Les algorithmes de consensus sont des processus où les validateurs (également appelés nœuds ou mineurs) au sein d’un réseau blockchain s’accordent sur l’état actuel du réseau. Cela implique principalement de s’entendre sur l’authenticité d’une transaction soumise par un validateur. Les transactions frauduleuses ou inexactes sont rejetées par le réseau en supposant que tous les validateurs agissent équitablement sans intention malveillante. Les validateurs sont récompensés par une crypto-monnaie pour avoir soumis des transactions précises et authentiques, tandis que les acteurs malveillants sont pénalisés en fonction du protocole de consensus.
Par exemple, dans les réseaux de preuve de travail (PoW) comme Bitcoin (BTC), les validateurs doivent dépenser de l’énergie via du matériel coûteux pour valider les transactions, et en cas de succès, ils gagnent de nouveaux jetons. S’ils agissent de manière malveillante, ils ne gagnent rien et la perte provient de l’énergie gaspillée utilisée pour soumettre la transaction frauduleuse ou inexacte.
Dans la preuve de participation (PoS), les utilisateurs misent des jetons et reçoivent des jetons supplémentaires pour la soumission de transactions authentiques, tout en perdant une partie pour la soumission de mauvaises transactions.
Dans les protocoles de preuve de temps (PoT), le principe est le même, les validateurs recevant des jetons supplémentaires pour la soumission de transactions authentiques mais perdant des jetons pour la soumission de transactions inexactes ou malveillantes.
Bien que PoS et PoT partagent certaines similitudes, ce sont deux protocoles très différents.
Qu’est-ce qu’une preuve de participation ?
PoS est un algorithme de consensus qui fonctionne par les utilisateurs qui mettent leurs jetons en garantie en les enfermant dans un contrat intelligent. Le système fonctionne en sélectionnant un validateur, également appelé mineurs ou nœuds, pour traiter un bloc de transactions. Le validateur doit valider les transactions à l’intérieur du bloc pour s’assurer qu’il n’y a pas d’informations inexactes contenues à l’intérieur.
Ensuite, le validateur soumet le bloc à la blockchain et si le bloc a été validé correctement, il reçoit des jetons supplémentaires en récompense. Si un validateur se comporte de manière malveillante ou paresseuse, généralement en soumettant des transactions incorrectes ou frauduleuses, il perd une partie des jetons qu’il a jalonnés.
Les validateurs qui ont jalonné un plus grand nombre de jetons sont plus susceptibles d’être sélectionnés pour vérifier les transactions. Le jalonnement d’un plus grand nombre de jetons rapporte également au validateur des récompenses supplémentaires, car ils gagnent généralement un pourcentage fixe basé sur le réseau blockchain. Par exemple sur Ethereum 2.0, les validateurs actuellement gagner 4,2 % sur leurs jetons. Les validateurs sont également plus susceptibles d’être sélectionnés s’ils ont jalonné leurs jetons pendant une plus longue période.
Devenir un validateur dans le système PoS est ouvert à tous, mais la barrière à l’entrée est élevée en raison de la popularité du protocole, avec un grand nombre de nœuds sur les blockchains PoS. Plus un réseau a de nœuds, plus un utilisateur devra miser pour devenir un validateur.
Pour cette raison, les pools de jalonnement, qui sont gérés par des validateurs, sont généralement utilisés par les utilisateurs moyens de cryptographie qui souhaitent jalonner leurs jetons. Dans ce système, un utilisateur dépose ses jetons dans un pool et les jetons sont jalonnés par des validateurs au nom du propriétaire du jeton. En échange de cela, les utilisateurs paient généralement des «frais de pool», qui correspondent à un pourcentage des jetons qu’ils gagnent grâce au jalonnement.
Qu’est-ce que la preuve de temps ?
La preuve de temps (PoT) est un algorithme de consensus qui utilise un système de vote pour choisir les validateurs de réseau et se concentre sur la durée d’activité d’un validateur de réseau au sein du réseau ainsi que sur sa réputation. Le protocole a été développé par Analogique et est basé sur une preuve de participation déléguée (dPoS) qui est une version modifiée de PoS.
La preuve de temps fait référence à son grand livre en tant que chaîne temporelle et fonctionne en utilisant un score de classement, une fonction de retard vérifiable (VDF) et des jetons jalonnés pour déterminer qui peut ajouter une nouvelle transaction au grand livre. Le système de classement fonctionne en attribuant une note aux validateurs du réseau en fonction de leur âge et de leurs performances passées. Les validateurs reçoivent des scores plus élevés pour être dignes de confiance et actifs au sein du réseau pendant plus longtemps. Le jalonnement d’un plus grand nombre de jetons augmente également la probabilité qu’un validateur soit sélectionné.
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PoT est similaire à dPoS puisque les utilisateurs du réseau votent pour décider quels délégués peuvent valider le bloc suivant. Cependant, il existe certaines différences dans le processus de vote, le PoT ayant plusieurs étapes de vote. Au cours de la première étape de vote, les validateurs, appelés électeurs temporels, soumettent un bloc contenant des données, y compris des transactions à ajouter à la Timechain. Si le bloc est accepté, le bloc est validé, toutes les transactions du bloc étant traitées.
Les électeurs du temps sont choisis à travers un processus de sélection qui examine le score de classement des électeurs et le nombre de jetons jalonnés. Le processus utilise ces informations ainsi que VDF pour sélectionner au hasard un électeur de temps, et un seul peut être choisi à la fois.
Les électeurs du temps exécutent également un VDF pour déterminer s’ils ont été choisis pour ajouter un nouveau bloc à la chaîne temporelle. S’ils ont été sélectionnés, ils valident le bloc, génèrent une preuve VDF et soumettent les deux données au reste des nœuds de la chaîne temporelle.
Au cours de la deuxième étape, le bloc et la preuve VDF sont envoyés à 1 000 autres électeurs du temps pour être revérifiés avant d’être ajoutés à la Timechain. Si la plupart du temps, les électeurs acceptent la transaction, celle-ci est ajoutée à la Timechain.
Comment les deux protocoles de consensus se comparent
PoS et PoT partagent quelques similitudes. Premièrement, ils exigent tous deux que les validateurs mettent des jetons en garantie lors de la vérification des transactions, une mise plus élevée augmentant les chances d’être sélectionné. La principale différence est le système de classement et de vote utilisé par PoT, suivi d’une vérification supplémentaire par 1 000 validateurs avant que la transaction ne soit soumise au grand livre.
PoS est l’option la plus populaire et la plus familière, utilisée par Solana, Polkadot, Cardano et Ethereum 2.0. En ce qui concerne les avantages, les deux systèmes exigent que les utilisateurs mettent des jetons au lieu de dépenser de l’énergie, ce qui en fait des alternatives économes en énergie à la preuve de travail (PoW). Cela peut également constituer un inconvénient puisque des acteurs malveillants ayant accès à un grand nombre de fonds peuvent théoriquement prendre le contrôle du réseau.
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Cependant, il s’agit d’un scénario peu probable. Pour lancer une attaque à 51 %, par exemple, un acteur malveillant devrait posséder 51 % des jetons du réseau, ce qui est très peu probable et extrêmement risqué pour l’attaquant, en particulier avec les chaînes de blocs les plus populaires comme Ethereum et Cardano. PoT ajoute également à la couche de sécurité en exigeant que chaque transaction soit revérifiée par un millier de validateurs, les 2/3 d’entre eux devant s’entendre sur l’ajout ou non de la transaction au grand livre.
Chaque réseau blockchain a des exigences particulières adaptées aux besoins du réseau. De nombreuses blockchains s’en tiennent à PoW et PoS pour leurs besoins, tandis que des algorithmes supplémentaires comme PoT, dPoS et preuve d’historique (utilisés par Polkadot en combinaison avec PoS) répondent aux besoins auxquels sont confrontés leurs réseaux de blockchain.