Extraction de Bitcoin
Qu’est-ce que l’exploitation minière Bitcoin?
Il y a de fortes chances que vous entendiez l’expression «extraction de bitcoins» et que votre esprit commence à s’égarer dans le fantasme occidental des pioches, de la saleté et de la richesse. En fait, cette analogie n’est pas trop éloignée.
L’extraction de Bitcoin est effectuée par des ordinateurs de haute puissance qui résolvent des problèmes mathématiques complexes; ces problèmes sont si complexes qu’ils ne peuvent pas être résolus à la main et sont suffisamment compliqués pour taxer même des ordinateurs incroyablement puissants.
Points clés à retenir
- L’exploitation minière de Bitcoin est le processus de création d’un nouveau bitcoin en résolvant un casse-tête de calcul.
- L’extraction de Bitcoin est nécessaire pour maintenir le registre des transactions sur lequel le Bitcoin est basé.
- Les mineurs sont devenus très sophistiqués au cours des dernières années en utilisant des machines complexes pour accélérer les opérations minières.
Le résultat de l’extraction de bitcoins est double. Premièrement, lorsque les ordinateurs résolvent ces problèmes mathématiques complexes sur le réseau bitcoin, ils produisent du nouveau bitcoin (un peu comme lorsqu’une opération minière extrait de l’or du sol). Et deuxièmement, en résolvant des problèmes de calcul, les mineurs de bitcoin rendent le réseau de paiement bitcoin digne de confiance et sécurisé en vérifiant ses informations de transaction.
Quand quelqu’un envoie des bitcoins n’importe où, cela s’appelle une transaction. Les transactions effectuées en magasin ou en ligne sont documentées par les banques, les systèmes de point de vente et les reçus physiques. Les mineurs de Bitcoin réalisent la même chose en regroupant les transactions en «blocs» et en les ajoutant à un enregistrement public appelé « blockchain ». Les nœuds conservent ensuite des enregistrements de ces blocs afin qu’ils puissent être vérifiés à l’avenir.
Lorsque les mineurs de bitcoin ajoutent un nouveau bloc de transactions à la blockchain, une partie de leur travail consiste à s’assurer que ces transactions sont exactes. En particulier, les mineurs de bitcoin s’assurent que le bitcoin n’est pas dupliqué, une bizarrerie unique des monnaies numériques appelée « double-dépense». «Avec les devises imprimées, la contrefaçon est toujours un problème. Mais généralement, une fois que vous dépensez 20 $ au magasin, cette facture est entre les mains du greffier. Avec la monnaie numérique, cependant, c’est une autre histoire.
Les informations numériques peuvent être reproduites relativement facilement, donc avec Bitcoin et d’autres monnaies numériques, il y a un risque qu’un dépensier puisse faire une copie de son bitcoin et l’envoyer à une autre partie tout en conservant l’original.
Considérations particulières
Récompenser les mineurs de Bitcoin
Avec jusqu’à 300 000 achats et ventes en une seule journée, la vérification de chacune de ces transactions peut être une tâche ardue pour les mineurs. En compensation de leurs efforts, les mineurs reçoivent des bitcoins chaque fois qu’ils ajoutent un nouveau bloc de transactions à la blockchain.
La quantité de nouveau bitcoin libérée avec chaque bloc extrait est appelée «récompense de bloc». La récompense de bloc est réduite de moitié tous les 210000 blocs (ou environ tous les 4 ans). En 2009, il était de 50. En 2013, il était de 25, en 2018, il était de 12,5 et en mai 2020, il était réduit de moitié à 6,25.
Bitcoin a réussi à réduire de moitié sa récompense minière – de 12,5 à 6,25 – pour la troisième fois le 11 mai 2020.
Ce système se poursuivra jusque vers 2140. À ce stade, les mineurs seront récompensés par des frais de traitement des transactions que les utilisateurs du réseau paieront. Ces frais garantissent que les mineurs sont toujours incités à exploiter et à maintenir le réseau en marche. L’idée est que la concurrence pour ces frais les amènera à rester faibles une fois les réductions de moitié terminées.
Ces moitiés réduisent la vitesse à laquelle de nouvelles pièces sont créées et, par conséquent, diminuent l’offre disponible. Cela peut avoir des implications pour les investisseurs, car d’autres actifs dont l’offre est faible, comme l’or, peuvent avoir une forte demande et faire grimper les prix.À ce rythme de réduction de moitié, le nombre total de bitcoins en circulation atteindra une limite de 21 millions, ce qui rendra la monnaie entièrement finie et potentiellement plus précieuse au fil du temps.
Vérification des transactions Bitcoin
Pour que les mineurs de bitcoin gagnent réellement des bitcoins en vérifiant les transactions, deux choses doivent se produire. Tout d’abord, ils doivent vérifier un mégaoctet (Mo) de transactions, qui peuvent théoriquement être aussi petites qu’une transaction mais sont plus souvent plusieurs milliers, en fonction de la quantité de données stockées par chaque transaction.
Deuxièmement, pour ajouter un bloc de transactions à la blockchain, les mineurs doivent résoudre un problème de calcul complexe, également appelé «preuve de travail». En fait, ils essaient de trouver un nombre hexadécimal à 64 chiffres, appelé «hachage», qui est inférieur ou égal au hachage cible. Fondamentalement, l’ordinateur d’un mineur crache des hachages à des taux différents – mégahashes par seconde (MH / s), gigahashes par seconde (GH / s) ou térahashes par seconde (TH / s) – en fonction de l’unité, devinant tous les 64- chiffre les nombres jusqu’à ce qu’ils arrivent à une solution. En d’autres termes, c’est un pari.
Le niveau de difficulté du bloc le plus récent en août 2020 est supérieur à 16 billions de dollars. Autrement dit, la probabilité qu’un ordinateur produise un hachage inférieur à la cible est de 1 sur 16 billions. Pour mettre cela en perspective, vous avez environ 44 500 fois plus de chances de gagner le jackpot Powerball avec un seul billet de loterie que de choisir le bon hash en un seul essai. Heureusement, les systèmes informatiques d’exploitation minière offrent de nombreuses possibilités de hachage. Néanmoins, l’extraction de bitcoins nécessite d’énormes quantités d’énergie et des opérations informatiques sophistiquées.
Le niveau de difficulté est ajusté tous les blocs de 2016, ou environ toutes les 2 semaines, dans le but de maintenir les taux de minage constants. C’est, plus les mineurs, il sont en concurrence pour une solution, le problème plus difficile deviendra. L’inverse est également vrai. Si la puissance de calcul est retirée du réseau, la difficulté s’ajuste vers le bas pour faciliter l’extraction.
Analogie de l’exploitation minière Bitcoin
Disons que je dis à trois amis que je pense à un nombre entre 1 et 100, et j’écris ce nombre sur un morceau de papier et je le scelle dans une enveloppe. Mes amis n’ont pas à deviner le nombre exact, ils doivent juste être la première personne à deviner tout nombre inférieur ou égal au nombre auquel je pense. Et il n’y a pas de limite au nombre de suppositions qu’ils obtiennent.
Disons que je pense au nombre 19. Si l’ami A devine 21, il perd parce que 21> 19. Si l’ami B devine 16 et l’ami C en devine 12, alors ils sont tous deux théoriquement arrivés à des réponses viables, car 16 <19 et 12 <19. Il n’y a pas de « crédit supplémentaire » pour l’ami B, même si la réponse de B était plus proche de la réponse cible de 19.
Imaginez maintenant que je pose la question «devinez à quel nombre je pense», mais je ne demande pas seulement trois amis, et je ne pense pas à un nombre entre 1 et 100. Je demande plutôt à des millions de mineurs potentiels et je pense à un nombre hexadécimal à 64 chiffres. Maintenant, vous voyez qu’il sera extrêmement difficile de deviner la bonne réponse.
Non seulement les mineurs de bitcoins doivent trouver le bon hachage, mais ils doivent également être les premiers à le faire.
Parce que l’extraction de bitcoins est essentiellement une supposition, arriver à la bonne réponse avant qu’un autre mineur ait presque tout à voir avec la vitesse à laquelle votre ordinateur peut produire des hachages. Il y a à peine dix ans, l’extraction de bitcoins pouvait être effectuée de manière compétitive sur des ordinateurs de bureau normaux. Au fil du temps, cependant, les mineurs ont réalisé que les cartes graphiques couramment utilisées pour les jeux vidéo étaient plus efficaces et ils ont commencé à dominer le jeu. En 2013, les mineurs de bitcoins ont commencé à utiliser des ordinateurs spécialement conçus pour l’extraction de la crypto-monnaie le plus efficacement possible, appelés circuits intégrés spécifiques à l’application (ASIC). Ceux-ci peuvent aller de plusieurs centaines de dollars à des dizaines de milliers, mais leur efficacité dans l’extraction de Bitcoin est supérieure.
Aujourd’hui, l’extraction de bitcoins est si compétitive qu’elle ne peut être réalisée de manière rentable qu’avec les ASIC les plus à jour. Lors de l’utilisation d’ordinateurs de bureau, de GPU ou d’anciens modèles d’ASIC, le coût de la consommation d’énergie dépasse en fait les revenus générés. Même avec l’unité la plus récente à votre disposition, un ordinateur est rarement suffisant pour rivaliser avec ce que les mineurs appellent des «pools de minage».
Un pool de minage est un groupe de mineurs qui combinent leur puissance de calcul et répartissent le bitcoin extrait entre les participants. Un nombre disproportionné de blocs est exploité par des pools plutôt que par des mineurs individuels. Les pools miniers et les entreprises ont représenté des pourcentages importants de la puissance de calcul du bitcoin.
Bitcoin vs devises traditionnelles
Les consommateurs ont tendance à faire confiance aux devises imprimées. C’est parce que le dollar américain est soutenu par une banque centrale des États-Unis, appelée la Réserve fédérale. En plus d’une foule d’autres responsabilités, la Réserve fédérale réglemente la production de monnaie nouvelle et le gouvernement fédéral poursuit l’utilisation de monnaie contrefaite.5
Même les paiements numériques utilisant le dollar américain sont soutenus par une autorité centrale. Lorsque vous effectuez un achat en ligne en utilisant votre carte de débit ou de crédit, par exemple, cette transaction est traitée par une société de traitement des paiements (telle que Mastercard ou Visa). En plus d’enregistrer l’historique de vos transactions, ces sociétés vérifient que les transactions ne sont pas frauduleuses, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles votre carte de débit ou de crédit peut être suspendue pendant le voyage.
Bitcoin, en revanche, n’est pas réglementé par une autorité centrale. Au lieu de cela, Bitcoin est soutenu par des millions d’ordinateurs à travers le monde appelés «nœuds». Ce réseau d’ordinateurs remplit la même fonction que la Réserve fédérale, Visa et Mastercard, mais avec quelques différences clés. Les nœuds stockent des informations sur les transactions précédentes et aident à vérifier leur authenticité. Contrairement à ces autorités centrales, cependant, les nœuds bitcoin sont répartis dans le monde entier et enregistrent les données de transaction dans une liste publique accessible à tous.
Histoire de l’exploitation minière de Bitcoin
Entre 1 chance sur 16 billions, les niveaux de difficulté de mise à l’échelle et le vaste réseau d’utilisateurs vérifiant les transactions, un bloc de transactions est vérifié environ toutes les 10 minutes. Mais il est important de se rappeler que 10 minutes est un objectif, pas une règle.
Le réseau Bitcoin traite actuellement un peu moins de quatre transactions par seconde en août 2020, les transactions étant enregistrées dans la blockchain toutes les 10 minutes. À titre decomparaison, Visa peut traiter quelque part autour de65 000 transactions par seconde. Comme le réseau des utilisateurs Bitcoin ne cesse de croître, cependant, le nombre de transactions effectuées en 10 minutes finira par dépasser le nombre de transactions qui peuvent être traitées en 10 minutes. À ce stade, les temps d’attente pour les transactions commenceront et continueront de s’allonger, à moins qu’une modification ne soit apportée au protocole Bitcoin.
Ce problème au cœur du protocole Bitcoin est connu sous le nom de «mise à l’échelle». Alors que les mineurs de Bitcoin conviennent généralement que quelque chose doit être fait pour résoudre le problème de la mise à l’échelle, il y a moins de consensus sur la façon de le faire. Deux solutions majeures ont été proposées pour résoudre le problème de mise à l’échelle. Les développeurs ont suggéré soit (1) de créer une couche secondaire «hors chaîne» pour Bitcoin qui permettrait des transactions plus rapides pouvant être vérifiées par la blockchain plus tard, ou (2) d’augmenter le nombre de transactions que chaque bloc peut stocker. Avec moins de données à vérifier par bloc, la Solution 1 rendrait les transactions plus rapides et moins chères pour les mineurs. La solution 2 traiterait de la mise à l’échelle en permettant de traiter plus d’informations toutes les 10 minutes en augmentant la taille des blocs.
En mineurs de bitcoins et les sociétés minières représentant environ 80% à 90% de la puissance de calcul du réseau ont voté pour intégrer un programme qui diminuerait la quantité de données nécessaires pour vérifier chaque bloc.
Le programme que les mineurs ont voté pour ajouter au protocole Bitcoin s’appelle un témoin séparé, ou SegWit. Ce terme est une fusion de Segregated, qui signifie «séparer», et Witness, qui fait référence aux «signatures sur une transaction Bitcoin». Témoin séparé signifie donc séparer les signatures de transaction d’un bloc – et les attacher en tant que bloc étendu. Bien que l’ajout d’un seul programme au protocole Bitcoin puisse ne pas sembler être une solution, les données de signature ont été estimées représenter jusqu’à 65% des données traitées dans chaque bloc de transactions.
Moins d’un mois plus tard, en août 2017, un groupe de mineurs et de développeurs a lancé un hard fork, quittant le réseau Bitcoin pour créer une nouvelle devise en utilisant la même base de code que Bitcoin. Bien que ce groupe ait convenu de la nécessité d’une solution à la mise à l’échelle, il craignait que l’adoption d’une technologie de témoins séparés ne résoudrait pas complètement le problème de la mise à l’échelle.
Au lieu de cela, ils ont opté pour la solution 2. La devise résultante, appelée «bitcoin cash», a augmenté la taille du bloc à 8 Mo afin d’accélérer le processus de vérification pour permettre une performance d’environ 2 millions de transactions par jour. Le 16 août 2020, Bitcoin Cash était évalué à environ 302 $ contre environ 11800 $ pour Bitcoin.2