Bitcoin Mining, expliqué – Bitcoin avis

Il y a de fortes chances que vous entendiez l'expression "extraction de bitcoins" et votre esprit commencera à vagabonder vers le fantasme occidental des pioches, de la saleté et de le battre riche. Il s'avère que cette analogie n'est pas trop loin.

Beaucoup moins glamour mais tout aussi incertain, l'extraction de bitcoins est effectuée par des ordinateurs puissants qui résolvent des problèmes mathématiques de calcul complexes (c'est-à-dire si complexes qu'ils ne peuvent pas être résolus à la main, et en fait suffisamment compliqués pour taxer des ordinateurs même incroyablement puissants). La chance et le travail requis par un ordinateur pour résoudre l'un de ces problèmes sont l'équivalent numérique d'un mineur qui frappe de l'or dans le sol – tout en creusant dans un bac à sable. Au moment de la rédaction du présent document, la probabilité qu'un ordinateur résolve l'un de ces problèmes est d'environ 1 sur 13 billions, mais j'y reviendrai plus tard.

Le résultat de "l'extraction de bitcoins" est double. Premièrement, lorsque les ordinateurs résolvent ces problèmes mathématiques complexes dans le réseau Bitcoin, ils produisent de nouveaux bitcoins, un peu comme lorsqu'une exploitation minière extrait de l'or du sol. Et deuxièmement, en résolvant les problèmes de calcul en mathématiques, les mineurs de bitcoin rendent le réseau de paiement Bitcoin fiable et sécurisé en vérifiant les informations de transaction.

Il y a de fortes chances que tout cela ait autant de sens. Pour expliquer plus en détail le fonctionnement du bitcoin mining, nous commençons par un processus un peu plus proche de chez nous: la régulation de la monnaie imprimée.

Les consommateurs dépendent généralement des devises imprimées, au moins aux États-Unis. C'est parce que le dollar américain est soutenu par une banque centrale appelée la Réserve fédérale. En plus d'une foule d'autres règles de responsabilité, la Réserve fédérale réglemente la production d'argent frais et le gouvernement fédéral poursuit l'utilisation de fausse monnaie.

Même les paiements numériques avec le dollar américain sont pris en charge par une autorité centrale. Par exemple, lorsque vous effectuez un achat en ligne avec votre carte de débit ou votre carte de crédit, cette transaction est traitée par une société de paiement comme Mastercard ou Visa. En plus d'enregistrer l'historique de vos transactions, ces sociétés vérifient que les transactions ne sont pas frauduleuses, c'est pourquoi votre carte de débit ou de crédit peut être suspendue pendant le voyage.

Le bitcoin, en revanche, n'est pas réglementé par une autorité centrale. Au lieu de cela, Bitcoin est pris en charge par des millions d'ordinateurs à travers le monde appelés «nœuds». Ce réseau informatique a la même fonction que la Réserve fédérale, Visa et Mastercard, mais avec quelques différences importantes. Les nœuds stockent des informations sur les transactions passées et aident à vérifier leur authenticité. Cependant, contrairement au gouvernement central, les nœuds Bitcoin sont dispersés dans le monde entier et enregistrent les données de transaction dans une liste publique à laquelle tout le monde peut accéder, y compris vous.

Quand quelqu'un envoie Bitcoin n'importe où, nous l'appelons une «transaction». Les transactions effectuées en magasin ou en ligne sont documentées par les banques, les points de vente et les reçus physiques. Les mineurs de Bitcoin obtiennent le même effet sans ces institutions en regroupant les transactions en "blocs" et en les ajoutant à un dossier public appelé "blockchain". Les nœuds conservent ensuite des enregistrements de ces blocs afin qu'ils puissent être vérifiés à l'avenir.

Lorsque les mineurs de bitcoin ajoutent un nouveau bloc de transactions à la blockchain, une partie de leur travail consiste à s'assurer que ces transactions sont exactes. (Plus d'informations sur la magie de la façon dont cela se produit en une seconde.) En particulier, les mineurs de bitcoin s'assurent que le bitcoin n'est pas dupliqué, une blague unique de monnaies numériques appelée "double dépense" Avec les monnaies imprimées, la contrefaçon est toujours un problème, mais en général, quand Vous dépensez 20 $ dans le magasin, cette facture est entre les mains du bureau. Avec la monnaie numérique, cependant, c'est une autre histoire.

Les informations numériques peuvent être reproduites relativement facilement, donc avec Bitcoin et d'autres monnaies numériques, il y a un risque qu'un dépensier puisse faire une copie de son bitcoin et l'envoyer à une autre partie tout en restant fidèle aux originaux. Revenons un instant à la monnaie imprimée et disons que quelqu'un a essayé de copier son billet de 20 $ pour dépenser à la fois l'original et la contrefaçon dans une épicerie. Si un commis savait que les clients dupliquaient de l'argent, il leur suffisait de regarder le numéro de série de la facture. Si les chiffres étaient identiques, le greffier saurait que l'argent avait été copié. Cette analogie est similaire à ce que fait un mineur de bitcoin lors de la vérification de nouvelles transactions. Si quelqu'un devait dépenser deux fois son Bitcoin, il devrait prendre plus de 51% de la puissance minière du réseau. À mesure que le Bitcoin se développe, cela devient de plus en plus difficile et le coût de réalisation d'une telle chose serait astronomique et presque impossible.

Cependant, avec jusqu'à 500000 achats et ventes effectués en une seule journée, il peut être très difficile pour les mineurs de vérifier chacune de ces transactions, ce qui entraîne une autre différence importante entre les mineurs de bitcoins et la Réserve fédérale, Mastercard ou Visa. Pour compenser leurs efforts, les mineurs se voient allouer du bitcoin lorsqu'ils ajoutent un nouveau bloc de transactions à la blockchain.

La quantité de nouveaux bitcoins libérés avec chaque bloc cassé est appelée "récompense de bloc". La récompense de bloc est divisée par deux tous les 210 000 blocs ou tous les quatre ans environ. 2009 était de 50. 2013 était de 25, 2018, il était de 12,5, et à la mi-2020, il sera divisé par deux à 6,25.

Ce système se poursuivra jusque vers 2140. À ce moment-là, les mineurs seront récompensés par des frais pour le traitement des transactions que les utilisateurs du réseau paieront. Ces frais garantissent que les mineurs sont toujours incités à rompre et à maintenir le réseau en marche. L'idée est que la concurrence pour ces frais les maintiendra bas une fois la réduction de moitié terminée.

Ces moitiés réduisent le taux de création de nouvelles pièces et réduisent ainsi l'offre disponible. Cela peut avoir des conséquences pour les investisseurs, car d'autres actifs à faible offre, comme l'or, peuvent avoir une forte demande et augmenter les prix. À cette puissance divisée par deux, le nombre total de bitcoins en circulation atteint une limite de 21 millions, ce qui rend la monnaie complètement limitée et potentiellement plus précieuse au fil du temps.

Voici le prisonnier. Pour que les mineurs de bitcoin gagnent réellement du bitcoin en vérifiant les transactions, deux choses doivent se produire. Premièrement, ils doivent vérifier les transactions de 1 mégaoctet (Mo), qui peuvent théoriquement être aussi petites qu'une transaction mais plus souvent plusieurs milliers, selon la quantité de données stockée par chaque transaction. C'est la partie facile.

Deuxièmement, pour ajouter un bloc de transactions à la blockchain, les mineurs doivent résoudre un programme mathématique complexe, également appelé «preuve de travail». Ce qu'ils font, c'est essayer de trouver un nombre hexadécimal à 64 chiffres, appelé «hachage», qui est inférieur ou égal au hachage cible. Fondamentalement, l'ordinateur d'un mineur se moque des vitesses à un taux de mégahash par seconde (MH / s), de gigahash par seconde (GH / s), ou même de térahash par seconde (TH / s) selon l'appareil, devinant tout 64 – les chiffres jusqu'à ce qu'ils parviennent à une solution. En d'autres termes, c'est un jeu.

Le niveau de difficulté du dernier bloc au moment de la rédaction est de plus de 13 billions. Autrement dit, la chance qu'un ordinateur produise un hachage sous la cible est de 1 sur 13 billions. Pour mettre cela en perspective, vous êtes environ 44 500 fois plus susceptibles de gagner le jackpot Powerball avec une seule loterie que de choisir le bon hachage en une seule tentative. Heureusement, les systèmes informatiques d'exploitation minière offrent de nombreuses possibilités de hachage. Pourtant, l'exploitation minière pour le bitcoin nécessite d'énormes quantités d'énergie et des plates-formes informatiques sophistiquées, mais plus à ce sujet plus tard également.

Le niveau de difficulté est ajusté tous les blocs de 2016, ou environ toutes les deux semaines, dans le but de maintenir le degré minier constant. Autrement dit, plus les mineurs se disputent une solution, plus le problème devient difficile. L'inverse est également vrai. Si la puissance de calcul est supprimée du réseau, la difficulté est ajustée à la baisse pour faciliter l'extraction.

Voici une bonne analogie à considérer:

"Dis que je dis à trois amis que je pense à un nombre entre 1 et 100, et je vais écrire ce nombre sur un morceau de papier et le sceller dans une enveloppe. Mes amis n'ont pas à deviner le nombre exact, ils doivent juste être la première personne qui devine un nombre qui est inférieur ou égal au nombre auquel je pense, et il n'y a pas de limite au nombre de suppositions qu'ils obtiennent.

"Disons que je pense au nombre 19. Si l'ami A devine 21, il perd parce que 21> 19. Si l'ami B devine 16 et l'ami C devine 12, alors les deux ont théoriquement trouvé des réponses durables, puisque 16 <19 et 12 <19. Il n'y a pas de «crédit supplémentaire» pour l'ami B, bien que la réponse de B soit plus proche de la réponse à l'objectif 19.

"Maintenant, imaginez que je pose la question" devinez à quel nombre je pense ", mais je ne demande pas seulement trois amis, et je ne pense pas à un nombre entre 1 et 100. Je demande plutôt à des millions de mineurs et je pense à un Nombre hexadécimal à 64 chiffres. Vous voyez maintenant qu'il sera extrêmement difficile de deviner la bonne réponse. "

Si 1 billion sur 13 ne semble pas assez difficile, voici le problème. Les mineurs de bitcoins doivent non seulement trouver le bon hachage, mais ils doivent également être les premiers à le faire.

Étant donné que l'extraction de bitcoin est principalement un travail de supposition, il doit trouver la bonne réponse avant qu'un autre mineur ait presque tout à voir avec la vitesse à laquelle votre ordinateur peut produire des hachages. Il y a à peine dix ans, l'extraction de bitcoins pouvait être effectuée de manière compétitive sur des ordinateurs de bureau standard. Au fil du temps, cependant, les mineurs ont réalisé que les cartes vidéo couramment utilisées pour les jeux vidéo étaient plus efficaces et ils ont commencé à dominer le jeu. En 2013, les mineurs de bitcoins ont commencé à utiliser des ordinateurs conçus spécifiquement pour briser la crypto-monnaie aussi efficacement que possible, appelés circuits intégrés spécifiques à l'application (ASIC). Ceux-ci peuvent aller de centaines de dollars à des dizaines de milliers, mais leur efficacité à briser le Bitcoin est supérieure.

Aujourd'hui, l'extraction de bitcoins est si compétitive qu'elle ne peut être rentable qu'avec les ASIC les plus récents. Lorsque vous utilisez des ordinateurs de bureau, des GPU ou des anciens modèles d'ASIC, le coût de la consommation d'énergie dépasse en réalité les revenus générés. Même avec le dernier appareil à votre disposition, un ordinateur est rarement suffisant pour rivaliser avec ce que les mineurs appellent les "pools de minage".

Un pool de minage est un groupe de mineurs qui combinent leur puissance de calcul et divisent le bitcoin sélectionné entre les participants. Un nombre disproportionné de blocs est brisé par des piscines plutôt que par des mineurs individuels. Les pools et les sociétés minières ont représenté des pourcentages importants de la puissance de calcul du bitcoin.

Entre 1 et 13 trillions de cotes, les niveaux de mise à l'échelle et le réseau massif d'utilisateurs vérifiant les transactions, un bloc de transactions est vérifié environ toutes les 10 minutes. Mais il est important de se rappeler que 10 minutes sont un objectif, pas une règle.

Le réseau Bitcoin peut traiter environ sept transactions par seconde, avec des transactions enregistrées dans la blockchain toutes les dix minutes. À titre de comparaison, Visa peut traiter environ 24 000 transactions par seconde. Alors que le réseau d'utilisateurs de bitcoin continue de croître, le nombre de transactions effectuées en 10 minutes dépassera éventuellement le nombre de transactions pouvant être traitées en 10 minutes. À ce moment-là, les délais d'attente pour les transactions commenceront et continueront d'être plus longs, à moins qu'une modification ne soit apportée au protocole bitcoin.

Ce problème au cœur du protocole bitcoin est appelé "scaling". Bien que les mineurs de bitcoin conviennent généralement que quelque chose doit être fait pour gérer la mise à l'échelle, il y a moins de consensus sur la façon de le faire. Deux solutions principales ont été proposées pour résoudre le problème de mise à l'échelle. Les développeurs ont suggéré soit (1) de créer une couche secondaire "hors chaîne" vers Bitcoin qui permettrait des transactions plus rapides qui peuvent être vérifiées par blockchain plus tard, ou (2) d'augmenter le nombre de transactions que chaque bloc peut stocker. Avec moins de données à vérifier par bloc, la solution 1 rendrait les transactions plus rapides et moins chères pour les mineurs. La solution 2 gérerait la mise à l'échelle en permettant de traiter plus d'informations toutes les dix minutes en augmentant la taille du bloc.

En juillet 2017, les mineurs de bitcoins et les sociétés minières représentant environ 80% à 90% de la puissance de calcul du réseau ont voté pour introduire un programme qui réduirait la quantité de données nécessaires pour vérifier chaque bloc. Autrement dit, ils sont allés avec la solution 1.

Le programme que les mineurs ont voté pour ajouter au protocole bitcoin est appelé un témoin séparé, ou SegWit. Ce terme est une fusion de ségrégué, signifiant «séparer» et témoin, faisant référence à «signatures sur une transaction bitcoin». Le témoin séparé signifie alors séparer les signatures de transaction d'un bloc – et les attacher en tant que bloc étendu. Bien que l'ajout d'un seul programme au protocole bitcoin puisse ne pas sembler beaucoup comme une solution, les données de signature ont été estimées représenter jusqu'à 65% des données traitées dans chaque bloc de transaction.

Moins d'un mois plus tard en août 2017, un groupe de mineurs et de développeurs a lancé un hard fork et a quitté le réseau bitcoin pour créer une nouvelle devise avec la même base de code que le bitcoin. Bien que ce groupe ait reconnu la nécessité d'une solution de mise à l'échelle, il craignait que l'adoption de la technologie des témoins séparés ne résoudrait pas pleinement le problème de mise à l'échelle.

Au lieu de cela, ils ont opté pour la solution 2. La devise résultante, appelée "bitcoin cash", a augmenté la taille du bloc à 8 Mo pour accélérer le processus de vérification et permettre une performance d'environ 2 millions de transactions par jour. Le 6 novembre 2019, Bitcoin Cash était évalué à environ 302 $, contre environ 9 330 $ pour Bitcoin.