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Proof of Work (POW). Pourquoi cela fait-il la puissance du réseau Bitcoin ?

Les gens sont souvent confus à propos de la “proof of work” dans le réseau Bitcoin et pourtant, il s’agit de l’une des caractéristiques de sécurité les plus importantes du protocole et donne donc à Bitcoin ses caractéristiques de valeur enviable que tout le monde lui attribue. De nos jours, Bitcoin fait également l’objet d’une grande couverture médiatique grâce à une augmentation de l’adoption, même par les acteurs institutionnels, et de nombreuses entreprises se lancent dans le minage.

POW

La proof of work consiste en un élément d’information extrêmement coûteux à obtenir mais très facile à vérifier, que le mineur doit produire pour valider son bloc candidat et que chaque nœud du réseau peut vérifier facilement et rapidement.

La procédure de preuve du travail est effectuée sur un bloc candidat qui rassemble toutes les transactions que le nœud a dans son propre mempool qu’il décide d’ajouter. Ces transactions sont vérifiées indépendamment par chaque nœud, mais ne sont pas confirmées, c’est-à-dire qu’elles ne font pas encore partie de la blockchain, car elles n’ont pas encore été insérées dans un bloc valide.

Lorsque le mineur calcule l’hash du blockheader, il considère en fait toutes les transactions présentes dans le bloc, car le merkleroot du bloc candidat résume toutes les transactions qui ont été insérées dans le bloc, parce que c’est la valeur “digest” de l’arbre de merkle.

L’arbre de merkle (merkle tree) n’est rien d’autre qu’une structure de hashs de transactions qui résume progressivement toutes les transactions qu’il a examinées, jusqu’à ce qu’il atteigne le sommet, qui est un seul hash global qui est l'”empreinte” de toutes les transactions.

La procédure de validation

Le POW est donc obtenu par une procédure par laquelle le mineur crée le hash du blockheader, de manière répétée, jusqu’à ce qu’il puisse trouver une valeur de ce hash qui soit inférieure à une valeur fixée par le protocole (target) qui peut varier grâce à un auto-ajustement tous les 2016 blocs. Dans ce cas, on parle d’une procédure de “réglage de la difficulté” qui réagit automatiquement au hashrate disponible dans le réseau en calibrant la difficulté et en s’assurant que le réseau Bitcoin produit 1 bloc toutes les 10 minutes, ni plus ni moins.

proof of work bitcoin minage
la valeur target de la difficulté actuelle

Pour pouvoir satisfaire cette valeur, le mineur, fait de nombreuses tentatives en changeant certains paramètres de l’en-tête, y compris le nonce et le extra nonce.

La récompense au mineur

Parmi les transactions présentes dans le bloc, la première est la transaction coinbase. Cette transaction permet au mineur de s’octroyer la récompense pour avoir exploité le bloc selon la valeur établie par les règles du protocole.

Les frais des transactions insérées font également partie de la récompense du mineur. C’est pourquoi le mineur est incité à ajouter autant de transactions que possible, en commençant par celles dont les frais sont les plus élevés. Toutefois, les règles du protocole autorisent encore des blocs comportant très peu de transactions.

Une fois cela fait, le bloc est propagé au réseau et tous les autres nœuds vérifient le respect du protocole, puis vérifient le bloc. Si le bloc est vérifié, il devient le TIP, c’est-à-dire le bloc le plus élevé.

Si le bloc avait une récompense différente, qui n’est pas compatible avec la valeur actuelle autorisée par le protocole, il serait ici rejeté par les autres nœuds et le mineur n’aurait aucune récompense. Cet événement s’inscrit dans le cadre du mécanisme d’avantage/punition du système d’incitation économique de Bitcoin.

J’espère avoir été utile pour comprendre le fonctionnement du mécanisme de validation des transactions du réseau Bitcoin. Si vous avez des questions, vous pouvez poster un commentaire et me contacter, je resterai disponible. Je suis également heureux si vous souhaitez me joindre sur mon site web ou sur mon linkedin.

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Massimo Musumeci

Physicien depuis 1997, chercheur dans le domaine de la sécurité et de la confidentialité de l'information, qui sont devenus des éléments clés de la finance du XXIe siècle. Fournit des conseils et de l'aide aux entrepreneurs et aux investisseurs dans le domaine de la finance numérique.

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