Comprendre à quoi cela sert
Dans un réseau blockchain, chaque participant primaire du réseau (un « nœud » du réseau) détient une copie du registre. Lorsqu’une nouvelle information doit être ajoutée au registre, il est nécessaire que tous les nœuds s’accordent sur sa validité. Le consensus est le mécanisme qui permet de garantir cet accord, et ce en l’absence d’une autorité centrale.
Lorsqu’une transaction est soumise pour inscription dans le registre (par exemple le transfert d’un Bitcoin d’une adresse A vers une adresse B), cet ajout n’est pas pris en compte et validé par une entité centrale « orchestratrice » du registre. Le consensus est le mécanisme algorithmique qui permet à tous les ordinateurs du réseau (les « nœuds ») de valider la même version de la vérité – l’ajout de la transaction au registre, et, donc, le transfert d’un Bitcoin de l’adresse A vers l’adresse B –, et ce même s’ils ne se « connaissent » pas et ne se font pas confiance a priori.
Deux grands types de protocoles dominent aujourd’hui les méthodes de consensus utilisées pour les blockchains :
- Proof of Work (PoW) ou preuve de travail : Mécanisme utilisé par Bitcoin. Cette méthode repose sur la résolution d’un problème mathématique complexe qui ne peut être résolu qu’en procédant à un grand nombre de tirages aléatoires. Même s’il est très sécurisé, ce mécanisme a le défaut d’engendrer une consommation d’énergie importante.
- Proof of Stake (PoS) ou preuve d’enjeu : Mécanisme utilisé par Ethereum et d’autres blockchains de nouvelle génération. Il repose sur la mise en jeu (« staking ») de cryptoactifs par les nœuds du réseau afin de leur donner le droit de valider les transactions après avoir été tirés au sort. Cette méthode est beaucoup moins énergivore.
Quel que soit le mécanisme de consensus mis en œuvre, l’intérêt pour les ordinateurs du réseau – les nœuds – à y participer est d’une part de participer de manière communautaire à la sécurisation du réseau, et, d’autre part, à en tirer un bénéfice économique. En effet, ces nœuds – appelés aussi « mineurs » – sont rétribués en l’échange de l’effort qu’ils fournissent pour valider les blocs qui sont successivement ajoutés au registre de la Blockchain. Pour un mécanisme Proof of Work, ils sont globalement rémunérés en fonction de la puissance de calcul qu’ils apportent au réseau. Pour un mécanisme de Proof of Stake, ils sont rémunérés en fonction du montant déposé (« staké ») dans le protocole afin de pouvoir valider les blocs, et sont pénalisés (« slashed ») en cas de mauvais comportement de leur nœud (tentative de valider des blocs erronés, disponibilité insuffisante, etc.).
Approfondissement technique
- Proof of Work (PoW)
Principe :
- Chaque participant (appelé mineur) tente de résoudre un problème mathématique complexe,
- Le premier à trouver la solution peut proposer un nouveau bloc,
- Les autres valident cette solution après l’avoir vérifiée, et le bloc est ajouté à leur copie de la chaîne par chacun des nœuds.
Caractéristique :
- Sécurité élevée (attaquer le réseau demande une énorme puissance de calcul et, donc, un investissement gigantesque),
- Très énergivore (les calculs nécessitent beaucoup d’électricité),
- Lent et coûteux (délai élevé de validation de chaque bloc + frais de transactions élevés)
Utilisé par Bitcoin, Litecoin, Dogecoin…
- Proof of Stake (PoS)
Principe :
Pour valider un bloc, un participant doit « staker » (bloquer) une quantité de cryptoactifs. Le réseau sélectionne aléatoirement un validateur parmi ceux qui ont mis en jeu leur fonds. Plus un validateur a misé, plus il a de chances d’être choisi, mais il peut être sanctionné en cas de comportement malhonnête (processus appelé « slashing »).
Caractéristique :
- Beaucoup plus économe en énergie que PoW.
- Plus rapide et évolutif.
- Permet le « staking » délégué : les détenteurs de tokens peuvent déléguer leur pouvoir à un validateur et être rémunérés en retour.
Utilisé par : Ethereum, Solana (avec PoH), Avalanche, Cardano, Tezos, Polkadot…
- Variantes et autres systèmes
Delegated Proof of Stake (DPos)
- Les utilisateurs votent pour un petit nombre de validateurs « officiels ».
- Permet une grande rapidité, mais au prix d’une centralisation plus élevée.
Proof of History (PoH)
- Chaque événement est horodaté cryptographiquement, ce qui permet un traitement en parallèle ultra rapide.
- Associé à un mécanisme PoS pour la sécurité.
Pourquoi ce choix est stratégique ?
Le mode de consensus détermine l’équilibre entre sécurité, vitesse, coût, et décentralisation. Un bon projet blockchain choisit son consensus en fonction de son usage :
- Sécurité maximale : PoW
- Scalabilité et efficacité : PoS
- Interopérabilité et rapidité : DPos, PoH