Comment fonctionne le système de consensus par preuve d'enjeu (Proof of Stake) ?

Comprendre le fonctionnement du système de consensus par preuve d’enjeu

Dans l’univers des cryptomonnaies et de la chaîne de blocs (blockchain), le système de consensus par preuve d’enjeu, ou Proof of Stake (PoS) en anglais, est une méthode alternative au célèbre système de consensus par preuve de travail, également connu sous le nom de Proof of Work (PoW). Cet article s’intéresse au fonctionnement du système de consensus par preuve d’enjeu et explique son origine ainsi que ses avantages et inconvénients.

Origines et objectifs de la preuve d’enjeu

Le système de consensus par preuve d’enjeu a été proposé en 2011 comme une alternative au mécanisme de preuve de travail utilisé par Bitcoin. La preuve de travail présente plusieurs défauts majeurs :

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Consommation élevée d’énergie électrique
Tendance à la centralisation des opérations de minage
Incitation à l’achat d’équipements spécifiques toujours plus performants

Ainsi, la preuve d’enjeu a pour objectif principal de résoudre ces problèmes tout en assurant la sécurité et la fiabilité de la chaîne de blocs.

Fonctionnement général du système de consensus par preuve d’enjeu

Avant de détailler les différentes étapes du processus de preuve d’enjeu, il convient de rappeler que la chaîne de blocs est une technologie permettant de stocker et d’échanger des informations de manière sécurisée et décentralisée. Pour parvenir à cet objectif, il est nécessaire de mettre en place un système de consensus garantissant l’intégrité et la validité des données contenues dans les blocs.

Le principe de base du système de consensus par preuve d’enjeu consiste à attribuer le droit de valider et d’ajouter un bloc à la chaîne de blocs à un participant sur la base de sa « mise », c’est-à-dire le nombre de cryptomonnaies qu’il possède et/ou qu’il a mis en jeu. Plus un participant possède de jetons, plus il aura de chances d’être sélectionné pour ajouter un bloc et recevoir la récompense associée.

Les différentes étapes du processus de preuve d’enjeu

Le système de consensus par preuve d’enjeu peut être subdivisé en plusieurs phases :

Sélection des validateurs : cette première étape consiste à choisir les participants qui deviendront temporairement validateurs de transactions et créateurs de nouveaux blocs.
Validation des transactions : les validateurs vérifient ensuite l’ensemble des transactions contenues dans le bloc proposé.
Création d’un nouveau bloc : une fois l’ensemble des transactions validées, le validateur propose son bloc à l’ensemble des participants du réseau.
Consensus : si les autres participants du réseau approuvent le bloc proposé, celui-ci est ajouté à la chaîne de blocs et une récompense est accordée au validateur.

Les différents types de preuve d’enjeu

En fonction des projets et des objectifs recherchés, plusieurs variantes du système de consensus par preuve d’enjeu ont été développées :

La preuve de participation (Proof of Activity) : cette approche combine la preuve de travail et la preuve d’enjeu en utilisant le minage pour créer un groupe initial de validateurs éligibles puis en procédant à une sélection sur la base de leur mise pour l’attribution finale des récompenses.
La preuve d’intérêt (Proof of Burn) : dans ce modèle, les participants doivent détruire volontairement une partie de leurs cryptomonnaies pour augmenter leur chance d’être choisis comme validateurs. Ces jetons sont alors « brûlés » et retirés définitivement de la circulation.
La preuve de capacité (Proof of Space/Storage) : cette variante repose sur la mise à disposition d’un espace de stockage disponible sur les ordinateurs des participants qui souhaitent valider des blocs.

Avantages et inconvénients du système de consensus par preuve d’enjeu

Les avantages

Le système de consensus par preuve d’enjeu présente plusieurs avantages :

Économie d’énergie : contrairement à la preuve de travail, la sélection des validateurs ne nécessite pas une importante puissance de calcul et donc une consommation électrique moindre.
Décentralisation : le système de preuve d’enjeu favorise une répartition plus égalitaire des jetons en évitant la centralisation du minage autour de grands acteurs disposant de la meilleure puissance de calcul.
Sécurité : les attaques par la majorité (51% attacks) sont moins faciles à mener avec un système de consensus par preuve d’enjeu qu’avec un système de preuve de travail. En effet, pour prendre le contrôle du réseau, un attaquant devrait acquérir au moins 51% des jetons, ce qui serait coûteux et risqué.

Les inconvénients

Malgré ses avantages, le système de consensus par preuve d’enjeu n’est pas exempt de défauts :

Risque d’inégalités : avec la preuve d’enjeu, les détenteurs de grandes quantités de cryptomonnaies voient leur richesse s’accroître davantage que les petits détenteurs, ce qui peut entraîner des inégalités et une concentration excessive du pouvoir dans les mains de quelques individus.
Possibilité de manipulation : certains modèles de preuve d’enjeu présentent un risque de manipulation par des acteurs malveillants qui pourraient tirer profit de leurs connaissances pour influencer le choix des validateurs et ainsi fausser le consensus.

En conclusion, le système de consensus par preuve d’enjeu offre une alternative intéressante au système de preuve de travail en s’attaquant à certains de ses défauts majeurs. Toutefois, il présente également des inconvénients qu’il convient d’étudier et d’anticiper dans chaque implémentation spécifique de cette méthode.