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Comment fonctionne le minage du bitcoin ?

Machine de Minage de bitcoin

Quand vous entendez parler de « minage » bitcoin, vous imaginez sans doute que de la monnaie est extraite du sol. Mais le bitcoin n’est pas quelque chose de physique, alors pourquoi on appelle ça du minage ?

Des ordinateurs appartenant au réseau bitcoin vérifient et valident les transactions effectuées sur la blockchain, c’est ce que l’on appelle le minage. Ces milliers d’ordinateurs sont garants du bon fonctionnement du réseaux et sont rémunérés sur les frais de transaction. L’autre particularité des ces ordinateurs, est qu’ils peuvent également créer des nouveaux bitcoins en résolvant des équations mathématiques en effectuant des calculs hyper complexes. Ainsi, quand une équation est résolue, un bitcoin est créé puis réparti au hasard entre les différents ordinateurs.

Tous le monde peut miner du bitcoin pour cela il suffit d’installer un logiciel. Bien entendu plus votre ordinateur est puissant plus il générera de bitcoin. Attention tout de même car cela est très gourmand en électricité et souvent le gain générer et inférieur en dépense énergétique.

Parce que c’est semblable au minage de l’or en ce sens que les bitcoins existent dans la conception du protocole (tout comme l’or existe sous terre), mais ils n’ont pas encore été mis en lumière (tout comme de l’or qui n’aurait pas encore été extrait). Le protocole bitcoin stipule que 21 millions de bitcoins seront en circulation à un moment donné. Et le travail des « mineurs » consiste à les faire émerger par petites quantités.

Ils seront récompensés en contrepartie de la création de blocs de transactions validées et de leur intégration à la blockchain.

Les nœuds

Revenons un peu en arrière et parlons des « noeuds ». Un nœud est un ordinateur puissant qui exécute le logiciel bitcoin et aide à maintenir son fonctionnement en participant au relais de l’information. N’importe qui peut faire tourner un nœud, il suffit de télécharger le logiciel bitcoin (gratuit) et de le laisser ouvert (l’inconvénient est qu’il consomme de l’énergie mais aussi de la mémoire, le réseau nécessite environ 145 Go au moment de vous écrire ces lignes). Les nœuds répartissent les transactions bitcoin sur le réseau. Un nœud enverra de l’information à quelques autres nœuds qu’il connaît, qui transmettront à leur tour l’information aux nœuds qu’ils connaissent, et ainsi de suite. De cette façon, l’information finit par circuler assez rapidement dans tout le réseau.

Certains nœuds sont des nœuds de minage (généralement appelés « mineurs »). Ces derniers regroupent les transactions ouvertes en blocs et les ajoutent à la blockchain. Comment font-ils cela ? En résolvant un calcul mathématique complexe qui fait partie du programme bitcoin, puis en incluant la réponse dans le bloc. Le calcul à résoudre consiste à trouver un nombre qui, lorsqu’il est combiné avec les données du bloc et qu’il passe par une fonction de hachage, produit un résultat qui se situe dans une limite prédéfinie. C’est beaucoup plus dur que ça en a l’air.

(Pour les amateurs de quiz, ce nombre est appelé un « nonce », qui est une juxtaposition du  » nombre utilisé une fois « . Dans le cas de bitcoin, le nonce est un entier compris entre 0 et 4,294,967,296).

Trouver la solution du calcul

Comment trouve-t-on ce numéro ? En essayant de deviner au hasard. La fonction de hachage rend impossible de prédire quelle sera la valeur de sortie. Ainsi, les mineurs devineront le nombre mystère et appliqueront la fonction de hachage à la combinaison de ce nombre deviné et des données dans le bloc. Le hachage résultant doit commencer par un nombre préétabli de zéros. Il n’y a aucun moyen de savoir quel nombre fonctionnera, car deux nombres entiers consécutifs donneront des résultats très différents. De plus, il peut y avoir plusieurs nonces qui produisent le résultat désiré, ou il peut n’y en avoir aucun (auquel cas les mineurs continuent d’essayer, mais avec une configuration de bloc différente).

Le premier mineur à obtenir un résultat de hachage dans la plage désirée annonce sa victoire au reste du réseau. Tous les autres mineurs arrêtent immédiatement de travailler sur ce bloc et commencent à essayer de trouver le numéro mystérieux pour le suivant. En récompense de son travail, le mineur victorieux reçoit quelques nouveaux bitcoin.

L’économie

Au moment d’écrire ces lignes, cette récompense correspond à 12,5 bitcoins, ce qui, au moment d’écrire ces lignes, représente près de 200 000 $.

Bien que ce ne soit pas aussi facile que ça en a l’air. Il existe de nombreux nœuds de minage qui se disputent cette récompense, et c’est donc une question de chance et de puissance de calcul (plus vous essayerez de faire des calculs, plus vous aurez de la chance).

De plus, les coûts d’un nœud de minage sont considérables, non seulement en raison de la puissance du matériel nécessaire (si vous avez un processeur plus rapide que vos concurrents, vous avez plus de chances de trouver le bon numéro avant eux), mais aussi en raison des grandes quantités d’électricité que consomme le fonctionnement de ces processeurs.

Par ailleurs, le nombre de bitcoins attribués en récompense pour la résolution de ces calculs diminue. Il est actuellement de 12,5 mais il est réduit de moitié tous les quatre ans environ (le prochain devrait avoir lieu en 2020-21). La valeur du bitcoin par rapport au coût de l’électricité et du matériel pourrait augmenter au cours des prochaines années, afin de compenser partiellement cette tendance à la baisse, mais ce n’est pas certain.

La difficulté

La difficulté du calcul (le nombre requis de zéros au début de la chaîne de hachage) est fréquemment ajustée, de sorte qu’il faut en moyenne environ 10 minutes pour traiter un bloc.

Pourquoi 10 minutes ? C’est le temps que les développeurs du bitcoin estiment nécessaire pour un flux régulier et décroissant de nouveaux coins jusqu’à ce que le nombre maximum de 21 millions soit atteint (attendu dans le courant de 2140).

Si vous êtes arrivé jusqu’ici, alors bravo ! Il y a encore tant de choses à expliquer sur le système, mais au moins maintenant vous avez une idée des principales caractéristiques de la programmation et de la conception. Pour la première fois, nous disposons d’un système qui permet des transferts numériques pratiques, décentralisés, fiables et infalsifiables. Et les répercussions pourraient être énormes.

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