Qu’est-ce que la preuve d’enjeu?

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Qu’est-ce que la preuve d’enjeu et pourquoi les développeurs de blockchain ont-ils décidé de l’implémenter dans Ethereum 2.0? Est-ce que ça évolue vraiment mieux que la preuve de travail, et si oui, le jalonnement remplacera finalement l’exploitation minière?

En décembre 2020, Ethereum a lancé un nouveau réseau de preuve d’enjeu (PoS) qui fonctionne côte à côte avec le réseau de preuve de travail (PoW) existant. Bien que la version complète du nouveau réseau n’ait pas encore été lancée, les utilisateurs ont maintenant au moins un aperçu de l’avenir.

Pourquoi une preuve d’enjeu? Parce qu’il a le potentiel de rendre tous les réseaux blockchain évolutifs et donc prêts pour une adoption mondiale. Nous pourrions considérer la technologie blockchain comme un système bien supérieur aux systèmes technologiques hérités, mais la vérité est que la plupart des réseaux blockchain ne peuvent pas supporter la même charge de travail que les systèmes centralisés traitent..

Le co-fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, avait l’intention de passer à Proof of Stake il y a longtemps. Cependant, pas même un seul développeur dans l’ensemble de l’industrie de la blockchain n’avait une idée de la façon de mettre en œuvre la mise à niveau de manière pratique..

Il existe de nombreux problèmes avec PoS, dont la plupart désactivent complètement les trois fonctionnalités fondamentales du trilemme blockchain (décentralisé, évolutif, sécurisé.) Bien que le principe central des réseaux PoS soit simple, les solutions elles-mêmes sont terriblement compliquées..

Vous souhaitez savoir en quoi consiste la prochaine étape de l’évolution de la blockchain? Continuez à lire notre procédure détaillée mais simple à comprendre de la preuve d’enjeu.

Qu’est-ce que la preuve d’enjeu? Quand a-t-il été introduit?

La preuve d’enjeu est un mécanisme de consensus que les développeurs d’Ethereum ont cherché à mettre en œuvre depuis le lancement du réseau d’origine. En fait, le concept est bien plus ancien qu’Ethereum, car PoS a été mentionné pour la première fois en 2012.

Sunny King et Scott Nadal, les créateurs de Peercoin, a publié un article co-écrit à l’époque qui a introduit PoS comme une alternative à PoW. Leur ligne de pensée était qu’il devrait y avoir un moyen plus rentable d’extraire du Bitcoin, une méthode qui ne nécessite pas une consommation d’énergie élevée..

À ce moment-là, le réseau Bitcoin était si petit que tous les utilisateurs combinés ne dépensaient qu’environ 150000 dollars en énergie par an. Aujourd’hui, les statistiques suggèrent que les mineurs dépensent plus que 5 milliards de dollars sur les coûts annuels d’électricité. Compte tenu du coût de l’exploitation minière et du degré d’influence qu’elle a sur l’environnement, il doit sûrement y avoir une meilleure façon de maintenir le réseau, à droite?


Dans PoS, les validateurs confirmeraient les transactions en jalonnant au lieu de miner. Le réseau blockchain donne la priorité aux individus qui misent plus de pièces, et les plus gros détenteurs auraient plus de facilité à gagner des récompenses.

Étant donné que le processus n’implique pas de résoudre des problèmes mathématiques complexes sur une longue période de temps, le jalonnement offre un moyen plus économe en énergie de maintenir les blockchains. Après tout, le processus est presque entièrement virtuel, n’impliquant que l’acte de verrouiller les monnaies numériques. Si ce n’est pas meilleur à l’échelle, cela devrait au moins réduire les coûts et les dépenses énergétiques.

Quatre raisons pour lesquelles la preuve d’enjeu est difficile à mettre en œuvre

Il y a quatre raisons principales pour lesquelles PoS est difficile à implémenter dans un vrai réseau sans en faire un échec complet. Comme nous l’avons mentionné précédemment, le jalonnement fonctionne très bien en théorie. Cependant, le problème commence lorsque nous examinons de manière réaliste la façon dont les individus pourraient tenter de nuire au réseau, de le prendre en charge ou de l’attaquer d’une autre manière..

Un seul piquet pour les gouverner tous

Dans PoW, un mineur augmente son potentiel de récompense en apportant plus de puissance au réseau. Dans PoS, la même chose est faite mais avec des jetons de jalonnement (verrouillage). Si un seul staker (ou un groupe de stakers) accumule un grand nombre de jetons, il recevra une grande partie de tous les futurs jetons qui seront distribués..

En raison de leur conception virtuelle, les jetons sont évidemment plus faciles à accumuler et représentent par la suite la puissance d’un utilisateur au sein du réseau. Ce n’est pas le cas avec PoW. Les mineurs doivent allouer de l’espace physique à leurs plates-formes, trouver une source d’énergie appropriée qui peut soutenir la ferme minière et même potentiellement faire face aux réglementations et aux interdictions gouvernementales..

Si suffisamment d’argent peut transformer les participants PoW et PoS en dirigeants d’un réseau, l’exploitation minière prend objectivement beaucoup plus de mesures et de risques en comparaison..

Attaques 51% plus faciles

Tout comme dans le cas ci-dessus, un utilisateur peut prendre le contrôle du réseau en accumulant plus de 51% de sa puissance. Dans le cas précédent, nous avons expliqué pourquoi il est plus facile d’accumuler de l’énergie au sein d’un réseau PoS.

Dans cet esprit, nous voyons encore une autre limitation qui empêche les développeurs d’implémenter la preuve d’enjeu.

Aucune méthode de distribution de jetons

Lorsque Bitcoin est arrivé pour la première fois, les utilisateurs ont mis en place un nœud et un portefeuille. Ensuite, ils utiliseraient leur ordinateur pour le processus d’extraction. Lorsqu’un mineur résoudrait avec succès le bloc suivant de la blockchain Bitcoin, l’utilisateur recevrait un paiement pour ce travail. À chaque paiement, le réseau distribue lentement Bitcoin.

Supposons qu’un individu nommé John Smith ait lancé un réseau de blockchain basé sur PoS appelé Project Proof of Stake. Les nouveaux utilisateurs arrivent sur le réseau, mettent en place un portefeuille et se préparent à commencer le jalonnement. Mais quels jetons utilisez-vous pour miser?

La distribution initiale de crypto-monnaies sur les réseaux PoS est un paradoxe catch-22 pour lequel il n’y a pas de solution facile. Pour recevoir des jetons, il faut verrouiller les jetons existants. Comment misez-vous alors quand il n’y a pas du tout de jetons?

Une solution utilisée par certains projets consiste à pré-initialiser les jetons. Dans un projet prédéfini, un certain nombre de jetons circulent déjà sur le marché. Cependant, ce n’est pas la meilleure solution car cela soulève simplement la question de savoir dans quelle mesure un tel réseau est décentralisé..

Rien en jeu?

Dernier point mais non le moindre, nous avons une situation particulière où les participants au réseau peuvent doubler leurs dépenses.

Pour rappel, la double dépense consiste à utiliser plus d’une fois les mêmes pièces / jetons. Les systèmes PoW utilisent le processus d’horodatage des transactions pour résoudre ce problème.

Le PoS a une situation hypothétique dans laquelle les utilisateurs peuvent avoir «rien en jeu» (NoS). Chaque fois qu’un nœud remplit certaines conditions de jalonnement, le réseau ajoute un bloc. Le problème est que deux nœuds peuvent répondre aux conditions exactement en même temps.

Lorsque cela se produit, le jeton fourche. Néanmoins, les nœuds résolvent le problème en signant la transaction sur une seule des deux fourches.

Le problème spécifique qu’apporte NoS est qu’une grande majorité de nœuds peuvent décider de signer la transaction sur les deux réseaux fourchus car cela ne coûterait rien de les vérifier tous les deux. En conséquence, certains participants au réseau ont la possibilité de doubler leurs dépenses en dépensant des jetons sur un réseau et en les vérifiant sur un autre..

Comment ça fonctionne

La source

Dans l’un de nos articles précédents, nous avons expliqué la preuve de travail et son fonctionnement. Vous comprenez peut-être déjà ce qu’est un mécanisme de consensus et pourquoi les systèmes distribués et décentralisés en ont besoin si vous l’avez lu. Sinon, voici un bref résumé:

Les réseaux blockchain stockent et enregistrent en permanence les informations de transaction pour garantir la validité et la rentabilité des pièces. Pour que le réseau fonctionne correctement et que toutes les informations restent intactes sans aucune manipulation, tous les participants doivent parvenir à un consensus et accepter une certaine version du réseau.

Tout comme PoW, Proof of Stake est également un mécanisme de consensus. Cependant, les méthodes de validation et de consensus sont entièrement différentes.

Pour rappel, les mineurs dépensent de l’énergie électrique lorsqu’ils résolvent des problèmes mathématiques complexes pour extraire des blocs (et dans le même acte les créent). Sur PoS, les mineurs sont remplacés par des validateurs qui jalonnent des actifs afin de valider les blocs et donc de les former en chaîne.

Qu’est-ce qu’une preuve de travail?

Preuve de travail est le mécanisme de consensus dominant de l’industrie de la blockchain, utilisé pour alimenter les réseaux décentralisés et valider les transactions par le biais de l’exploitation minière.

La preuve d’enjeu nécessite que l’utilisateur exécute un nœud de validation qui vérifie et confirme les blocs. En jalonnant des jetons, le nœud a une chance d’être sélectionné par le réseau et de proposer un bloc. Le processus de sélection est partiellement aléatoire, mais il priorise également les nœuds en fonction de la richesse et de l’âge de jalonnement.

Une fois que le bloc proposé a été validé suffisamment de fois, le réseau l’ajoutera officiellement au registre. Le nœud précédemment sélectionné recevra des récompenses à la fois pour avoir proposé le bloc et pour l’avoir vérifié. Tous les autres validateurs ne seront récompensés que pour la vérification.

La base économique du jalonnement

Proof of Stake a une incitation économique différente de celle de son frère aîné PoW. Les validateurs sont confrontés à des conséquences beaucoup plus dures en cas de comportement malveillant lorsqu’ils déposent des fonds personnels lorsqu’ils participent au réseau.

Sur PoW, les mineurs n’ont qu’à payer les frais d’électricité pour participer activement. Sur PoS, les validateurs doivent miser un grand nombre de jetons précieux. Par exemple, l’exigence sur Ethereum 2.0 est exactement 32 Ether.

À prix actuels du marché, l’investissement de jalonnement s’élève à 40 000 $. Moreso, une partie de ces fonds peut être prise par le réseau si l’acteur se comporte injustement ou ne valide pas correctement les transactions.

Dans le cas où c’est au tour d’un nœud spécifique de valider le bloc, mais qu’il est hors ligne, il doit payer des pénalités. Imaginez que vous exécutez un nœud et que vous perdez de l’énergie électrique dans votre bâtiment ou votre accès en ligne. Comment allez-vous participer au réseau? Dans de tels cas, la seule chose qu’un validateur puisse faire est de payer la pénalité et de participer plus fréquemment.

Mais la pénalité de ne pas être en ligne est considérablement inférieure par rapport aux activités malveillantes dirigées et intentionnelles. Si un nœud tente de tromper le système en proposant un historique de données de transaction faux ou manipulé, le réseau prendra une grande partie des actifs jalonnés du nœud. Dans certaines situations, l’acteur malveillant peut tout perdre.

En gardant à l’esprit les faits mentionnés ci-dessus, il est facile de comprendre pourquoi le PoS offre de meilleures incitations économiques. Bien que la validation puisse être plus facile que l’exploitation minière, elle comporte des risques et des sanctions beaucoup plus sévères..

Un bref résumé

Bonjour voyageur

C’était une longue lecture! Prenons une respiration rapide et résumons ce que nous avons appris jusqu’à présent. Voici les principales caractéristiques de la preuve d’enjeu:

  • Jalonnement. Les mineurs gaspillent de l’argent en électricité, en frais de location et en matériel. Pour rendre les blockchains plus écoénergétiques, PoS permet aux nœuds de valider les transactions simplement en jalonnant des actifs.

  • Évolutivité. Ce mécanisme de consensus n’est pas intrinsèquement évolutif. Il prend simplement en charge un nouveau type de technologie appelée sharding, que vous découvrirez dans une section ultérieure. Il est impossible de mettre en œuvre dans PoW, et le seul environnement qui reste est PoS!

  • Potentiel de comportement destructeur. La solution n’est pas si simple. À moins que les développeurs ne créent les bons outils et mesures pour empêcher les comportements malveillants, il est facile pour les nœuds d’endommager le réseau et de doubler les dépenses. Pas de soucis, Ethereum 2.0 l’a déjà corrigé!

  • Il est plus vieux que vous ne le pensez. Non, PoS n’est pas aussi nouveau que l’ETH. Il a été introduit pour la première fois en 2012 après que les mineurs aient prévu l’avenir coûteux de l’exploitation minière de Bitcoin. Il a fallu jusqu’à 8 ans pour que l’écosystème de blockchain le plus important commence même à mettre en œuvre PoS.

Avantages de la preuve d’enjeu

Si PoS est correctement implémenté et que toutes (ou une majorité) des limitations sont supprimées, alors le nouveau mécanisme de consensus présente de nombreux avantages par rapport au PoW. En fait, le nouveau système supprime même certains mauvais traits des réseaux PoW.

Meilleure évolutivité

Bien que le système PoS n’améliore pas en soi l’évolutivité, certaines fonctionnalités basées sur la même infrastructure technologique permettent d’atteindre cet objectif. Les développeurs ont créé un partitionnement pour mettre à l’échelle PoS, car cela leur permet d’améliorer la vitesse du réseau tout en conservant un environnement sécurisé.

Le sharding divise essentiellement les chaînes en plusieurs fragments, où chacun est capable de traiter et de former des blocs. Étant donné que les nœuds valident simultanément les blocs sur plusieurs fragments / chaînes, le réseau principal de la blockchain fonctionne plus rapidement.

Ce concept est similaire à la technologie informatique, où les processeurs possèdent plusieurs cœurs (ainsi que des threads), et chacun fonctionne sur l’alimentation du même processus.

Meilleure décentralisation

À cet égard, nous pouvons considérer les réseaux Proof of Stake comme étant plus décentralisés car ils éliminent certains mauvais facteurs couramment rencontrés dans PoW. Le validateur ne nécessite pas de matériel minier coûteux, il n’a pas besoin de l’espace de stockage requis pour héberger les plates-formes minières et il n’y a absolument aucune préoccupation concernant la réduction des coûts d’énergie..

Avec seulement une petite barrière d’entrée, PoS est plus décentralisé puisque des personnes de divers horizons peuvent rejoindre le réseau. Pour héberger un nœud de validation, l’utilisateur doit uniquement avoir accès à Internet, à un ordinateur et à un certain nombre de crypto-monnaies. Par conséquent, le PoS est plus décentralisé que le PoW.

Meilleure accessibilité

Les mêmes avantages que nous avons mentionnés ci-dessus sont également évidents lorsque nous parlons d’accessibilité. Rejoindre n’importe quel réseau PoS nécessite les mêmes outils que d’investir dans des crypto-monnaies ou de négocier activement sur le marché. Comparé à l’ancien mécanisme de consensus, le PoS est certainement plus facile d’accès et fait partie de.

Cependant, l’accessibilité est partiellement limitée par l’exigence de jalonnement. Nous pouvons dire avec certitude qu’une majorité de personnes ne peuvent pas se permettre les 32 ETH nécessaires pour miser sur Ethereum 2.0, en particulier aux prix actuels.

Néanmoins, nous pourrions encore voir à l’avenir de nouveaux réseaux PoS qui ne nécessitent pas un investissement aussi élevé pour le jalonnement. De plus, Ethereum 2.0 lui-même pourrait voir des pools de validateurs partagés, tout comme la façon dont les mineurs de Bitcoin partagent les mêmes pools de minage.

Comment fonctionne la preuve d’enjeu sur Ethereum 2.0?

Les développeurs de l’industrie de la blockchain ont tendance à déployer des mises à jour de temps en temps au lieu de lancer une mise à jour majeure. La même chose est appliquée avec le lancement d’Ethereum 2.0, qui sortira en plusieurs phases.

En novembre 2020, Ethereum a lancé un contrat de dépôt pour le nouveau réseau. Après avoir collecté plus de 500000 ETH auprès des futurs validateurs, le contrat intelligent du projet a lancé automatiquement la première étape d’Ethereum 2.0 Phase 0.

La tâche de la chaîne de balises consiste à implémenter lentement des fonctionnalités telles que le jalonnement et le partitionnement dans le réseau. La phase 0 a commencé par la collecte d’une liste de tous les validateurs initiaux qui rejoindront le nouveau grand livre.

Pour participer, un utilisateur doit miser au moins 32 ETH afin de devenir validateur. Sur Ethereum 2.0, les validateurs sont des nœuds qui confirment les transactions et forment de nouveaux blocs. Un utilisateur peut exécuter plusieurs nœuds, mais il a besoin de 32 Ether pour chacun.

Les développeurs prévoient de lancer deux autres phases tout au long de 2021, sinon trois. La phase 1, la phase 1.5 et la phase 2 implémenteraient lentement mais sûrement toutes les fonctionnalités nécessaires pour lancer la version finale et complète d’Ethereum 2.0.

Il n’y a pas de plan ou de calendrier concret pour le processus de mise en scène. Cependant, la plupart des membres de la communauté s’attendent à ce que les développeurs lancent au moins la phase 1 et la phase 1.5 d’ici la fin de l’année. La phase finale pourrait également être lancée en 2021, mais les utilisateurs s’inquiètent de la fluidité de la progression d’Ethereum 2.0..

À la fin de ce processus de lancement, Ethereum 2.0 remplacera l’ancien réseau PoW. Jusqu’à ce moment, les deux chaînes fonctionneront côte à côte.

Conclusion

La preuve d’enjeu est une alternative conceptualisée au mécanisme de consensus original de preuve de travail. L’idée est arrivée pour la première fois en août 2012 lorsque deux développeurs ont découvert que la notion d’âge de la pièce pouvait remplacer le PoW et augmenter l’efficacité énergétique..

Depuis 2015, les développeurs Ethereum ont travaillé dur pour migrer leur propre réseau de PoW vers PoS. Après cinq ans, l’équipe a enfin lancé la première phase d’Ethereum 2.0. Nous n’avons pas encore vu si le nouveau réseau peut prendre en charge la charge de travail de l’ancien réseau. Cependant, les développeurs sont convaincus que PoS ira jusqu’à surpasser l’ancien modèle.

La preuve d’enjeu remplace les mineurs par des validateurs qui doivent miser des actifs pour participer au réseau. Les nombreuses fonctionnalités disponibles dans l’architecture PoS permettent aux blockchains de devenir plus évolutives, plus décentralisées et accessibles à tous.

Pendant longtemps, PoS a été une lueur d’espoir pour les passionnés de blockchain qui n’étaient pas certains de l’avenir de l’industrie. Sans aucune évolutivité en vue, il semblait que les blockchains ne pourraient jamais rivaliser avec les systèmes centralisés au niveau de l’entreprise.

Est-ce qu’Ethereum 2.0 dissipera une fois pour toutes ces doutes et inaugurera une nouvelle ère de finance décentralisée?

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