Le cryptomonnaies comme le Bitcoin ont pour ambition de se passer de toute autorité centrale de contrôle de la monnaie, en exploitant un réseau informatique complexe pour sécuriser l’ensemble des transactions. Le mining, qui se traduit par minage en français, représente le travail effectué par tous les ordinateurs de ce réseau.
Les mineurs qui sont les propriétaires de ces équipements mettent à disposition de leur matériel pour apporter de la puissance de calcul à la blockchain et en récompense, ils reçoivent des cryptomonnaies.
Sommaire
Comment fonctionne le minage de Bitcoin ?
Le minage de Bitcoins est le processus par lequel de nouveaux bitcoins sont mis en circulation, mais c’est aussi un élément essentiel de la maintenance et du développement du grand livre de la blockchain. La difficulté de minage est ajustée automatiquement (environ toutes les deux semaines) en fonction des capacités de calcul du réseau.
C’est pourquoi dans les premières années après la naissance du Bitcoin, les usagers pouvaient facilement obtenir des cryptomonnaies en minant directement avec le processeur (CPU) de l’ordinateur. Avec le temps, le réseau s’est densifié et les internautes ont commencé à investir dans du matériel informatique plus puissant comme une unité de traitement graphique (GPU) pour augmenter leurs chances de récupérer des récompenses de minage.
De nos jours, il est illusoire d’espérer générer des revenus en minant du Bitcoin avec un ordinateur individuel. Les mineurs se sont majoritairement regroupés au sein de fermes de minage, ou des ordinateurs très sophistiqués et spécialement conçus pour cette tâche (ASIC) résolvent des problèmes mathématiques de calcul extrêmement complexes.
Combien gagnent les mineurs de Bitcoin ?
Le Bitcoin est conçu selon un modèle déflationniste, qui fait mécaniquement augmenter sa valeur dans le temps, face aux monnaies fiduciaires inflationniste. Pour cela, le nombre de pièces en circulation est limité à 21 millions et la récompense pour le minage de chaque bloc de transaction diminue de moitié tous les 4 ans, à l’occasion d’un évènement nommé “Halving”.
A l’origine en 2009, la récompense pour l’extraction d’un bloc était de 50 BTC. A partir de 2012, ce chiffre a été divisé en par deux et ramené à 25 BTC. En 2016, il a été de nouveau réduit de moitié, à 12,5 BTC.
Plus récemment, le 11 mai 2020, la récompense a encore été divisée par deux, à 6,25 BTC. Alors que le cours du Bitcoin est proche de 50 000 USD, la récompense actuelle se traduit par une rémunération de 312 500 USD par bloc miné !
En sachant que l’algorithme de gestion de la difficulté maintient une durée d’environ 10 minutes pour chaque bloc , on peut calculer que depuis mai 2020, l’ensemble des mineurs se partage quotidiennement 900 BTC, soit environ 45 millions de dollars (pour un Bitcoin à 50 000 USD).
Cette somme peut sembler gigantesque, mais il faut garder à l’esprit que le réseau de minage du Bitcoin s’est considérablement développé et que ces récompenses sont à partager entre un très grand nombre de validateurs. De plus, les mineurs doivent faire face à des dépenses importantes :
- L’équipement informatique, composé le plus souvent d’ASICs, qui sont des machines dotées de puces spécifiquement programmées pour optimiser le minage de cryptomonnaies. A l’achat, la valeur de ces ordinateurs est compris entre 500 € et plusieurs dizaines de milliers d’euros, en fonction de l’efficacité du produit.
- La mise à disposition d’un local permettant de gérer les contraintes d’entretien, de température et de nuisances sonores.
- La consommation électrique très élevée des ASICs, qui est de l’ordre de 3 000 W par appareil.
En prenant tous ces éléments en considération, on remarque que dans de nombreux pays, le minage de Bitcoin est peu rentable, surtout à cause du coût de l’électricité et du renouvellement périodique des ordinateurs, qui doivent toujours être les plus performants pour augmenter les chances de valider les blocs de transaction. De nos jours, les mineurs se concentrent essentiellement en Chine, où l’énergie électrique est bon marché.
Dans les autres pays, les internautes qui veulent participer au minage de cryptomonnaie se tournent souvent vers un “pool de minage”. Il s’agit d’organisations de mineurs qui se regroupent pour faire des économies d’échelle et pour agréger leur puissance de calcul afin de résoudre plus facilement les exercices mathématiques imposés par la preuve de travail, et ainsi augmenter leur chance de réussite.
Quels sont les différents consensus de validation des transactions ?
La preuve de travail (Proof of Work)
La preuve de travail est le protocole de validation des transactions en cryptomonnaie imaginé en 2008 par Satoshi Nakamoto, le créateur du Bitcoin. Il s’agit du protocole exploité dans la validation des transactions de la majorité des devises numériques, parmi lesquelles Bitcoin Cash, Litecoin, Ethereum 1.0, Ethereum Classic, Monera et Zcash.
Dans ce système, les mineurs possèdent un équipement informatique conçu pour exécuter des calculs algorithmiques complexes. Le premier mineur qui obtient le résultat valide un bloc de transaction et est récompensé en obtenant des cryptomonnaies.
Le modèle de la preuve de travail rend les réseaux blockchains plus difficiles et coûteux à attaquer et il tend à optimiser la décentralisation des mineurs. Cependant, il nécessite une puissance de calcul très élevée, qui se traduit par une forte consommation énergétique et un impact environnemental non négligeable à l’échelle mondiale.
La preuve d’enjeu ou preuve de participation (Proof of Stake)
La preuve d’enjeu est une méthode de validation des transactions bien différente, elle a pour but de réduire l’impact énergétique de la blockchain en supprimant le besoin d’exécuter des calculs mathématiques pour faire fonctionner le réseau.
A la place, tous les utilisateurs qui possèdent des jetons natifs de la blockchain peuvent les “staker”, c’est-à-dire les conserver dans une épargne, qui peut être bloqué ou non. Plus la quantité de fonds mise sous séquestre est importante et plus son propriétaire a de chances d’être choisi par l’algorithme géré par le protocole de transaction suivant.
Lorsqu’un participant valide un bloc, il reçoit une récompense correspondant à la création de ce dernier ainsi que les frais de transaction de ce bloc. Alors que le mining est utilisé pour valider les transactions sur les blockchains à preuve de travail, c’est le staking qui réalise une opération similaire sur les blockchains à preuve d’enjeu.
La preuve d’enjeu est le mécanisme utilisé par des cryptomonnaies modernes comme Tezos, Cardano, Polkadot et Cosmos. Actuellement, Ethereum est en cours de transition vers sa version 2.0, qui sera entièrement contrôlée par la preuve d’enjeu. Souvent, les blockchains utilisant la preuve d’enjeu imposent aux usagers de mettre sous séquestre un nombre minimum de jetons. Par exemple, il a été fixé à 32 ETH pour le blockchain Ethereum et à 10 000 XTZ pour celles des Tezos.
Les mécanismes de validation moins courants
- La preuve d’enjeu délégué (Delegated Proof of Stak – DPoS). C’est notamment le modèle adopté par les blockchains BNB, EOS, Tron et Ark. Ici, les propriétaires de jetons peuvent les staker, mais le but est alors d’obtenir des droits de vote pour élire les validateurs de blocs identifiés qui seront responsables de la sécurité du réseau. La preuve d’enjeu déléguée a l’inconvénient de réduire la décentralisation, puisque seules quelques dizaines de validateurs sont utilisés. Cependant, cela offre l’avantage d’offrir de meilleures performances, car les transactions sont partagées avec un nombre restreint d’acteurs qui possèdent du matériel informatique de pointe.
- La preuve d’autorité (Proof of Authority – PoA). On retrouve ce mécanisme de validation dans les blockchains de Stellar Lumens (XLM) et de Ripple (XRP), qui sont réputées pour leur volume d’échanges important et la faiblesse de leurs frais de transaction. Dans ce cas, les candidats pour devenir validateurs doivent répondre à tous les critères mis en place par une autorité centrale et certifier leur identité. La preuve d’autorité a l’avantage d’offrir d’excellentes performances et des frais limités, mais sa centralisation la rapproche du fonctionnement du système monétaire mondial.
- La preuve de conservation (Proof of Hold – PoH). C’est une variante de la preuve d’enjeu, qui prend à la fois en compte la possession de jetons et leur durée de détention. On parle alors d’âge des pièces, en considérant la date de leur dernier mouvement. Ce système incite les acteurs à la conservation de leur patrimoine et limite ainsi la volatilité. On le retrouve notamment dans le Peercoin, en parallèle avec la preuve de travail.
- La preuve d’histoire (Proof of History). Ce type de consensus est une innovation proposée la récente cryptomonnaie Solana, qui l’utilise en parallèle avec un système de preuve d’enjeu. La preuve d’histoire consiste à créer, pour chaque transaction, un enregistrement historique codé par un hachage séquentiel, qui prouve que l’évènement a eu lieu à un moment précis dans le temps. Cela permet de savoir dans quel ordre ont eu lieu les transactions, sans avoir à attendre la confirmation au travers du réseau. La preuve d’histoire représente une avancée importante dans les blockchains, surtout en termes de vitesse et de capacité de traitement.
Il existe encore d’autres mécanismes de validation des transactions en cryptomonnaies, ils s’inspirent généralement de la preuve de travail et de la preuve d’enjeu, qui restent les méthodes les plus exploitées actuellement.
Bilan sur le mining de cryptomonnaie
La preuve de travail est le mécanisme de validation exploité par la blockchain Bitcoin et par de nombreuses autres devises numériques. Le mining consiste alors à résoudre des problèmes mathématiques pour valider et sécuriser les transactions, à l’aide d’équipements informatiques toujours plus perfectionnés. Si à l’origine, il était possible d’utiliser un simple ordinateur pour espérer trouver la solution et obtenir ainsi du Bitcoin, ce n’est plus possible aujourd’hui.
En effet, le niveau de difficulté a tellement augmenté qu’il est nécessaire de recourir à de ordinateurs spécialisés (ASICs), voire même de s’associer au sein d’un pool de minage pour atteindre la rentabilité.
La preuve de travail a démontré son efficacité et sa fiabilité, mais elle consomme énormément d’énergie, ce qui la rend moins attirante, en particulier dans un monde tourné vers l’écologie et la réduction des gaspillages. C’est pourquoi peu à peu, d’autres cryptomonnaies se tournent vers des mécanismes de validations innovants.
La preuve d’enjeu, utilisée par des blockchains alternatives populaires comme Ethereum, Cardano et Polkadot, devient un autre moyen de valider les transactions. Grâce à ce système, les personnes qui possèdent ces cryptomonnaies peuvent les “staker”, c’est-à-dire les mettre sous séquestre dans un espace dédié pour générer périodiquement des intérêts. Dans ce cas, le mining est alors remplacé par le staking.
