Définition de la Proof-of-Stake
Le concept de base
La Proof-of-Stake, ou Preuve de participation (ou d’enjeu) est une alternative au Proof-of-Work. C’est une méthode de consensus permettant de sécuriser une blockchain.
La Proof-of-Stake a donc été créée pour répondre aux problèmes principaux de la Proof of Work. Elle ne nécessite pas de mineurs ou de processus de minage, ici on parle de minters (forgeurs en français). Ethereum, la deuxième cryptomonnaie par capitalisation est en train de passer de la Proof-of-Work à la Proof-of-Stake.
La Proof-of-Stake (PoS), ou preuve de participation est un mécanisme de consensus en cryptomonnaie permettant le traitement des transactions et la création de nouveaux blocs dans une blockchain. La Proof-of-Stake privilégie l’utilisation d’ordinateurs des détenteurs de la cryptomonnaie en question.
Les spécificités de la Proof-of-Stake
Là où la Proof-of-Work, qu’on retrouve notamment sur la blockchain Bitcoin, utilise la puissance de calcul des nœuds du réseau, le Proof-of-Stake fait l’usage de l’actif de la blockchain en question.
Par conséquent à l’inverse de la PoW où n’importe qui, équipé d’un ordinateur assez puisant, peut se connecter et commencer à miner, avec la PoS il faut détenir de la cryptomonnaie de la blockchain (par exemple EOS). C’est pourquoi les blockchain utilisant ce mécanisme de consensus font toujours une levée de fonds afin d’effectuer une première répartition de l’actif natif.
Comment fonctionne la Proof-of-Stake ?
Le fonctionnement de la Proof-of-Stake est beaucoup plus facile à comprendre que celui de la Proof-of-Work. Concrètement, avec la preuve de participation, les utilisateurs mettent en dépôt une partie ou la totalité de leurs cryptomonnaies pour devenir des minters. L’algorithme sélectionne ensuite aléatoirement un minter pour lui permettre de créer le prochain bloc de la blockchain. Ce système permet donc de sélectionner de manière aléatoire les personnes chargées de « miner » le bloc plutôt que d’utiliser un mécanisme basé sur la concurrence comme la preuve de travail.
Pour devenir un validateur, le propriétaire d’une cryptomonnaie doit « miser » un certain nombre de jetons. Par exemple, Ethereum exige que 32 ETH soient mis en jeu avant qu’un utilisateur puisse devenir un validateur.
La Proof-of-Stake directe
Comme nous l’avons vu, le fonctionnement du protocole Proof-of-Stake est relativement simple : un minter est sélectionné de manière aléatoire parmi les utilisateurs possédant le plus de jetons. Pour sélectionner le minter, l’algorithme part de la tête de la blockchain (le dernier bloc créé). Si le minter créé le nouveau bloc dans l’intervalle de temps déterminé, il reçoit sa récompense. Si ce n’est pas le cas, l’algorithme sélectionne un nouveau minter pour effectuer cette tâche.
Les autres nœuds du réseau vérifient la validité du travail effectué par les minters. Si de la triche est détectée, le minter perd les jetons qu’il a mis en jeu (ils sont détruits ou transférés au dénonciateur) et son bloc est supprimé de la blockchain. C’est ce qu’on appelle le slashing.
La Proof-of-Stake délégataire
Pour certaines blockchains, comme EOS par exemple, le minter sélectionné peut, en fonction du montant de jetons dont il dispose, choisir un autre nœud du réseau pour forger un nouveau bloc. Ces blockchains possèdent généralement un nombre fixe de minters et on peut donc se poser la question de la réelle décentralisation du réseau. De plus, les minters les plus riches en jetons peuvent désigner les minters de leur choix et donc se choisir en permanence entre eux.
Avantages et inconvénients de la Proof-of-Stake
Les avantages de la preuve de participation
La preuve de participation présentent plusieurs avantages :
- Pas de nécessité de grosse consommation en énergie : à l’inverse de la preuve de travail, la preuve de participation ne nécessite pas d’importantes quantités d’électricité. Sur le long terme, c’est plus soutenable et scalable.
- Cryptomonnaies moins inflationnistes : il n’est pas nécessaire de créer de grande quantité de nouveaux tokens pour continuer à motiver les validateurs à l’inverse de la PoW où les mineurs doivent rentabiliser leur matériel et leur dépense en électricité.
- Peu de risque de centralisation : si avec la PoW, certaine fermes de minage énorme peuvent prendre l’avantage sur des petits mineurs indépendants, avec la PoS il est beaucoup plus difficile de réunir plus de la moitié des jetons par un acteur unique. La PoS présente donc une meilleure résistance aux attaques des 51%.
Les inconvénients de la preuve de participation
Les principaux inconvénients de la preuve de participation sont :
- Moins sécurisée que la preuve de travail
- Le « Nothing at Stake » : si la blockchain subit un fork et se divise en deux branches, l’attaque du « Nothing at Stake » devient possible. En cas de fork sur une blockchain PoS, un validateur a plus intérêt à continuer à travailler sur les deux chaînes plutôt que d’en choisir afin de multiplier son espérance de gains.
- La décentralisation : même si un protocole PoS est plus décentralisé qu’un réseau PoW, il faut tout de même rappeler que le fonctionnement de la preuve de participation privilégie les plus riches en leur octroyant le pouvoir sur la blockchain.
La différence entre Proof-of-Work et Proof-of-Stake
Le Proof-of-Stake (ou preuve de participation) a été créée en réponse aux problèmes et limites que rencontre la Proof-of-Work. C’est un protocole beaucoup plus récent et la différence fondamentale entre les deux protocoles est le processus de sélection du validateur (du mineur). Avec la Proof-of-Work, comme nous l’avons vu, le choix se fait par compétition avec le calcul d’un problème mathématique. Avec la Proof-of-Stake, il n’y a pas de compétition, les détenteurs de l’actif en question ont la possibilité de bloquer une partie de leur capital afin de participer directement à la validation des blocs.
La rémunération est également différente entre les deux protocoles. Avec la preuve de travail, les rémunérations se font par création de monnaie, alors qu’avec la preuve de participation les rémunérations proviennent des frais de transaction.
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