices réalisés grâce à la récompense l’emportent sur le coût de l’électricité, de nombreuses personnes ont choisi de s’installer dans des pays où l’électricité est bon marché, comme par exemple l’Islande.
Des alternatives plus écologiques ?
Parmi les préoccupations croissantes concernant la consommation d’électricité, en juin 2019, Coinshares a mené une recherche révélant que 74 % des opérations de minage se font à l’aide d’énergies renouvelables.
Le minage de Bitcoin tend à être plus répandue dans les régions où il y a d’importantes réserves d’énergie renouvelable comme l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique. Par exemple, aux États-Unis, beaucoup de centres de minage crypto sont situés dans l’État de Washington, où les coûts de l’électricité sont moins élevés en raison de la mis
L’avenir du minage crypto
Bien que ce système de minage actuel contribue à sécuriser le réseau contre les attaques, le minage nécessite un matériel informatique coûteux qui consomme une quantité d’énergie considérable. De nombreuses méthodes alternatives consensuelles sont en cours d’élaboration pour tenter de surmonter ce problème, et certaines crypto-monnaies pourraient même se débarrasser complètement du minage pour passer à la preuve d’enjeu, à l’instar d’Ethereum.
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