Efficacité (énergétique) dans le consensus Blockchain

Auteur: Roger Morrison
Date De Création: 28 Septembre 2021
Date De Mise À Jour: 21 Juin 2024
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Efficacité (énergétique) dans le consensus Blockchain - La Technologie
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L'extraction de la crypto-monnaie et le hachage des algorithmes consomment énormément d'énergie, et l'adoption à grande échelle de la crypto-monnaie pourrait avoir des conséquences à grande échelle sur l'environnement.

Après la publication du livre blanc sur Bitcoin en 2008, la perspective d’une monnaie numérique viable a soudainement semblé réaliste, voire inévitable, à un nombre croissant de personnes. L’économie mondiale était en péril et les banques centrales étaient le sujet d’une grande colère populiste. Ces facteurs ont contribué à attiser l'intérêt pour le bitcoin en tant que devise comparativement décentralisée, ainsi que pour sa technologie peer-to-peer sous-jacente (désormais connue sous le nom de «blockchain»). Mais le mécanisme de preuve de travail qui valide les transactions sur le grand livre bitcoin s'accompagne de coûts de consommation d'énergie qui augmentent de façon exponentielle à mesure que le réseau se développe. Les mécanismes de consensus blockchain plus récents traitent de cette question, parmi les plus importantes étant la preuve d’enjeu (PoS).


En règle générale, l’intérêt d’un mécanisme de consensus blockchain est de fournir une validation et une tolérance aux pannes sans confiance à un réseau peer-to-peer. C’est en grande partie la manière dont le bitcoin a réussi à gagner un élan aussi important qu’une monnaie. En résolvant des problèmes tels que le dilemme des généraux byzantins et le problème de la double dépense, le registre des bitcoins peut fonctionner efficacement en tant que réseau sans point d'autorité central ou en panne. (Vous voulez apprendre les bases du bitcoin? Découvrez comment le protocole Bitcoin fonctionne réellement.)

Preuve de travail

Le consensus de PoW a en fait précédé au moins une décennie avant le bitcoin, mais il n'a jamais été largement utilisé qu'après la publication du livre blanc de Satoshi Nakamotos. Le terme "preuve de travail" a été inventé dans un document publié en 1999 par Markus Jakobsson et Ari Juels, et le concept existait déjà sous une forme limitée dès 1993. Dans le contexte de bitcoin (et de plusieurs autres crypto-monnaies), PoW est non seulement un moyen de sécuriser et de valider un réseau peer-to-peer, mais également une méthode permettant de gagner de la monnaie (ou de la "mienne"). Chaque mineur de la blockchain bitcoin apporte de la puissance de calcul pour résoudre les équations qui valident le livre, et est à son tour récompensé par une crypto-monnaie si elle est complétée avec succès.


PoW a été très efficace pour sécuriser les blockchains et prouver, dans une certaine mesure, la viabilité de la monnaie numérique. Mais c'est également un gaspillage manifeste en tant qu'algorithme informatique. Une grande partie de la puissance de traitement consacrée au consensus de PoW est gaspillée, car bon nombre des hachages générés ne répondent pas aux critères requis pour une extraction / validation réussie. Et chaque fois qu'un hachage est réussi et qu'un "bloc" est ajouté, la chaîne de blocs PoW devient plus difficile (et inefficace) à valider. L'année 2017 en particulier a été marquée par une augmentation significative de l'activité du réseau de bitcoins et, en juin de l'année suivante, les estimations indiquaient un taux de consommation d'énergie annuel combiné d'environ 70 térawattheures pour Bitcoin et Bitcoin Cash.

Preuve de mise

La preuve de participation existe en tant que concept depuis au moins 2011 et a été progressivement adoptée par des crypto-monnaies comme Peercoin et Blackcoin au cours des quelques années précédentes. On peut soutenir que l'adoption du PoS la plus notable a eu lieu en 2017 avec la fourche dure Casper de la blockchain Ethereum. Au lieu de mineurs, le protocole de PDS désigne des nœuds possédant un certain seuil de richesse sur la blockchain (généralement au sein de son portefeuille principal) en tant que validateurs de transaction. Leur "enjeu" fait référence au montant dont ils disposent et qui est bloqué pour validation, ainsi que des horodatages de diffusion indiquant l'âge des transactions. Bien que le modèle de validation du point de vente ne soit pas dépourvu de problèmes, il nécessite nettement moins d’énergie (au moins à long terme) que le poste de travail.

Il existe également un certain nombre de variantes notables du protocole de point de vente, ainsi que des modèles similaires qui n’utilisent pas nécessairement l’enjeu comme une forme de validation. Par exemple, la preuve de participation déléguée (DPoS) et la tolérance de faute byzantine déléguée (DBFT) conduisent toutes deux des élections communautaires pour accorder un pouvoir de validation aux noeuds parties prenantes. Les modèles de preuve d'importance (PoI) (tels que ceux de la blockchain NEM ou de la controversée cryptomonnaie Petromoneda) récompensent les nœuds pour leurs contributions positives (telles que les protocoles de paiement spéciaux) à leurs réseaux respectifs.

Tandis que PoW et PoS partagent le même objectif d'intégrité du réseau par le biais d'une forme de validation collective, leurs méthodes consensuelles diffèrent considérablement par leur philosophie et leur fonctionnalité, ce qui tend à avoir des effets divergents sur la communauté de la blockchain dans son ensemble. La principale différence entre les deux protocoles réside dans le fait que PoW consacre temporairement de la puissance de calcul à la sécurisation de son réseau, tandis que PoS consacre temporairement la richesse existante (ou l'enjeu) à la validation.

Pied de carbone

L’impact sur l’environnement est une préoccupation croissante qui met en lumière les dangers potentiels importants liés à l’adoption du PdT. Alors que de récentes études faisant autorité annoncent de manière prépondérante une augmentation anormale de la température de la surface de la Terre et des océans, une élévation du niveau de la mer et toutes sortes d'autres changements alarmants dans les données climatiques, l'adoption généralisée d'une crypto-monnaie basée sur le PdW (comme le bitcoin) provoquerait probablement de profonds problèmes sociaux et sociaux. ramifications politiques du seul fait de son inefficacité énergétique (sans parler de plusieurs autres facteurs, tels que la réglementation financière et le commerce mondial).

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Néanmoins, le potentiel de la blockchain dans de nombreux secteurs (y compris la fintech et au-delà) est trop profond pour être ignoré. Certains aspects de la technologie offrent à la fois transparence et anonymat aux systèmes allant des banques aux médias en passant par les communications. La nature intrinsèquement immuable d'une blockchain peut la rendre aussi responsable vis-à-vis du public que tolérante aux pannes. De plus, les applications décentralisées (DApps) illustrent la perspective de la technologie de la blockchain en tant que plate-forme pour le développement, la distribution et l'intégration de logiciels hautement démocratisés. (La crypto-monnaie est également un foyer pour les pirates. Pour en savoir plus, augmentez le nombre d'activités de piratage en même temps que la tarification en crypto-monnaie.)

Décentralisation

Le concept de réseau décentralisé ou de grand livre a séduit la technologie de la blockchain aux personnes et aux institutions du monde entier. Toutefois, la question de savoir si PoW ou PoS peut rester à long terme purement décentralisé est sujette à discussion. Avec l'évolution progressive des validateurs Bitcoin de CPU en GPU, et maintenant aux mineurs ASIC spécialisés (sans parler des régions minières très localisées), le matériel PoW et l'exploitation minière par extension sont devenus très centralisés. Et les points de vente (qui ne sont pas contrôlés par des normes ou des restrictions imposées par la communauté) ont tendance à concentrer la richesse, et donc à centraliser le pouvoir, de par sa nature même. Ces problèmes combinés mettent en évidence l’intérêt possible d’un système hybride PoW / PoS, ainsi que celui de nouveaux modèles tels que DPoS et PoI.

D'autres innovations (telles que le Bitcoin Lightning Network) travaillent à la recherche de solutions susceptibles de réduire une partie de la consommation d'énergie des chaînes de blocs PoW existantes. Toutefois, si les réseaux de PoW continuent à se développer, il semble peu probable qu'ils maintiennent une norme d'efficacité énergétique à long terme comparable aux nouveaux modèles consensuels (PoS, PoI, etc.). Et il reste à voir comment les gouvernements et les organismes de réglementation s’attaquent au problème croissant de la technologie de la blockchain.