Qu'est-ce qu'un algorithme de consensus ?
Zoom sur l’une des notions les plus fondamentales du fonctionnement d’une blockchain.
Luca
6 minutes de lecture
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À venir dans cette leçon
Information sur cette leçon
Tu es sur le point de lire la leçon n° 8 du niveau
intermédiaire.
Avant de poursuivre, je recommande d'avoir lu :
Si tu es déjà à l'aise avec ces notions, c'est parfait.
Bonne lecture !
PoW, PoS, DPoS.
Évidemment que, depuis le temps, tu as une idée de ce que c'est.
C'est ce que l'on nomme des algorithmes de consensus.
La leçon d'aujourd'hui survole les différents types d'algorithmes qui existent et les raisons de leur création.
C'est parti !
Définition #
Un algorithme de consensus permet aux nœuds d'une blockchain de s'accorder sur l'ordre et la validité des blocs afin de déterminer quelles transactions peuvent y être enregistrées.
Une blockchain étant un système décentralisé, elle nécessite un mécanisme particulier pour que tous les nœuds soient d'accord sur l'état général du système à un instant T.
Le mécanisme en question se nomme un mécanisme de consensus.
L'algorithme de consensus est l'élément technique qui assure le bon fonctionnement de ce mécanisme.
Les algorithmes de consensus les plus connus #
Le Proof-of-Work (PoW) #
C'est celui qu'utilise le bitcoin depuis sa création.
Une blockchain en PoW utilise la puissance de calcul de ses nœuds pour vérifier et valider les transactions et ainsi sécuriser l'intégralité du réseau.
Cet algorithme repose sur la résolution de calculs complexes pour maintenir la sécurité du réseau. Il est connu comme étant l'un des plus énergivores qui existe.
Le hashrate est un des indicateurs les plus utilisés pour mesurer la puissance nécessaire à la sécurisation d'une blockchain en PoW. Tu peux consulter le hashrate de Bitcoin à tout instant sur ce graphique de blockchain.com.
Sur une blockchain de type PoW, les ordinateurs qui valident et sécurisent le réseau s'appellent des mineurs. C'est pourquoi tu entends souvent parler de minage de bitcoin.
Le Proof-of-Stake (PoS) #
Depuis sa mise à jour The Merge du 15 septembre 2022, la blockchain Ethereum est passée en Proof-of-Stake.
Grâce à celle-ci, sa consommation énergétique a été réduite de 99,95 %.
Pour sécuriser une blockchain en PoS, chaque participant doit accumuler et verrouiller sur un nœud une quantité minimale de tokens natifs — aussi appelée le stake.
Dans le cas d'Ethereum, elle est généralement de 32 ETH.
Une fois qu'un nœud est opérationnel, la blockchain lui assignera de manière pseudo-aléatoire des transactions à valider. Plus le stake d'un nœud est conséquent, plus il y a de chances qu'il soit sélectionné pour valider des transactions.
Si certains nœuds trichent ou nuient au bon fonctionnement de la blockchain, le PoS prévoit des pénalités qui, dans certains cas, peuvent entraîner une déduction d'une partie de leur stake — aussi appelée slashing.
Les ordinateurs qui valident et sécurisent le réseau sur une blockchain de type PoS s'appellent des validateurs.
Les autres algorithmes de consensus #
Le Delegated Proof-of-Stake #
Le DPoS se veut être une variante du Proof-of-Stake consommant encore moins d'énergie que celui-ci.
Avec cet algorithme, les validateurs ne sont plus choisis de manière pseudo-aléatoire. Ce sont les détenteurs de tokens qui élisent un petit groupe de délégués qui valideront les blocs à leur place.
Ces différences impliquent que sur une blockchain de type DPoS, le nombre de validateurs est bien plus restreint qu'en PoS classique.
La responsabilité de validation des blocs étant partagée par un nombre d'acteurs plus faible qu'en PoS, le DPoS est naturellement plus centralisé.
Les transactions sont cependant plus rapides qu'en PoS classique.
Le Proof-of-Authority #
Le Proof-of-Authority se veut une variante du Proof-of-Stake encore plus économe en termes d'énergie.
Dans ce modèle, les validateurs sont préapprouvés par une autorité centrale.
Ici, il n'y a ni mining, ni staking. C'est l'identité même des validateurs qui compte. Le montant de jetons ou la puissance de calcul des nœuds n'importe pas. Les blocs à valider sont assignés de manière aléatoire aux validateurs préapprouvés.
VeChain est une des blockchains utilisant le Proof-of-Authority comme algorithme de consensus.
Le Proof-of-Activity #
Le Proof-of-Activity est un hybride du Proof-of-Work et du Proof-of-Stake.
Les blockchains l'utilisant alternent entre PoW et PoS pour traiter et valider les transactions qu'elles gèrent.
Dans une première phase, le PoW est utilisé par les nœuds pour proposer un nouveau bloc à la blockchain. À ce stade, le bloc ne contient pas encore de transactions, uniquement un hash et des métadonnées.
C'est seulement suite à cette première phase que la seconde s'enclenche et fait usage du PoS — cette fois pour signer et valider le bloc après y avoir inclus les transactions.
Les blockchains fonctionnant en Proof-of-Activity sont donc constituées de deux types de nœuds : des mineurs et des validateurs.
Le Proof-of-Believability #
Le PoB est un algorithme de consensus utilisé par la blockchain IOST .
Le Proof-of-Believability (à tes souhaits) est similaire au Proof-of-Stake mais se distingue de celui-ci sur un aspect en particulier.
Là où le PoS peut considérer n'importe quel nœud comme validateur, le PoB les scinde en deux groupes :
- les validateurs de confiance (les believable) et
- les validateurs normaux.
Le premier groupe traite les transactions de manière rapide dans une première phase de validation. Le second groupe est utilisé lors d'une deuxième et dernière phase de validation.
C'est lors de celle-ci que les transactions sont finalisées et que certains validateurs normaux peuvent, à terme, être promus au rang de believable.
Grâce à sa très faible latence et à sa capacité à paralléliser l'étape de consensus, cet algorithme de consensus permet une vitesse de traitement des transactions supérieure au Proof-of-Stake.
Note : Si tu souhaites davantage de détails sur PoB, consulte cette section du whitepaper de IOST.
Proof-of-Reserves : le faux ami #
Cette dernière section est une sorte de rappel.
Tu as peut-être entendu parler d'un certain Proof-of-Reserves ?
Son nom a tout pour s'inscrire dans la liste d'un des nombreux algorithmes que tu as vu depuis le début de cette leçon mais sois méfiant, car...
le Proof-of-Reserves n'est pas un algorithme de consensus.
Le PoR est une méthode de vérification.
Elle permet à une organisation de prouver qu'elle détient suffisamment d'actifs pour couvrir les dépôts de ses utilisateurs.
Donc oui, c'est un procédé qui permet littéralement à quiconque de prouver ses réserves (ou fonds).
Voilà qui conclut cette leçon !
L'essentiel #
Comme tu viens de le voir, des algorithmes de consensus, il y en a des tas !
Et il y en a encore plus (sans compter les faux amis). Tu as le Proof-of-Burn, le Proof-of-Capacity, ou encore le Leased Proof-of-Stake .
Cette leçon ne se concentrait toutefois que sur les plus utilisés dans l'industrie crypto. Ce sont les seuls que tu te dois de connaître pour être encore plus à l'aise dans l'écosystème.
Aussi, souviens-toi que malgré leurs différences techniques, les algorithmes de consensus ont tous la même finalité : faire en sorte que chaque nœud s'accorde sur l'ordre des transactions.
Les autres points à retenir sur les algorithmes de consensus sont qu'ils :
- consomment plus au moins d'énergie selon leur type ;
- sont essentiels au fonctionnement d'une blockchain ;
- influent grandement sur le degré de centralisation d'une blockchain.
À bientôt pour la prochaine leçon !
↑un Tip ou un crypto-don
