Vérifié par : Jessica Guidon, certifiée AMF.
Proof of work vs Proof of Stake : Mécanismes de Consensus en Cryptomonnaie
Au cœur de la technologie des blockchains se trouvent deux approches dominantes pour parvenir à la validation des transactions : la Preuve de Travail (Proof of Work – PoW) et la Preuve d’Enjeu (Proof of Stake – PoS). Chacune de ces méthodes offre une façon unique de sécuriser le réseau en s’assurant que tous les participants s’accordent sur l’état actuel de la blockchain sans nécessiter une autorité centrale.
La Preuve de Travail, introduite pour la première fois par Bitcoin, la toute première crypto monnaie, repose sur une compétition entre les mineurs qui utilisent la puissance de calcul pour résoudre des énigmes cryptographiques complexes. En revanche, la Preuve d’Enjeu, adoptée par des crypto-monnaies telles que Ethereum 2.0, attribue le droit de valider les transactions en fonction de la quantité de jetons détenue et « mise en jeu » par un participant.
Comparaison : Proof of Work vs Proof of Stake en bref
| Proof of Work | Proof of Stake | |
|---|---|---|
| Mécanisme de sécurité | Sécurise le réseau via des puzzles cryptographiques que les utilisateurs doivent résoudre, exigeant une puissante capacité de calcul. | Basée sur la possession de monnaie. Les validateurs sont choisis pour créer un nouveau bloc en fonction de la quantité de monnaie qu'ils possèdent et "stake" . |
| Consommation d’énergie | Très énergivore du fait de la puissance de calcul nécessaire aux mineurs. | Beaucoup moins énergivore, car il n'y a pas besoin de puissance de calcul pour valider les blocs |
| Scalabilité et Performance | Peut être limité en termes de scalabilité et de vitesse de transaction en raison des limites de puissance de calcul. | Offre une meilleure scalabilité et une vitesse de transaction potentiellement plus élevée, car il est moins dépendant de la puissance de calcul. |
| Récompenses et incitations | Récompenses sous forme de nouvelles monnaies ainsi que des frais de transaction pour chaque bloc validé. | Récompense par des frais de transaction, et parfois par de nouvelles monnaies, en fonction du système. |
| Maturité et adoption | Plus ancien et largement testé, utilisé par Bitcoin. | Plus récent, mais gagne en popularité, utilisé par Ethereum 2.0. |
Proof of work (PoW – Preuve de Travail)
La Preuve de Travail est le mécanisme de consensus original et le plus largement utilisé dans le domaine des crypto monnaies, ayant été popularisé par Bitcoin. Ce système repose sur un principe simple mais puissant : pour valider les transactions et créer de nouveaux blocs sur la blockchain, un participant (mineur) doit résoudre un problème mathématique complexe qui nécessite une capacité de calcul importante.
Ce processus, connu sous le nom de minage, garantit la sûreté et l’intégrité de la blockchain en rendant extrêmement coûteuse et difficile toute tentative de fraude ou d’attaque.
Fonctionnement de la Proof of Work
Dans un réseau utilisant la PoW, chaque mineur compète pour être le premier à résoudre le puzzle cryptographique. La difficulté de ce puzzle est ajustée dynamiquement pour s’assurer que le temps moyen de création d’un nouveau bloc reste constant, malgré les fluctuations de la puissance de calcul du réseau.
Le mineur qui résout le puzzle en premier valide le bloc de transactions et le diffuse sur le réseau. En récompense de cet effort, l’utilisateur reçoit une certaine quantité de cryptomonnaie, ainsi que les frais associés aux opérations incluses dans le bloc.
Avantages de la Proof of Work
La preuve de travail possède plusieurs avantages :
- Robustesse et sa sécurité éprouvées : En nécessitant une preuve physique de travail sous forme de puissance de calcul, la PoW crée un environnement où modifier la blockchain de manière malveillante devient pratiquement impossible sans contrôler au moins 51% de la puissance de calcul du réseau.
- Encourage la décentralisation en permettant à quiconque possède le matériel adéquat de participer au processus de minage.
Inconvénients et Critiques
Malgré ses forces, la proof of work est souvent critiquée sur quelques points :
- Consommation énergétique extrêmement élevée : un problème qui soulève des préoccupations environnementales importantes.
- Scalabilité limitée : La nécessité de la validation par minage est faite pour améliorer la sécurité au détriment de la rapidité et du coût des opérations à valider.
Proof of Stake (PoS – Preuve d’Enjeu)
La Preuve d’Enjeu représente une approche innovante et durable pour atteindre le consensus, contrastant avec le modèle énergivore de la Preuve de Travail . Introduite comme une alternative plus verte et efficace, la PoS a gagné en popularité, notamment avec l’adoption par Ethereum 2.0, marquant une évolution dans la manière dont les transactions et les blocs sont validés dans les cryptomonnaies.
Fonctionnement de la Proof of Stake
Au cœur du mécanisme PoS se trouve le concept de « mise en jeu » (staking) où les détenteurs de cryptomonnaies bloquent une certaine quantité de leurs jetons comme gage de leur participation honnête au processus de validation des transactions.
Ici la probabilité d’être choisi pour valider un bloc est proportionnelle à la quantité de monnaie mise en jeu par le validateur. Ce système vise non seulement à réduire considérablement la consommation d’énergie nécessaire au maintien du réseau mais aussi à assurer la sûreté de ce dernier.
Avantages de la Proof of Stake
La Proof of Stake offre plusieurs avantages clés par rapport à son prédécesseur.
- Efficience énergétique : Consomme bien moins d’énergie que le consensus par preuve de travail.
- Favorise la sécurité du réseau : Rend les attaques du réseau complexe, car cela nécessiterait de posséder la majorité de monnaies stakée.
- Meilleure scalabilité : Permet de s’adapter plus facilement aux besoins des utilisateurs et permet des opérations plus rapides et moins coûteuses.
Inconvénients de la Proof of Stake
La Proof of Stake présente plusieurs inconvénients qui tiennent compte de sa conception et de ses implications pratiques.
- Risque de centralisation : Les individus ou entités possédant une grande quantité de tokens ont plus de pouvoir dans le processus de validation des transactions, ce qui peut conduire à une concentration du pouvoir et de la richesse.
- Immobilisation des tokens : Réduit la liquidité sur le marché et peut empêcher de vendre ou échanger les crypto immobilisé pendant un temps.
- Barrière d’entrée : Certaines plateformes demandent un montant minimum de tokens à staker pour participer, empêchant les petits investisseurs de participer au processus de validation.
Autres mécanismes de preuve
Au-delà de la Preuve de Travail et de la Preuve d’Enjeu, l’univers des cryptomonnaies et des technologies blockchain explore une variété d’autres mécanismes. Ces alternatives visent à résoudre certains des problèmes inhérents à la Proof of Work et la Proof of Stake, tout en offrant des avantages en termes de sûreté, d’efficacité, et de gouvernance. Voici quelques exemples de mécanisme :
- Preuve d’Autorité (Proof of Authority – PoA)
- Preuve de participation Déléguée (Delegated Proof of Stake – SPoS)
- Preuve d’Enjeu Liquide (Liquid Proof of Stake – LPoS)
- Preuve de Crédit (Proof of Credit – PoC)
- Preuve de réserve (Proof of Reserve – PoR)
