C’est quoi le minage de bitcoin

Depuis son introduction en 2009 par Satoshi Nakamoto, le bitcoin a enthousiasmé les investisseurs, les professionnels de la technologie et les particuliers. Même des célébrités comme Mike Tyson s’y sont mises ; l’ancien boxeur professionnel a lancé un distributeur automatique de bitcoins et une application de portefeuille de bitcoins. Mais il n’est pas nécessaire d’être un pro pour comprendre le fonctionnement du bitcoin.

Voici donc le processus d’extraction du bitcoin et les avantages du bitcoin par rapport aux monnaies fiduciaires traditionnelles. Tout d’abord, nous aborderons quelques notions de base sur le bitcoin, puis nous verrons comment fonctionne le minage du bitcoin.

Qu’est-ce que le bitcoin ?

Bitcoin est la première monnaie numérique décentralisée qui permet les transferts de pair à pair sans aucun intermédiaire tel que les banques, les gouvernements, les agents ou les courtiers, en utilisant la technologie sous-jacente de la blockchain. N’importe qui dans le monde sur le réseau peut transférer des bitcoins à quelqu’un d’autre sur le réseau, quelle que soit sa situation géographique ; il suffit d’ouvrir un compte sur le réseau Bitcoin et d’avoir quelques bitcoins dessus, puis vous pouvez transférer ces bitcoins. Comment obtenir des bitcoins sur votre compte ? Vous pouvez soit les acheter en ligne, soit les extraire.

Le bitcoin peut être utilisé pour des achats en ligne et peut être utilisé comme instrument d’investissement. Il est principalement utilisé pour acheter des biens et des services.

Avantages du bitcoin

Par rapport aux monnaies fiduciaires traditionnelles, les actifs peuvent être transférés plus rapidement sur le réseau bitcoin. Le système présente également des frais de transaction moins élevés, car il est décentralisé et sans intermédiaire, et il est cryptographiquement sûr – les identités de l’expéditeur et du destinataire sont cachées, et il est impossible de contrefaire ou de pirater les transactions. En outre, toutes les informations sont disponibles sur un grand livre public, de sorte que tout le monde peut consulter les transactions.

Qu’est-ce que la blockchain ?

Comme indiqué, la blockchain est la technologie sous-jacente du bitcoin. La blockchain est un grand livre public distribué dans lequel les transactions sont enregistrées dans l’ordre chronologique. Tout enregistrement ou transaction ajouté à la blockchain ne peut être modifié ou altéré, ce qui signifie que les transactions sont à l’abri du piratage. Un bloc est la plus petite unité d’une blockchain, et c’est un conteneur qui contient tous les détails de la transaction. Un bloc comporte quatre champs, ou attributs primaires :

1. Le hachage précédent : Cet attribut stocke la valeur du hachage du bloc précédent, et c’est ainsi que les blocs sont liés les uns aux autres.
2. Données : Il s’agit de l’ensemble des transactions incluses dans ce bloc – l’ensemble des transactions qui ont été extraites, validées et incluses dans le bloc.
3. Nonce : Dans un algorithme de consensus « proof of work », que le bitcoin utilise, le nonce est une valeur aléatoire utilisée pour faire varier la sortie de la valeur de hachage. Chaque bloc est censé générer une valeur de hachage, et le nonce est le paramètre utilisé pour générer cette valeur de hachage. La preuve de travail est le processus de vérification des transactions effectué dans la blockchain.
4. Hash : C’est la valeur obtenue en faisant passer la valeur de hachage précédente, les données et le nonce par l’algorithme SHA-256 ; c’est la signature numérique du bloc.

SHA-256 est un algorithme de hachage cryptographique qui produit une valeur de hachage alphanumérique unique de 256 bits pour toute entrée donnée, et c’est la caractéristique unique de cet algorithme cryptographique : Quelle que soit l’entrée que vous donnez, il produira toujours un hachage de 256 bits.

Qu’est-ce que le minage de bitcoins ?

Le minage de bitcoins est le processus de vérification des transactions en bitcoins et leur enregistrement dans le grand livre public de la blockchain. Dans la blockchain, les transactions sont vérifiées par les utilisateurs de bitcoins, donc fondamentalement les transactions doivent être vérifiées par les participants du réseau. Ceux qui disposent du matériel et de la puissance de calcul nécessaires sont appelés mineurs.

Nous en reparlerons plus tard, mais le concept important à comprendre ici est qu’il n’y a rien de tel qu’un organisme centralisé – un organisme de réglementation, un organe directeur, une banque – pour faire passer les transactions en bitcoins. Tout utilisateur disposant d’un matériel de minage et d’un accès à Internet peut être un participant et contribuer à la communauté de minage.

Le processus est résolu sur la base d’un casse-tête mathématique difficile appelé preuve de travail ou « proof of work ». La preuve de travail est nécessaire pour valider la transaction et permettre au mineur de gagner une récompense. Tous les mineurs complètent entre eux l’extraction d’une transaction particulière ; le mineur qui résout le puzzle en premier obtient la récompense. Les mineurs sont les participants au réseau qui disposent du matériel et de la puissance de calcul nécessaires pour valider les transactions.

Les 3 concepts de la blockchain

Pour comprendre le minage de bitcoins, vous devez d’abord comprendre les trois principaux concepts de la blockchain.

• Grand livre public distribué ou Public distributed ledger : Un grand livre distribué est un registre de toutes les transactions conservées dans le réseau blockchain à travers le monde. Dans ce réseau, la validation des transactions est effectuée par les utilisateurs de bitcoins.
• SHA-256 : La blockchain empêche tout accès non autorisé en utilisant une fonction de hachage appelée SHA-256 pour garantir la sécurité des blocs. Ils sont signés numériquement. Leur valeur de hachage, une fois générée, ne peut être modifiée. SHA-256 prend une chaîne d’entrée de n’importe quelle taille et renvoie une sortie fixe de 256 bits. Il s’agit d’une fonction unidirectionnelle : vous ne pouvez pas dériver l’inverse de l’inverse de l’entrée entièrement à partir de la sortie (ce que vous avez généré).
• Preuve de travail ou Proof of work: Dans l’exploitation minière de la blockchain, les mineurs valident les transactions en résolvant un casse-tête mathématique difficile appelé preuve de travail. Pour ce faire, l’objectif principal du mineur est de déterminer la valeur du nonce, et cette valeur de nonce est l’énigme mathématique que les mineurs doivent résoudre pour générer un hachage qui est inférieur à la cible définie par le réseau pour un bloc particulier.

Résoudre l’énigme

Dans le réseau bitcoin, comme nous l’avons mentionné, des utilisateurs appelés mineurs tentent de résoudre une énigme mathématique. Le puzzle est résolu en faisant varier un nonce qui produit une valeur de hachage inférieure à une condition prédéfinie, appelée cible. Un mineur vérifie une transaction en résolvant l’énigme et en ajoutant le bloc à la blockchain lorsqu’il est confirmé et vérifié par d’autres utilisateurs. A ce jour, les mineurs de bitcoins qui résolvent une énigme reçoivent une récompense de 12,5 bitcoins.

Une fois qu’un bloc est ajouté à la blockchain, les bitcoins associés aux transactions peuvent être dépensés et le transfert d’un compte à l’autre peut être effectué.

Pour générer le hachage, les mineurs de Bitcoin utilisent l’algorithme de hachage SHA-256 et définissent la valeur de hachage. Si celle-ci est inférieure à la condition définie (la cible), le puzzle est considéré comme résolu. Sinon, ils continuent à modifier la valeur du nonce et répètent la fonction de hachage SHA-256 pour générer à nouveau la valeur de hachage, et ce jusqu’à ce qu’ils obtiennent une valeur de hachage inférieure à la cible.

Comment ca se passe pour le transfert de 15 bitcoins

Supposons que André veuille partager 15 bitcoins avec Sophie. Pour ce faire, quelles seraient les étapes ? Tout d’abord, les données de la transaction sont partagées avec les utilisateurs de bitcoins à partir du pool de mémoire. La transaction se trouve dans un pool non miné de transactions de mémoire. Dans un pool de mémoire, les transactions non confirmées attendent d’être vérifiées et incluses dans un nouveau bloc. Les mineurs de bitcoin sont en concurrence pour valider la transaction en utilisant la preuve de travail. Le mineur qui résout le puzzle en premier partage le résultat avec les autres nœuds. Une fois que le bloc a été vérifié et que le nonce a été généré, les nœuds commencent à donner leur approbation. Si un maximum de nœuds donnent leur accord, le bloc devient valide et est ajouté à la blockchain. Le mineur qui a résolu l’énigme recevra également une récompense de 12,5 bitcoins.

Les 15 bitcoins pour lesquels la transaction a été initiée maintenant seront transférés de André à Sophie.

Preuve de travail : un regard plus attentif

Dans la preuve de travail, une condition prédéfinie (la cible) est ajustée tous les 2 016 blocs, soit environ tous les 14 jours. Le temps moyen pour extraire un bloc est de 10 minutes, et pour maintenir le délai de génération des blocs dans les 10 minutes, la cible s’ajuste constamment.

La difficulté du puzzle change en fonction du temps nécessaire pour extraire un bloc. C’est ainsi que la difficulté d’un bloc est générée : C’est la cible de hachage du premier bloc divisée par la cible de hachage du bloc actuel. La difficulté est modifiée tous les 2 016 blocs. Il est donc très difficile de générer la preuve de travail, mais il est très facile pour les mineurs de la vérifier une fois que quelqu’un a résolu le puzzle. Et lorsque la majorité des mineurs parviennent à un consensus, le bloc est validé et ajouté à la blockchain.

Comme la difficulté dépend de la cible de hachage, sa valeur change tous les 2 016 blocs et, depuis la création du bitcoin en 2009, il faut plus de puissance de hachage (plus de puissance de calcul) pour effectuer le minage aujourd’hui.

Prévention du piratage

Que se passe-t-il si quelqu’un essaie de pirater les données ? La blockchain, comme son nom l’indique, est une chaîne de blocs – appelons les blocs A, B et C. Chaque bloc a résolu une énigme et généré sa propre valeur de hachage, qui est son identifiant. Supposons maintenant qu’une personne tente d’altérer le bloc B et de modifier les données. Les données sont agrégées dans le bloc, donc si les données du bloc changent, alors la valeur de hachage qui est la signature numérique du bloc changera également. Cela corrompra donc la chaîne suivante : les blocs situés devant le bloc B seront tous déréférencés, car la valeur de hachage précédente du bloc C ne restera pas valide.

Pour qu’un pirate puisse rendre l’ensemble de la blockchain valide pour le bloc B qui a été modifié, il lui faudrait modifier la valeur de hachage de tous les blocs situés avant le bloc B. Cela nécessiterait une énorme puissance de calcul et est pratiquement impossible. Avec cette méthode, la blockchain est non piratable et empêche la modification des données.

Matériel pour le minage de bitcoins

Aux premiers jours du bitcoin, les mineurs avaient l’habitude de résoudre les énigmes mathématiques à l’aide de processeurs ordinaires – les unités centrales de traitement (UC). L’extraction de bitcoins et d’autres crypto-monnaies prenait beaucoup de temps, même si les niveaux de difficulté étaient plus faciles qu’aujourd’hui. Comme nous l’avons mentionné plus haut, le niveau de difficulté ne cesse de changer et de croître, de sorte que les mineurs ont également dû augmenter leur puissance de traitement.

Ils ont découvert que les unités de traitement graphique (GPU) s’avéraient plus efficaces que les CPU ordinaires, mais cela avait aussi l’inconvénient de consommer plus d’électricité. Un mineur doit calculer le retour sur investissement en fonction du matériel et du coût de l’électricité et des autres ressources nécessaires au minage.

Aujourd’hui, les mineurs utilisent du matériel appelé ASIC (circuit intégré spécifique à une application), qui a été spécifiquement introduit pour le minage du bitcoin et d’autres crypto-monnaies. Il consomme moins d’énergie et possède une puissance de calcul plus élevée. Les mineurs sont rentables lorsque le coût des ressources pour extraire un bloc est inférieur au prix de la récompense.

Ainsi, les mineurs de Bitcoin utilisent leurs ressources (matériel et électricité) pour vérifier une transaction, et chaque fois qu’un bloc est miné, de nouveaux bitcoins sont créés dans le réseau. L’offre totale est limitée à 21 millions de bitcoins ; 17 à 18 millions de bitcoins ont déjà été minés, il n’en reste donc que 3 à 4 millions. À ce jour, une récompense de 12,5 bitcoins est accordée au mineur qui effectue la vérification de la transaction, mais la récompense du minage de bitcoins suit le principe de la division par deux : elle est divisée par deux tous les 210 000 blocs, soit environ tous les quatre ans, de sorte que lorsque ce prochain seuil sera atteint, la récompense en bitcoins descendra à 6,25 bitcoins.

Mise en commun des ressources pour l’extraction de bitcoins

Prenons l’exemple d’une loterie dans laquelle vos chances de gagner sont difficiles. Si des personnes achètent plusieurs billets de loterie et les mettent en commun, cela augmentera leurs chances de gagner. Si quelqu’un gagne à la loterie, la récompense est répartie entre tous les participants en fonction de leur contribution.

Le pool de minage du bitcoin est similaire : plusieurs nœuds partagent leurs ressources pour miner un bloc. Lorsqu’un bloc est résolu, les mineurs se partagent la récompense en fonction de la puissance de traitement qu’ils ont investie. Les membres du pool génèrent une valeur de hachage finale, puis la récompense en bitcoins est répartie proportionnellement entre les participants en fonction des ressources qu’ils ont apportées.