La preuve de travail (PoW) est un algorithme de consensus largement utilisé qui est conçu pour éviter les doubles dépenses, qui se produisent lorsqu'une personne dépense les mêmes fonds plus d'une fois. La preuve de travail (PoW) a façonné une grande partie du paysage actuel de blockchain, ayant été présenté au monde par Satoshi Nakamoto en 2008.
Cependant, ses graines ont été plantées bien avant; l'idée est apparue pour la première fois dans HashCash d'Adam Back, un des premiers outils anti-spam. Conçu spécifiquement pour protéger les boîtes de réception des destinataires contre les acteurs malveillants en obligeant les expéditeurs à passer du temps à calculer et à allouer des ressources avant d'envoyer un e-mail, il s'agissait d'une mesure préventive qui ne coûtait pratiquement rien aux utilisateurs légitimes que l'inflation, elle est venue rapidement avec les campagnes de publipostage de masse.
Cette technologie peut être considérée comme l'une des premières itérations du PoW tel que nous le connaissons aujourd'hui, un concept qui a révolutionné les systèmes distribués à l'échelle mondiale. Ce billet de blog explorera le fonctionnement du PoW, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.
Le protocole Proof of Work est une couche de sécurité essentielle pour maintenir l'intégrité d'un réseau. En faisant en sorte que l'ensemble du réseau s'accorde sur le travail demandé, puis en vérifiant son exactitude, les acteurs malveillants sont incapables de manipuler les données qu'il contient.
Le protocole introduit fonctionne en demandant une tâche au client, qui est ensuite vérifiée par le réseau. Généralement, ces emplois impliquent des processus informatiques intenses. Vérifier si ces opérations sont terminées et terminées avec succès empêche les clients malveillants de surutiliser les ressources disponibles au détriment des utilisateurs légitimes.
Un exemple simple est celui des testeurs de captcha, qui demandent souvent au visiteur de s'inscrire sur un site web pour résoudre ce défi avant de pouvoir accéder aux services proposés. Ainsi, PoW est devenu célèbre pour son déploiement efficace dans la maintenance des réseaux et de leurs ressources, même en cas d'attaques massives par des agents malveillants.
Comment fonctionne PoW
L'algorithme de preuve de travail est un élément central de la technologie blockchain, qui est utilisé pour décentraliser les processus de synchronisation des données au sein du réseau. Ce processus peut être décomposé en quatre étapes principales :
Première étape
L'établissement d'une connexion au réseau est une première étape cruciale pour les nœuds ou les clients qui souhaitent participer au processus. Cependant, il ne suffit pas de se connecter : ils doivent également accomplir une tâche à coût de calcul élevé pour recevoir une incitation financière.
Cette tâche est conçue pour empêcher les agents malveillants de participer au processus ; en le remplissant, les participants légitimes peuvent être identifiés et séparés de ceux qui ont des motifs suspects. Atteindre cet objectif à grande échelle nécessite une quantité appréciable de puissance de traitement, ce qui fait de ces tâches des tests critiques des capacités de tout nœud participant.
Deuxième étape
L'exploitation minière est un processus essentiel dans la résolution d'énigmes. Cela implique l'utilisation d'une grande quantité de ressources informatiques pour déchiffrer la question donnée, car les ordinateurs sont utilisés pour décomposer des algorithmes complexes et ordonner les données pour découvrir le résultat souhaité.
Le processus est parfois fastidieux, mais il garantit que les solutions sont fiables et valides. Connaître la bonne solution nécessite la maîtrise des compétences informatiques nécessaires pour résoudre systématiquement les problèmes, faisant de l'exploitation minière réussie un exploit avec de nombreuses applications pratiques.
Troisième étape
Les tâches informatiques qui nécessitent une vérification par le réseau sont suivies dans une base de données distribuée. Grâce à ce système de freins et contrepoids, l'accès à certaines ressources n'est accordé que lorsque la tâche fournie répond à des exigences prédéfinies.
Il prévient également toute fraude -telle qu'une double dépense- en empêchant qu'une tâche déjà assignée et vérifiée par le réseau soit répétée ou soumise plus d'une fois. Ce mécanisme de protection assure un fonctionnement optimal du réseau tout en le protégeant contre la fraude et autres activités malveillantes.
Quatrième étape
Après confirmation que la tâche demandée a été accomplie, le client peut accéder aux ressources du réseau et bénéficier du travail de calcul effectué. Cela vous garantit un flux constant de profits, préservant une efficacité continue tout en permettant une flexibilité dans la gestion de vos ressources. En répondant à leurs demandes et en adoptant une approche responsable des tâches assignées, le client s'attend à un succès continu.
Ces quatre étapes sont essentielles pour permettre à la preuve de travail de fonctionner correctement. La simplicité de ce système le rend adapté à l'intégration avec une large gamme de logiciels, offrant une utilité inégalée. Ceci est particulièrement apprécié dans la technologie blockchain, qui tire parti de la faible complexité et de la haute sécurité du système pour garantir que des millions d'utilisateurs peuvent participer au réseau en toute sécurité en même temps.
Grâce à une combinaison de fiabilité et d'évolutivité, le modèle Proof of Work fournit une plate-forme essentielle sur laquelle une confiance significative peut être établie.
La double dépense, un risque pour l'économie numérique
La double dépense est un problème sérieux dont il faut être conscient lorsqu'il s'agit de monnaie numérique, car elle présente un défi unique pour les personnes responsables de la protection et de la sauvegarde de la valeur. Contrairement à l'argent physique, l'argent numérique n'a pas de rareté inhérente qui empêche les gens de copier et de dépenser les mêmes unités à différents endroits. Si cela devait se produire, cela entraînerait une énorme perturbation de l'économie numérique, conduisant vraisemblablement à son effondrement rapide.
Depuis l'apparition de la monnaie numérique, de nombreux protocoles ont été développés pour lutter contre les doubles dépenses, comme la technologie blockchain utilisé par Bitcoin et d'autres crypto-monnaies. En vérifiant les transactions et en générant un système d'enregistrement public partagé appelé "blockchain", les monnaies numériques restent à l'abri des tentatives de double dépense.
Fonctionnalités du PoW
C'est un protocole très sécurisé.
La preuve de travail est un protocole hautement sécurisé, reflétant son évolutivité et sa résilience. Avec des milliers de mineurs qui maintiennent le réseau, il garantit des niveaux de sécurité extraordinaires qui peuvent prendre en charge la formation de réseaux distribués massifs. Plus le nombre de mineurs participant au réseau est élevé, plus sa sécurité est renforcée, ce qui le rend idéal pour les applications ambitieuses qui nécessitent un effet de levier et une endurance considérables.
Il est simple et très facile à mettre en œuvre de manière algorithmique.
La mise en œuvre de l'algorithme Proof-of-Work (PoW) est simple et directe. Cette fonctionnalité de PoW offre un avantage en permettant une maintenance facile de tout logiciel qui l'utilise. De plus, les audits sont beaucoup plus faciles lorsque l'algorithme est facilement implémenté, ce qui augmente la sécurité sur les réseaux qui l'utilisent. Ainsi, la simplicité et la facilité de mise en œuvre de PoW contribuent de manière significative à la fois à la maintenance et à l'intégrité d'un système.
Facilement adaptable aux besoins matériels.
L'adaptabilité du protocole aux besoins matériels et à la technologie est un énorme avantage, car elle garantit que votre difficulté de minage reste pertinente, quel que soit le type de matériel utilisé : ASIC, GPU, FPGA ou CPU. Il bénéficie de la capacité d'ajuster la difficulté de manière rentable, permettant ainsi aux mineurs de garder une longueur d'avance sur l'évolution du matériel. À son tour, cela empêche les mineurs de crypto-monnaie plus puissants d'obtenir un avantage injuste sur les moins puissants et de centraliser l'ensemble de la structure de minage.
Excellente résistance aux attaques par déni de service.
Les protocoles PoW offrent une excellente résistance aux attaques par déni de service (DoS), ce qui les rend extrêmement précieux pour les schémas de protocole actuels. Ces protocoles ont été créés pour empêcher des attaques DoS spécifiques, et ils font plus que remplir leur objectif. La couche de sécurité robuste contre ce type de comportement malveillant garantit que la cybercriminalité est moins susceptible de se produire. En général, les protocoles PoW ont apporté des améliorations substantielles aux schémas de protocole actuels et ont été efficaces pour arrêter tous les types d'attaques DoS.
Le système consomme une grande quantité d'énergie électrique.
La quantité d'énergie électrique consommée par le système est considérable et continue de croître à un rythme inquiétant. Cela est dû au processus PoW, qui nécessite un effort de calcul intensif qui utilise une puissance stupéfiante de 24 térawatts par an. Comme plus d'énergie est nécessaire pour mener à bien cette tâche, on peut s'attendre à ce que sa consommation de courant augmente encore à moins que des méthodes plus économes en énergie ne soient introduites. Il est clair que des mesures doivent être prises rapidement pour freiner cette tendance, car une croissance incontrôlée pourrait entraîner des problèmes à l'avenir.
Pourquoi la preuve de travail est si importante
La Création de Bitcoin en 2008 par Satoshi Nakamoto a marqué une avancée importante dans l'utilisation des monnaies numériques décentralisées. Le livre blanc de Nakamoto a proposé une solution à l'un des principaux problèmes affectant les crypto-monnaies : le problème de la double dépense.
Le problème de la double dépense fait référence au risque que les unités de crypto-monnaie soient dépensées deux fois ; pour y remédier, des protocoles de preuve de travail Bitcoin ils ont permis des transactions peer-to-peer sécurisées et résolu le problème des doubles dépenses en vérifiant chaque transaction avant qu'elle ne fasse partie de leur grand livre public, empêchant les utilisateurs d'appliquer deux fois les paiements reçus. De cette manière, Nakamoto a introduit un moyen sûr et fiable d'effectuer des paiements numériques sans impliquer de tiers et d'éviter ainsi une chute de l'économie numérique.
Preuve de travail vs preuve d'enjeu
La preuve de participation a gagné en popularité en 2012 avec le lancement de Peercoin, qui utilise ce mécanisme de consensus pour déterminer la validité des transactions. C'est une solution plus efficace que la preuve de travail car elle ne nécessite pas de grandes quantités de puissance de calcul et est hautement évolutive. De plus, les transactions traitées par des mécanismes de preuve de participation ont tendance à être plus rapides et moins chères, consommant peu d'énergie.
Cela rend les crypto-monnaies qui implémentent le PoS plus durables, car elles peuvent réduire leur empreinte environnementale. De la même manière, contrairement à la preuve de travail, dans laquelle il est nécessaire d'obtenir du matériel spécialisé avant de pouvoir commencer à miner, pour parier des crypto-monnaies, vous n'avez besoin que de votre propre pièce ou jeton. Ainsi, les utilisateurs ont un moyen plus simple de s'impliquer dans le monde des crypto-monnaies.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la Proof of Stake, n'hésitez pas à lire notre blog à ce sujet.
Conclusions
La preuve de travail s'est avérée être une solution fiable au problème des doubles dépenses, offrant sécurité et confiance dans les transactions entre pairs. Bien qu'il s'agisse d'une méthode efficace, sa forte consommation d'énergie est préoccupante. Quel que soit l'algorithme de consensus que vous choisissez d'utiliser dans votre projet ou votre modèle commercial, rappelez-vous que la recherche est essentielle lors de la prise de décisions en matière de crypto-monnaie. Tu peux Nous contacter pour des conseils sur le sujet.
