Le minage de crypto-monnaies est un aspect critique des opérations de cryptomonnaie car il génère de nouvelles pièces, vérifie les transactions et ajoute de nouveaux blocs au grand livre de la blockchain via un réseau de nœuds décentralisés ou de validateurs utilisant un algorithme de consensus. Ces réseaux de nœuds confirment et enregistrent les transactions en attente d'être incluses dans la base de données de la blockchain.

En raison de la difficulté croissante dans l'extraction de blocs (c'est pour la Preuve de Travail, PoW) et de la forte demande de puissance de calcul dépassant les capacités individuelles; les entreprises et les groupes rassemblent leurs ressources pour créer des "pools d'extraction" afin de relever le défi croissant de la sophistication de l'extraction de crypto-monnaies. Cependant, ce n'est pas le cas avec la Preuve de Participation, (PoS) qui exige que les propriétaires de pièces misent leurs pièces pour devenir des validateurs. Cependant, l'extraction de crypto-monnaies a essentiellement deux fonctions; générer de nouvelles pièces et valider/ajouter de nouveaux blocs de transactions dans la blockchain.

Dans une large mesure, la sécurité d'une blockchain dépend des activités de minage. Ainsi, les mineurs en PoW déploient des ordinateurs hautement spécialisés avec un approvisionnement stable en électricité, et les validateurs en PoS misent une certaine quantité de cryptomonnaie pour confirmer les transactions et maintenir la sécurité de la blockchain et sa nature décentralisée.

Dans cet article, le concept de crypto mining sera discuté en mettant l'accent sur les deux algorithmes de consensus les plus populaires : Proof of Work (PoW) et Proof of Stake (PoS).

Une étude sur l'exploitation minière de Crypto : Focus spécial sur l'exploitation minière de Bitcoin

Aux premiers stades, l'extraction de Bitcoin était effectuée par des particuliers utilisant des ordinateurs personnels pour traiter et valider les transactions sur la blockchain, mais au fil des ans, le coût et la sophistication de l'ensemble de l'opération ont augmenté, nécessitant ainsi aux entreprises et aux pools miniers de poursuivre l'opération.

Ces entreprises spécialisées ou pools tentent de résoudre les calculs mathématiques complexes nécessaires pour valider les transactions cryptographiques et ajouter des blocs à la base de données de la blockchain. Et en récompense du travail accompli, ces ordinateurs reçoivent une quantité prédéterminée de la nouvelle pièce frappée. Cette récompense a été programmée pour être divisée par deux une fois tous les quatre ans du cycle de vie de la preuve de travail (PoW) blockchain, tels que Bitcoin et Litecoin. Parlons brièvement de la réduction de moitié des récompenses en bloc, en utilisant Bitcoin comme exemple.

Bitcoin Halving

Le halving du Bitcoin est une réduction systématique du coût total du minage d'un bloc Bitcoin une fois tous les quatre ans du cycle de vie de la blockchain. En d'autres termes, c'est la moitié de la récompense que les mineurs reçoivent pour vérifier les transactions et générer un bloc Bitcoin.

Par exemple, Bitcoin (BTC) et Litecoin (LTC) subissent un halving de blockchain une fois tous les quatre ans. Bitcoin a connu son premier événement de halving le 28 novembre 2012, à une hauteur de bloc de 210 000, avec une récompense des mineurs passant de 50 BTC à 25 BTC. Après le deuxième événement de halving, le 9 juillet 2016, à une hauteur de bloc de 420 000, la récompense en bloc est passée de 25 BTC à 12,5 BTC alors que la difficulté de minage augmentait, ainsi qu'une augmentation du nombre de mineurs.

Le troisième et le plus récent halving du Bitcoin a eu lieu le 11 mai 2020, à un niveau de bloc de 630 000, ce qui entraîne une baisse de la récompense de bloc à 6,25 BTC. Le prochain halving du Bitcoin attendu est en 2024 et le compte à rebours a déjà commencé.

La raison principale du halving du Bitcoin est d'augmenter sa stabilité sur le marché, de lutter contre l'inflation et de renforcer sa valeur marchande en tant que monnaie déflationniste. L'inflation a toujours été un problème majeur dans l'industrie financière et l'objectif du Bitcoin est de s'attaquer directement aux événements négatifs de 2008 (c'est la récession mondiale). La plupart des mécanismes de consensus de preuve de travail (PoW) effectuent un halving de la récompense de bloc, tout comme le Bitcoin. Jetons rapidement un coup d'oeil au halving de Litecoin.

Halving de Litecoin

Litecoin fait partie des principales cryptomonnaies de l'industrie et a été lancé en 2011 pour offrir une alternative adaptée à Bitcoin. Litecoin a connu deux réductions de moitié de récompense de bloc. La première a eu lieu le 25 août 2015, à une hauteur de bloc de 840 000, la récompense de bloc passant à 25 LTC au lieu de 50 LTC. La seconde a eu lieu le 5 août 2019, à une hauteur de bloc de 1 680 000, avec une récompense de bloc actuelle de 12,5 LTC qui diminuera à 6,25 LTC lors de la prochaine réduction de moitié de Litecoin, prévue pour le 3 août 2023. Cet événement de réduction de moitié a réduit à deux reprises les récompenses totales des mineurs.

Le halving de Litecoin réduit l'inflation de moitié du taux initial, augmentant ainsi la valeur et le pouvoir d'achat de la monnaie. Le taux d'inflation de Litecoin par an est de 3,72% après l'événement de halving de 2019. Il devrait baisser à 1,80% par an lors du prochain événement de halving de bloc. Le prix de la monnaie devrait augmenter lors du prochain halving si la demande pour la monnaie augmente.

Algorithmes de consensus : Preuve de travail (PoW) et Preuve d'enjeu (PoS)

La technologie de la blockchain est un système décentralisé et utilise des algorithmes de consensus pour générer des coins, valider les transactions et permettre l'ajout de blocs de transactions à la blockchain.

L'algorithme de consensus est très important pour la maintenance et la sécurité de la chaîne de blocs car il empêche les cas de double dépense et la validation des transactions illégales. Chaque bloc de transactions vérifié est horodaté avec un hachage cryptographique lors de son ajout à la chaîne de blocs.

Ainsi, en termes simples, un algorithme de consensus est un processus selon lequel un réseau décentralisé d'ordinateurs ou de nœuds parvient à un accord sur une valeur de données ou un état de réseau. En général, ils exigent qu'au moins 51% des nœuds acceptent une valeur de données. Par conséquent, cela permet l'accord entre des ordinateurs décentralisés sur un réseau pair à pair distribué, garantissant la maintenance et la sécurité du système ainsi que des enregistrements de données. Fondamentalement, les algorithmes de consensus remplacent le besoin d'une entité centralisée ou d'un tiers.

De plus, les algorithmes de consensus sont largement utilisés dans la technologie de la blockchain et également dans plusieurs secteurs tels que la gestion de la chaîne d'approvisionnement, les réseaux électriques intelligents, le contrôle des véhicules aériens sans pilote comme les drones, etc. Dans cette section, nous examinerons le mécanisme de consensus principal dans la technologie de la blockchain, à savoir les algorithmes de Preuve de Travail (PoW) et de Preuve d'Enjeu (PoS).

Preuve de travail (PoW)

L'algorithme de consensus Proof of Work est le premier système d'accord entre les nœuds utilisé dans la blockchain, et il est synonyme de la blockchain Bitcoin — bien que d'autres blockchains utilisent PoW, comme Litecoin.

L'algorithme de consensus PoW implique un réseau décentralisé d'ordinateurs et de nœuds qui rivalisent pour résoudre une énigme ou une équation mathématique complexe en trouvant un hachage cryptographique d'un bloc particulier. Le nœud participant tente de résoudre l'énigme en devinant aléatoirement différentes valeurs de nonce qui correspondent à la difficulté. Le nœud qui parvient avec succès à résoudre l'énigme est récompensé, généralement en cryptomonnaie.

De plus, les données de transaction et la valeur de nonce sont entrées dans une fonction de hachage tandis que la solution correspondante ou la sortie de hachage (hachage cryptographique) doit correspondre à la difficulté. Ainsi, le réseau de nœuds utilise une très grande puissance de calcul pour résoudre le problème, produisant ainsi un hachage cryptographique qui correspond à la difficulté, d'où le terme "travail".

Bitcoin utilise la fonction de hachage SHA-256 pour résoudre des énigmes cryptographiques.

L'algorithme de PoW est considéré comme « inefficace » et très coûteux à exploiter car il consomme une grande quantité d'électricité en puissance de calcul et prend beaucoup de temps (10 minutes) pour miner avec succès un Bitcoin ou ajouter un bloc de transaction à la blockchain. Cela est perçu par beaucoup comme un grand obstacle et les écologistes ont fréquemment critiqué le minage de Bitcoin pour son impact environnemental néfaste et le climat mondial. Cela a conduit à une interdiction totale du minage de Bitcoin dans certains pays, tels que la Chine, la Bolivie, le Bangladesh, le Qatar et le Maroc.

Cependant, l'innovation technologique récente - et en suivant la première loi de la thermodynamique, selon laquelle l'énergie ne peut ni être créée ni détruite mais peut être convertie d'une forme à une autre - voit un nombre croissant d'entreprises produisant des appareils capables de convertir l'énorme énergie minière pour chauffer nos maisons et nos bâtiments pendant l'hiver.

Preuve d'enjeu (PoS)

La haute puissance de calcul de PoW nécessaire pour résoudre des énigmes mathématiques complexes et la durée passée à découvrir le hachage cryptographique ont donné naissance à une alternative proche du Proof of Stake (PoS). L'algorithme de consensus PoS ne nécessite pas de ressources de calcul (équipement spécialisé et électricité) pour miner des blocs. Au lieu de cela, les propriétaires de la cryptomonnaie peuvent miser leur jeton pour participer à la synchronisation des données, valider les transactions et ajouter des blocs à la chaîne de blocs. De plus, les pools de mise permettent aux petits détenteurs de jetons de mettre en jeu/bloquer leurs jetons dans un pool pour avoir la possibilité de gagner des frais de transaction.

Essentiellement, les propriétaires de cryptomonnaies bloquent un pourcentage de leurs crypto dans un portefeuille, puis mettent en place un nœud de validation unique. Le protocole de la cryptomonnaie sélectionnera aléatoirement un validateur pour confirmer les transactions et valider les blocs. Le choix d'un nœud validateur dépend du nombre de cryptomonnaies misées et de la durée de la cryptomonnaie mise en jeu. Les blocs sont validés par plus d'un validateur et sont récompensés par des frais de transaction. Les validateurs doivent confirmer et ajouter des blocs précis à la blockchain pour éviter de perdre une partie de leur mise ou même l'intégralité de celle-ci.

Le PoS consomme moins d'électricité (d'énergie), ce qui le rend écologique et moins cher à exploiter par rapport au PoW. Le principal inconvénient est qu'il est estimé que le PoS offre moins de sécurité que le PoW, car le validateur avec le plus de pièces misées contrôle invariablement quelle transaction est approuvée et ajoutée à la blockchain. Cela va à l'encontre de la caractéristique de décentralisation de la blockchain.

Ethereum utilisait initialement l'algorithme de preuve de travail (PoW) pour valider les transactions, mais est récemment passé à la preuve d'enjeu (PoS) afin de réduire la consommation excessive d'électricité et le temps nécessaire pour miner un bloc. Ainsi, avec l'algorithme PoS, Ethereum 2.0 exige que les propriétaires de pièces mettent en jeu 32 ETH pour être sélectionnés en tant que validateurs.

Comment fonctionne l'exploitation minière : Un accent particulier sur l'algorithme de preuve de travail du Bitcoin

Pendant le minage de Bitcoin, les mineurs valident les transactions en résolvant ou en hachant un ensemble d'équations mathématiques ou d'algorithmes liés aux transactions à l'aide d'ordinateurs complexes et de grandes quantités d'électricité. Ces transactions sont enregistrées dans un bloc, chaque bloc ayant un hachage unique lié au bloc suivant via une technique cryptographique. L'altération du hachage d'un bloc particulier modifie involontairement le hachage des blocs suivants, rendant ainsi le réseau blockchain entier nul.

NB: Le hachage de bloc est une chaîne alphanumérique de lettres et de chiffres qui dissimule les données de transaction et l'identité de l'utilisateur, générée à l'aide d'une fonction de hachage — Bitcoin utilise SHA - 256.

La difficulté croissante dans le minage de Crypto est le résultat du processus difficile de hachage d'un bloc, ce qui signifie qu'une grande quantité de ressources informatiques est nécessaire pour résoudre ces calculs mathématiques de cryptographie et découvrir une transaction ou un hachage de bloc.

L'équipement nécessaire pour miner Bitcoin comprend :

• Dispositif matériel spécialisé :Ce sont des appareils spécialement conçus pour l'extraction de cryptomonnaies, tels que l'unité de traitement graphique (GPU), les SSD pour le minage de cryptomonnaies, les circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC) et les puces récemment lancées de réseau de portes programmables sur le terrain (FPGA).

  Ces équipements effectuent des types spécifiques d'opérations de calcul nécessaires pour le minage. Il s'agit d'un départ de l'utilisation d'ordinateurs domestiques ordinaires et de cartes graphiques grand public.

Il est à noter que ces matériels ne sont pas adaptés à l'environnement domestique car ils consomment une grande quantité d'électricité. Ils sont très bruyants et dégagent une énorme quantité d'énergie dans l'environnement.

• Applications logicielles:Ce sont des applications logicielles spécialisées qui s'exécutent sur des ordinateurs et sont rapides pour effectuer des activités de minage. Ils vérifient et enregistrent les transactions dans un bloc qui sont envoyées au réseau de nœuds/miniers pour confirmation avant d'être ajoutées à la blockchain. Le logiciel nécessaire à utiliser est ECOS, BeMine, Kryptex Miner Awesome Miner, Easy Miner et Pionex. De plus, ce logiciel calcule la récompense de minage et la transfère à votre adresse de portefeuille.
• Approvisionnement en électricité :Le minage de Crypto nécessite un approvisionnement constant en électricité pour alimenter les ordinateurs impliqués. Ainsi, pour réduire les coûts énergétiques, les mineurs installent généralement des fermes de minage à proximité des centrales électriques, etc.

Cependant, la connaissance technique est très importante pour installer divers équipements et vérifier leur performance optimale.

Facteurs Affectant l'Exploitation Minière Crypto

• Coût de l'électricité: C'est un problème majeur dans l'exploitation minière de crypto. Le coût élevé de l'électricité nécessaire pour alimenter le matériel entraîne principalement une baisse des bénéfices des mineurs. L'exploitation de cryptomonnaies nécessite d'énormes quantités d'électricité.
• Coût élevé du matériel : La plupart des dispositifs de minage, tels que les ASIC, sont très chers, ce qui décourage les mineurs individuels de se lancer dans le minage de crypto.
• Une difficulté croissante dans le minage : À mesure que la technologie de la blockchain est de plus en plus adoptée, la demande de crypto-monnaies et d'autres actifs numériques augmente également. En ce moment, la crypto-monnaie gagne en popularité, avec une demande croissante de monnaie numérique. Avec cette montée en puissance, les mineurs se battent pour miner davantage de crypto-monnaies, d'où une difficulté croissante dans le minage.
• Diminution des récompenses des mineurs : Avec l'augmentation de la concurrence minière et de la difficulté des blocs, il y a une réduction systématique des récompenses des mineurs.

Risques associés à l'exploitation minière de crypto

Un défi commun auquel la plupart des gens sont confrontés est une dépense opérationnelle, en particulier le coût de la fourniture d'électricité stable. Cela seul a grandement découragé les mineurs individuels. Les coûts dans certains pays sont très élevés, ainsi, les mineurs de Crypto risquent de ne pas réaliser de profits car leur coût opérationnel est bien supérieur aux retours sur investissement.

Une solution possible est de citer des fermes de minage à proximité des centrales électriques ou au sein d'un établissement industriel, et d'exploiter leur énorme source d'énergie.

De plus, le coût de l'acquisition d'équipements modernes (ASIC) est énorme et limite davantage la classe de personnes se lançant dans le minage de Bitcoin. Cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas miner de Bitcoin avec votre PC, mais pour avoir un avantage concurrentiel en termes de récompense en bloc, vous devez disposer d'un ASIC, un appareil spécialement conçu pour le minage de crypto-monnaies.

Avec la création de pools de minage et de fermes de minage, les mineurs de détail peuvent fournir un pourcentage de leur puissance de calcul ou de leur équipement de minage et gagner une proportion de la récompense en bloc du pool de minage.

De plus, la plupart de ces dispositifs miniers causent une grave pollution environnementale telle que du bruit et émettent de grandes quantités de chaleur dans l'environnement, contribuant au réchauffement climatique. Une solution consiste à canaliser cette chaleur utile dans le chauffage des maisons, des bureaux et des bâtiments pendant l'hiver.

Conclusion

Le minage de crypto est une entreprise rentable car elle contribue grandement à la maintenance et à la sécurité de la blockchain, et vérifie également et enregistre les transactions dans le registre de la blockchain. Les mineurs gagnent des récompenses en bloc dans PoW, tandis que les validateurs facturent des frais de transaction dans PoS.

Il est opportun de comprendre les avantages et les inconvénients de l'exploitation de l'exploitation minière de crypto-monnaies et le retour sur investissement. Pour maximiser les profits en PoW, les mineurs ont besoin d'un équipement supérieur, d'un approvisionnement en électricité bon marché et de connaissances techniques, tandis que dans PoS, les validateurs doivent miser de grosses sommes de pièces pour avoir un avantage concurrentiel pour devenir un validateur.