Minage de cryptomonnaie

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

Dans sa forme la plus abstraite, le fait de miner une cryptomonnaie consiste à fournir un service au réseau de ladite monnaie en échange d'une récompense pécuniaire. Dans le cas le plus simple, le service rendu consiste à vérifier la validité d'un ensemble de transactions. Chaque fois qu'un ensemble de transactions est validé, il constitue un bloc. Si ce bloc remplit certains critères spécifiques à la chaîne de blocs de la cryptomonnaie, il est alors ajouté au sommet de la chaîne et le "mineur" qui a constitué ce bloc est récompensé pour son travail.

Réseau et nœuds d'une chaîne de blocs[modifier | modifier le code]

Toutes les cryptomonnaies reposent sur un réseau de pair à pair. Ce réseau est constitué de serveurs qui opèrent un logiciel dédié. Ces serveurs sont les nœuds du réseau et le logiciel qui permet la communication entre les nœuds est appelé « client ». Chaque serveur peut faire tourner sa propre implémentation du client mais pour pouvoir faire partie du réseau ce client se doit d'être interopérable avec d'autres implémentations opérant sur le réseau. En pratique, la majorité nœuds opèrent le même client qui est une implémentation de référence développée par les créateurs de la cryptomonnaie. Dans le cas de Bitcoin cette implémentation est bitcoin core.

Un nœud du réseau travaille de manière égoïste et il peut décider s'il le souhaite de fournir plusieurs services:

  1. Propagation de l'information: Lorsqu'un utilisateur de la cryptomonnaie décide de réaliser une transaction, il encode puis émet (à l'aide de son logiciel de portefeuille) sa transaction sur le réseau. Pour cela il contact une liste de nœuds et leur transmet l'encodage de sa transaction. Chaque nœud peut ensuite, s'il le souhaite, émettre cet encodage vers d'autres nœuds permettant ainsi une propagation de l'information vers tous les acteurs du réseau. De même lorsqu'un nœud reçoit un nouveau bloc à ajouter à la chaîne, il peut l’émettre vers d'autres nœuds pour propager l'information.
  2. Décentralisation de l'information: Chaque nœud enregistre l'ensemble de la chaîne de blocs. Cela signifie qu'à chaque instant l'historique complet des transactions de la cryptomonnaie est enregistré dans des serveurs différents, situés dans des juridictions différentes et exploités par des acteurs différents.
  3. Partage de l'information : s'il le souhaite un nœud peut mettre à disposition du public le téléchargement de sa version de la chaîne. Ainsi un nouvel arrivant sur le réseau peut se mettre à jour avec l'historique des transactions.
  4. Vérification: lorsqu'un nœud reçoit une transaction, il peut vérifier que l'émetteur de la transaction possède bien les fonds qu'il prétend dépenser. De même, lorsqu'un nœud reçoit un nouveau bloc il peut vérifier que ce dernier est valide.
  5. Recherche et ajout de blocs: le service plus intensif en termes de consommation électrique est la recherche de nouveau blocs. Pour cela un nœud assemble un groupe de transactions, les vérifie puis essaye de trouver un bloc contenant ces transactions tel que les paramètres de la chaîne de blocs soient respectés. Si c'est le cas, le nœud émet ce nouveau bloc vers l'ensemble du réseau pour que tous les autres nœuds le reconnaissent comme valide et l'ajoutent à leur version de la chaîne.

Faire fonctionner un nœud du réseau 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 a plusieurs coûts:

  1. Électricité: un serveur consomme de l'énergie.
  2. Bande passante: fournir une partie des service ci-dessus requiert une connexion internet stable et rapide.
  3. Investissement: un nœud est avant tout un serveur et l'achat d'un serveur à un coût initial. De plus, l'enregistrement de la chaîne des blocs (en croissance continue) requiert un disque dur dédié.

Pour inciter le plus grand nombre possible de nœuds, les cryptomonnaies sont codées de telles manières que les services ci-dessus sont récompensés financièrement. C'est le minage. Les nœuds qui fonctionnent dans le seul but de récupérer la récompense financière sont appelés mineurs. Ceci dit, certains nœuds sont financés par des donations ou par pure dévouement à une cryptomonnaie, généralement ces nœuds ne minent pas.

Mineurs[modifier | modifier le code]

Оборудование HashCoins.jpg

Un mineur est un acteur d'une cryptomonnaie qui opère un ou plusieurs nœuds dans le but de recevoir une compensation financière. Les mineurs concentrent leurs serveurs sur la recherche de nouveaux blocs.

Récompense et « Coinbase »[modifier | modifier le code]

Lorsqu'un mineur trouve un nouveau bloc, il reçoit une récompense. Selon la cryptomonnaie la récompense par bloc est calculée différemment et peux prendre différentes formes:

  1. Si la cryptomonnaie est « minable » le mineur reçoit une transaction dite « Coinbase ». Cette transaction est une création monétaire à destination du mineur. Si la cryptomonnaie n'est pas « minable », il n'y a pas de création monétaire et le mineur ne reçoit pas cette récompense. C'est cette création de monnaie qui explique l'utilisation du terme "minage", par analogie avec l'exploitation des mines d'or.
  2. L'ensemble des transactions sélectionnées par le mineur pour faire partie du nouveau bloc peuvent éventuellement contenir des frais de transactions. Ces frais reviennent au mineur.

Certaines cryptomonnaies divisent l'ensemble de ces récompenses entre le mineur qui a trouvé le nouveau bloc et d'autres acteurs du réseau. C'est le cas de DASH.

Une transaction qui a été ajoutée à un bloc de cette façon est dite "minée" ou encore "confirmée 1 fois". Le nombre de confirmations nécessaire pour qu'une transaction soit considérée définitive dépend des caractères de la chaîne de blocs. Dans le cas Bitcoin, le nombre de 5 confirmations est communément admis. La difficulté est réajustée tous les 2016 blocs pour tenir compte de la puissance de calcul réelle du réseau et permettre en moyenne d'ajouter un bloc toutes les 10 minutes, ce qui revient à dire que la durée probable de calcul d'une empreinte valide est de 10 minutes pour l’ordinateur ou le groupe d'ordinateurs le plus puissant du réseau.

Difficulté[modifier | modifier le code]

La difficulté est généralement une unité sans dimensions. Elle représente une contrainte abstraite et arbitraire propre à chaque chaîne de blocs. Un bloc miné n'est valide que s'il satisfait la contrainte de difficulté.

Chaque cryptomonnaie possède un mécanisme différent d'ajustement de la difficulté. Ce mécanisme permet le maintiens d'une production constante de blocs: si les blocs sont produits trop rapidement par rapport à une valeur précise, la difficulté augmente; si les blocs ne sont pas produits suffisamment rapidement, la difficulté diminue. Dans le cas de Bitcoin, par exemple, la difficulté est ajustée tous les 2016 blocs de manières à ce que la moyenne de temps entre les blocs soient de 10 minutes.

Consommation électrique[modifier | modifier le code]

Le minage est une activité décriée en raison de l'importance de sa consommation électrique estimée en 2017 entre 29,05 TWh et 30,14 TWh par an[1] (un terawatt-heure = un million de megawatt-heure)[2].

Cette consommation d'électricité est supérieure à la consommation individuelle de 19 pays de l'Union européenne. Le minage consomme notamment plus d'électricité que l'île d'Irlande (République d'Irlande et Irlande du Nord).

Avec une puissance électrique de 3,4 GW, les mineurs de Bitcoin consomment cinq fois plus d'énergie que celle produite par la plus grosse ferme éolienne d'Europe, la London Array dans l'estuaire de la Tamise, qui a une capacité installée de 630 MW[1].

À titre de comparaison un centre Visa ne consomme que 2 % de la consommation de Bitcoin pour gérer 20 000 000 transactions par jour, alors que Bitcoin n'en gère que 350 000.

L'agence Reuters a estimé qu'en 2015 le réseau Bitcoin consommait 43 000 fois plus d'électricité que les 500 ordinateurs les plus puissants de la planète. En 2020, le réseau consommerait près de 14 000 mégawatts, ce qui représente la moitié de la consommation électrique de la Nouvelle Angleterre ou la totalité de la consommation du Danemark. Fin 2016, en se fondant sur le matériel de minage standard, et non pas le plus récent — soit un AntMiner S7 d’une consommation de 1 210 W pour une puissance de 4,86 Thash/s  — on pouvait estimer la consommation électrique du réseau bitcoin à 3,7 milliards de kWh par an, soit la moitié de la production d’un réacteur nucléaire[3]. Les estimations de la consommation électrique annuelle du minage de bitcoin sont en fait difficiles à estimer ; pour l'année 2017, celle-ci est ainsi évaluée entre 18 TWh et 36 TWh (correspondant respectivement à la consommation annuelle de la Tunisie et celle du Danemark sur la même période)[4].

L'optimisation des matériels et le progrès technologique permettraient de ne consommer que 417 MW d'ici 2020, ce qui nécessiterait malgré tout près de 5 500 kWh pour produire un bitcoin, soit la moitié de la consommation annuelle en électricité d'un ménage américain[5].

La consommation d'énergie de Bitcoin est liée à ses opérations complexes de vérification rendues nécessaires pour protéger le système de la fraude en l'absence d'autorité centrale, qui nécessitent de grandes puissances de calcul fournies par des fermes spécialisés[6].

Le phénomène est aggravé par la politique de minage mise en œuvre: les ordinateurs sélectionnés sont tirés au sort toutes les dix minutes, la récompense de 12,5 bitcoins (ou 122 500 dollars des États-Unis) augmente avec l'inflation du bitcoin, augmentant par là même le nombre d’acteurs présents sur le secteur du minage, et donc la consommation d'énergie. De la même manière, une baisse du cours du bitcoin peut conduire à une baisse du nombre de participants, et donc à une baisse de la consommation électrique par transaction[6].

Ainsi, pour le chercheur Nicolas Houy, du Groupe d’analyse et de théorie économique de Lyon/Saint-Étienne, “une grande quantité de monnaie pourrait très bien être gérée par une petite quantité de mineurs”[6].

Selon Fabrice Flipo et Michel Berne, de l’Institut Mines-Télécom, la généralisation des crypto-monnaies pourrait conduire à une consommation d’énergie supérieure à huit fois la consommation électrique de la France, soit deux fois celle des États-Unis[6], car leur sécurité et la confiance qu'on a en eux repose sur un problème mathématique dont la réponse est difficile à trouver et dont la résolution est par essence coûteuse[7].

En avril 2018, le journaliste spécialisé Cyril Fiévet critique la plupart des chiffrages qui reposeraient trop souvent sur une seule étude contestée produite par Digiconomist. Le journaliste conclut qu’il n’existe que des estimations très imprécises[8].

Regroupements des mineurs[modifier | modifier le code]

La difficulté du minage a conduit les mineurs à se regrouper dans des coopératives (mining pools)[9] pour combiner leurs ressources de calcul et construire plus rapidement de nouveaux blocs. La rémunération correspondant à la constitution de chaque bloc est ensuite divisée proportionnellement entre les membres, après prélèvement de frais, ce qui permet de lisser leurs revenus et les rend moins aléatoires[10],[11]. En 2016, une dizaine de ces coopératives fournissent 95 % des blocs. Ils se trouvent en grande partie en Chine [12] (qui représente la plupart de l'énergie de hachage sur le réseau bitcoin), mais aussi en République tchèque[13] ou Géorgie.

La rémunération des activités de minage a conduit au développement de technologies toujours plus spécialisées. Les matériels les plus efficaces utilisent des circuits intégrés qui surpassent les processeurs à usage général tout en utilisant moins d'énergie[14]. À partir de 2015, un mineur n'utilisant pas de matériel spécialement conçu pour le minage avait une faible probabilité de couvrir ses frais d'électricité et de matériel, même en rejoignant une coopérative de minage[15].

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b https://www.theguardian.com/technology/2017/nov/27/bitcoin-mining-consumes-electricity-ireland
  2. https://www.cbsnews.com/news/bitcoin-mining-energy-consumption/
  3. « Consommation électrique du réseau Bitcoin », sur bitcoin.fr, (consulté le 19 octobre 2016).
  4. Jean-Paul Delahaye, « La folie électrique du bitcoin », Pour la science, no 484,‎ , p. 80-84.
  5. (en-US) « As Mining Expands, Will Electricity Consumption Constrain Bitcoin? - CCN: Financial Bitcoin & Cryptocurrency News », sur CCN: Financial Bitcoin & Cryptocurrency News, (consulté le 3 août 2016).
  6. a, b, c et d https://www.capital.fr/entreprises-marches/le-bitcoin-consomme-plus-delectricite-que-lirlande-et-158-autres-pays-1257985
  7. https://www.ecb.europa.eu/pub/pdf/scpops/ecbop172.en.pdf
  8. « En finir avec la litanie “Bitcoin anti-écologique” – Comprendre Bitcoin et les crypto-monnaies », sur comprendrebitcoin.com (consulté le 4 avril 2018).
  9. (en) « Bitcoins lose viability – Arbiter Online » (consulté le 3 août 2016).
  10. (en) « Exploring Miner Evolution in Bitcoin Network », sur http://wan.poly.edu/, (consulté le 3 août 2016).
  11. « Bitcoin faces biggest threat yet: a miner takeover » (consulté le 3 août 2016).
  12. (en-US) Chao Deng, « China Quietly Orders Closing of Bitcoin Mining Operations », Wall Street Journal,‎ (ISSN 0099-9660, lire en ligne).
  13. « Těžba kryptoměn - návod a tipy jak na to - E15.cz », E15.cz,‎ (lire en ligne).
  14. Ee et Vodafone, « MANIC MINERS: Ten Bitcoin generating machines » (consulté le 3 août 2016).
  15. JASON BAYS Staff Reporter, « Bitcoin offers speedy currency, poses high risks » (consulté le 3 août 2016).