Preuve de participation

Qu'est-ce que le Proof of Stake et comment cela fonctionne?

L'alternative algorithmique de consensus Proof of Stake est devenue un choix populaire dans le monde du commerce et des investissements cryptographiques. Au lieu d'utiliser la puissance de calcul, il repose sur des pièces mises en jeu fournies par des validateurs. Ce mécanisme réduit considérablement la consommation d'énergie et renforce la décentralisation et la sécurité.

Avantages et inconvénients du Proof of Stake

Bien que le Proof of Stake soit efficace pour économiser de l'énergie et offre une grande évolutivité, il peut être moins pratique pour les utilisateurs sans crypto-monnaie. De plus, il existe un risque d'attaque à 51 % sur les blockchains à faible capitalisation.

Principe de fonctionnement du Proof of Stake

Dans l'algorithme Proof of Stake, le choix du validateur se fait par une sélection aléatoire parmi un groupe de nœuds. Participer au processus de forgeage (création de blocs) nécessite le blocage d'un certain nombre de pièces en jeu, puis leur ajout au réseau. Plus il y a de pièces mises en jeu, plus la probabilité de sélection d'un nœud en tant que validateur est élevée.

Sélection aléatoire et sélection par durée de la mise en jeu

La sélection du validateur peut se faire de deux manières : par sélection aléatoire d'un bloc ou par sélection en fonction de la durée de la mise en jeu. La première méthode détermine le validateur ayant la plus petite valeur de hachage et la plus grande mise en jeu, tandis que la seconde dépend de la durée pendant laquelle les pièces étaient en jeu.

Vérification des transactions et récompense des validateurs

Les validateurs sélectionnés vérifient la validité des transactions, signent le bloc et l'ajoutent à la blockchain. En guise de récompense, ils reçoivent des frais de transaction et éventuellement des pièces supplémentaires. Si un validateur ne souhaite plus participer, ses récompenses et ses pièces sont bloquées pendant un certain temps pour vérification par le système.

Avantages du Proof of Stake

Le Proof of Stake (PoS) dépasse le Proof of Work (PoW) à bien des égards et est largement utilisé dans de nouvelles blockchains. Ses avantages comprennent :

1. Adaptabilité : Le PoS réagit de manière flexible aux besoins changeants des utilisateurs et aux exigences de la blockchain, ce qui conduit à la création de diverses variations de l'algorithme. Ce mécanisme convient à un large éventail de tâches blockchain.

2. Décentralisation : Le déploiement de nœuds est devenu plus accessible, et le système encourage leur création par les utilisateurs. Le processus de randomisation et le système d'incitation rendent le réseau plus décentralisé. Cela réduit la dépendance à l'égard des pools de mise en jeu et augmente la probabilité de réussite de la création de blocs par des participants individuels.

3. Efficacité énergétique : Le PoS est beaucoup plus économe en énergie que le PoW. Le fonctionnement de ce mécanisme de consensus nécessite moins d'énergie, car le coût de participation dépend des dépenses économiques de la mise en jeu, et non des dépenses de calcul pour résoudre des tâches complexes.

4. Évolutivité : Le PoS n'exige pas de vastes fermes de minage ni de grandes dépenses énergétiques pour parvenir à un consensus. L'utilisation de nombreux validateurs rend le réseau plus évolutif, accessible et économique.

5. Sécurité : Le mécanisme de mise en jeu encourage la création de blocs vérifiés. En cas de détection de fraude, un validateur perd une partie de sa mise en jeu et le droit de créer des blocs. Cela réduit la probabilité d'une attaque à 51 % réussie, car plus de la moitié de toutes les pièces sont nécessaires pour prendre le contrôle du réseau.

Inconvénients du Proof of Stake

Malgré ses nombreux avantages, le PoS a également quelques inconvénients :

1. Forks : Dans le mécanisme PoS standard, il n'y a pas d'obstacles à l'extraction de chaque côté d'une fourchette, ce qui peut poser des problèmes. Contrairement au PoW, où l'extraction des deux côtés nécessite des coûts énergétiques élevés, le PoS permet aux utilisateurs de "miser" sur les deux côtés.

2. Accessibilité : Pour participer à la mise en jeu, des jetons natifs de la blockchain sont nécessaires, ce qui peut nécessiter des investissements importants. Contrairement au PoW, où l'on peut utiliser un matériel de minage bon marché ou le louer, le PoS nécessite la possession de jetons natifs.

3. Attaque à 51 % : Bien que le PoW et le PoS soient tous deux sujets à des attaques à 51 %, les blockchains PoS sont plus vulnérables à ces attaques. En cas de faible capitalisation boursière ou de chute du prix du jeton, les attaquants peuvent acheter plus de 50 % des jetons à un prix bas et prendre le contrôle du réseau.

Dans l'ensemble, bien que le PoS présente des inconvénients, ses avantages en font un choix attrayant pour de nombreuses nouvelles blockchains.

Variantes du mécanisme Proof of Stake

Le Proof of Stake est hautement adaptable, ce qui permet aux développeurs de le personnaliser selon les besoins spécifiques de la blockchain. Voici quelques-unes des variations les plus courantes :

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Le DPoS permet aux utilisateurs de miser des jetons sans agir en tant que validateurs. Ils agissent en tant que délégués, misant par l'intermédiaire d'un validateur et recevant une partie des récompenses de bloc. Plus il y a de délégués soutenant un validateur particulier, plus ses chances de sélection sont élevées. En se basant sur les incitations proposées et la réputation des validateurs, les délégués peuvent prendre des décisions.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

Le NPoS, développé par Polkadot, est similaire au DPoS, mais avec une différence clé : le nominé, en misant via un validateur, risque de perdre ses fonds en cas de comportement malveillant du validateur. Les nominés choisissent jusqu'à 16 validateurs via lesquels miser, et le réseau répartit équitablement les jetons entre eux.

Proof of Staked Authority (PoSA)

La NB Smart Chain utilise PoSA en combinant Proof of Authority et Proof of Stake, permettant aux validateurs de créer des blocs à tour de rôle. Un groupe de 21 validateurs actifs, sélectionnés en fonction de la quantité de BNB en jeu ou délégués par eux, participe à la forge des blocs. Ce groupe est mis à jour quotidiennement, et BNB Chain stocke les informations correspondantes.

Conclusion

Avec l'avènement de Bitcoin, les méthodes d'ajout de blocs au réseau ont considérablement évolué. Le Proof of Stake a prouvé son efficacité et ses avantages par rapport au Proof of Work. Il est possible que le Proof of Stake devienne à l'avenir le principal mécanisme de consensus, tandis que le Proof of Work ne sera utilisé que dans certains réseaux. Cependant, quelles que soient les évolutions à venir, le Proof of Stake restera un élément important des technologies blockchain.