Cointelegraph suit le développement d’une toute nouvelle blockchain de la création au réseau principal et au-delà à travers sa série Inside the Blockchain Developer’s Mind. Dans les parties précédentes, Andrew Levine du groupe Koinos discuté certains des défis l’équipe a été confrontée depuis qu’elle a identifié les problèmes clés qu’elle a l’intention de résoudre et a décrit trois des « crises » qui freinent l’adoption de la blockchain : évolutivité, évolutivité et gouvernance. Cette série est centrée sur l’algorithme de consensus : La partie 1 concerne la preuve de travail, la partie 2 concerne la preuve de participation et la partie 3 concerne la preuve de brûlage.
Cet article est le deuxième de ma série sur les algorithmes de consensus, dans lequel je tire parti de mon point de vue unique pour aider le lecteur à mieux comprendre ce concept souvent mal compris. Dans le premier article de la série, j’ai exploré la preuve de travail (l’algorithme de consensus OG) et, dans cet article, j’explorerai la preuve de participation.
Comme je l’expliquais dans le dernier article, d’un point de vue théorique du jeu, les blockchains sont un jeu dans lequel les joueurs s’affrontent pour valider transactions en les regroupant en blocs qui correspondent aux blocs de transactions créés par d’autres joueurs. La cryptographie est utilisée pour masquer les données qui permettraient à ces personnes de tricher, puis un processus aléatoire est utilisé pour distribuer des jetons numériques aux personnes qui respectent les règles et produire des blocs qui correspondent aux blocs soumis par d’autres personnes. Ces blocs sont ensuite enchaînés pour créer un enregistrement vérifiable de toutes les transactions qui ont déjà été effectuées sur le réseau.
Lorsque les gens produisent de nouveaux blocs contenant différentes transactions, nous appelons cela un « fork », car la chaîne bifurque maintenant dans deux directions différentes, et ce qui garantit que tout le monde met à jour sa base de données pour qu’elle corresponde, c’est la façon dont ils sont punis lorsqu’ils ne pas.
La véritable innovation de Bitcoin (BTC) a été la création d’un système élégant pour combiner la cryptographie avec l’économie pour tirer parti des pièces électroniques (maintenant appelées «crypto-monnaies») pour utiliser des incitations pour résoudre des problèmes que les algorithmes seuls ne peuvent pas résoudre. Les gens ont été forcés d’effectuer des travaux inutiles pour extraire des blocs, mais la sécurité ne découle pas de l’exécution du travail, mais de la connaissance que ce travail n’aurait pas pu être réalisé sans le sacrifice du capital. Si ce n’était pas le cas, le système n’aurait aucun élément économique.
Le travail est un document vérifiable Procuration pour le capital sacrifié. Étant donné que le réseau n’a aucun moyen de « comprendre » l’argent qui lui est externe, un système devait être mis en œuvre pour convertir l’incitation externe (monnaie fiduciaire) en quelque chose que le réseau peut comprendre : les hachages. Plus un compte crée de hachages, plus il doit avoir sacrifié de capital et plus il est incité à produire des blocs sur la bonne fourchette.
Étant donné que ces personnes ont déjà dépensé leur argent pour acquérir du matériel et l’exécuter pour produire des blocs, leur punition incitative est facile car elles ont déjà été punies ! Ils ont dépensé leur argent, donc s’ils veulent continuer à produire des blocs sur la mauvaise chaîne, c’est très bien. Ils ne gagneront aucune récompense et ne récupéreront pas leur argent. Ils auront sacrifié cet argent pour rien. Leurs blocs ne seront pas acceptés par le réseau et ils ne gagneront aucun jeton.
Ce système de preuve de travail garantit que le seul moyen pour quelqu’un qui ne veut pas respecter les règles (c’est-à-dire un acteur malveillant) est d’acquérir et d’exécuter plus de matériel que tout le monde combiné (c’est-à-dire de monter une attaque à 51 %). C’est l’élégance derrière la preuve de travail. Le système ne peut pas fonctionner sans sacrifier des capitaux toujours plus importants. La preuve de participation, cependant, fonctionne d’une manière fondamentalement différente qui a d’importantes conséquences théoriques sur le jeu.
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Preuve de participation
La preuve de participation (PoS) a été la première proposé en 2011 par QuantumMechanic, membre du forum Bitcointalk, en tant qu’alternative moins coûteuse (pour le mineur) à la preuve de travail :
« Je me demande si, au fur et à mesure que les bitcoins deviennent plus largement distribués, une transition d’un système basé sur une preuve de travail à une preuve d’enjeu pourrait-elle avoir lieu. Ce que j’entends par preuve d’enjeu, c’est qu’au lieu que votre « vote » sur l’historique des transactions acceptées soit pondéré par la part des ressources informatiques que vous apportez au réseau, il est pondéré par le nombre de bitcoins que vous pouvez prouver que vous possédez, en utilisant votre clés. »
Au lieu de forcer les producteurs de blocs à sacrifier du capital pour acquérir et faire fonctionner du matériel afin d’acquérir la capacité de gagner des récompenses en bloc, en preuve de participation, les détenteurs de jetons n’ont qu’à sacrifier le liquidité de leur capital afin de gagner des récompenses en bloc. Les personnes qui détiennent déjà le jeton d’un réseau peuvent gagner encore plus de ce jeton si elles renoncent au droit de transférer ces jetons pendant un certain temps.
Il s’agit d’une offre attrayante pour les personnes habituées à sacrifier de l’argent pour acheter et faire fonctionner du matériel afin de gagner des récompenses en bloc. La preuve de travail est idéale pour l’amorçage d’une crypto-monnaie, mais une fois cette phase terminée, les détenteurs de cette monnaie précieuse se retrouvent à devoir échanger les fruits de leur travail – cette monnaie précieuse – contre une monnaie externe (souvent, le monnaie fiduciaire avec laquelle ils sont ostensiblement en concurrence) pour acheter des biens d’équipement et de l’énergie juste pour entretenir leur système.
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La preuve de participation est idéale pour permettre à ces personnes d’augmenter leurs marges bénéficiaires tout en leur permettant de garder le contrôle du réseau. Le problème est que cela diminue la sécurité du réseau car l’acteur malveillant n’a plus besoin de sacrifier son argent sur une grande quantité de matériel et de l’exécuter pour lancer une attaque. L’attaquant n’a besoin que d’acquérir 51% de la devise de base de la plate-forme et de la mettre en jeu pour prendre le contrôle du réseau.
Pour contrecarrer cette attaque, les systèmes PoS doivent mettre en œuvre des systèmes supplémentaires pour « réduire » les récompenses de bloc d’un validateur qui s’avère avoir produit des blocs irréversibles sur une chaîne « perdante » (« conditions de réduction »). L’idée étant que, si quelqu’un acquiert 49% de l’offre de jetons et utilise cette participation pour produire des blocs sur une fourchette perdante, il perdra ses jetons jalonnés sur la chaîne principale.
Il s’agit de systèmes compliqués conçus pour « récupérer » les récompenses bloquées sur les comptes d’utilisateurs, ce qui ajoute à la surcharge de calcul du réseau tout en soulevant des préoccupations éthiques légitimes (« Est-ce mon argent s’il peut être réduit ? »). Ils ne fonctionnent également que si l’attaquant ne parvient pas à acquérir 51% de la réserve de jetons. Ceci est particulièrement problématique dans un monde avec des échanges centralisés qui comportent un jalonnement de garde. Cela signifie qu’il est tout à fait possible pour un échange de se retrouver en contrôle de plus de 51% d’une offre de jetons donnée sans avoir encouru aucun risque, ce qui rend le coût d’une attaque de minimis. En fait, cela s’est déjà produit dans l’histoire récente sur l’une des blockchains les plus utilisées au monde, autrefois évaluée à près de 2 milliards de dollars : Steem.
Une excellente histoire de cet événement peut être trouvée ici. Les détails importants pour nos besoins, selon ce compte, sont que les fonds détenus par trois bourses ont été utilisés avec succès pour acquérir le contrôle de 51% d’une grande blockchain. En prenant le point de vue le plus charitable de tous les participants, il a simplement « coûté » très peu à toutes ces entités pour prendre le contrôle de la chaîne car elles avaient acquis des participations importantes à très faible coût. En fait, les échanges centralisés sont littéralement payé d’accumuler des enjeux importants car leur objectif est de fonctionner comme des dépositaires centralisés de jetons.
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La mise en œuvre de ces conditions de réduction n’est en aucun cas anodine, c’est pourquoi tant de projets de preuve de participation comme Solana ont, de leur propre aveu, été lancés avec des solutions centralisées en place et pourquoi tant d’autres projets (comme ETH 2.0) prennent si longtemps pour mettre en œuvre le PoS. La solution typique consiste à donner à une fondation une participation suffisamment importante pour qu’elle seule ait le pouvoir de déterminer qui est un acteur malveillant et de réduire leurs récompenses.
En résumé, la preuve de travail est bonne pour amorcer la décentralisation, mais elle est inefficace. La preuve de participation est utile pour réduire les coûts d’exploitation d’un réseau décentralisé par rapport à la preuve de travail, mais elle renforce davantage les mineurs, nécessite des conditions de réduction complexes et éthiquement douteuses et ne parvient pas à empêcher les « attaques d’échange ».
Ce dont je discuterai dans mon prochain article est la question hypothétique de savoir s’il existe une solution du « meilleur des deux mondes » qui offre la décentralisation et la sécurité de la preuve de travail avec l’efficacité de la preuve de participation. Alors restez à l’écoute!
Les points de vue, pensées et opinions exprimés ici n’engagent que l’auteur et ne reflètent ou ne représentent pas nécessairement les points de vue et opinions de Cointelegraph.
Andrew Levine est le PDG de Koinos Group, une équipe de vétérans de l’industrie qui accélère la décentralisation grâce à la technologie de blockchain accessible. Leur produit de base est Koinos, une blockchain gratuite et évolutive à l’infini avec prise en charge universelle des langues.