La preuve de participation

06.12.2018

Qu'est-ce que la preuve de participation?

L'algorithme de consensus appelé « preuve de participation » ou « preuve d'enjeu » —Proof of Stake en anglais— a été introduit en 2011 sur le forum Bitcointalk dans le but de résoudre les problèmes de l'algorithme le plus utilisé encore à l'heure actuelle, à savoir la preuve de travail. Bien que ces deux algorithmes partagent le même objectif de parvenir à un consensus au sein d'une chaîne de blocs, le processus pour atteindre l'objectif est très différent.


Comment ça marche?

L’algorithme de preuve de participation utilise un processus d’élection pseudo-aléatoire pour sélectionner un nœud qui sera le validateur du bloc suivant, en fonction d’une combinaison de facteurs pouvant inclure l’âge des tokens qu'il stocke, la randomisation et la fiabilité du nœud.

A noter que dans les systèmes de preuve de participation, les blocs sont dits "forgés" plutôt que minés. Les crypto-monnaies utilisant la preuve de participation se lancent souvent en vendant des tokens pré-forgés ou avec l'algorithme de preuve de travail pendant les premiers temps, puis basculent ensuite vers la preuve de participation.

Là où, dans les systèmes basés sur la preuve de travail, de plus en plus de tokens sont créés pour récompenser les mineurs, le système de preuve de participation utilise généralement les frais de transaction pour les redistribuer en récompense.

Les utilisateurs qui souhaitent participer au processus de forgeage doivent verrouiller un certain nombre de tokens au sein du réseau, désigné par le terme  « stake ». La taille du stake détermine les chances qu'un nœud soit sélectionné comme validateur pour forger le bloc suivant - plus le stake est grand, plus les chances sont grandes. Afin que le processus ne favorise pas uniquement les nœuds les plus riches du réseau, des méthodes plus exclusives sont ajoutées au processus de sélection. Les deux méthodes les plus couramment utilisées sont la «sélection de bloc randomisée» et la «sélection par l'âge des tokens».

Dans la méthode de sélection de bloc randomisée, les validateurs sont sélectionnés par une recherche de nœuds associant la valeur de hachage la plus basse et le plus haut stake. Étant donné que la taille du stake est publique, l'identité du forgeur suivant peut généralement être prédite par les autres nœuds.

La méthode de sélection par l'âge des tokens choisit les nœuds en fonction de la durée d'inactivité (le temps passé sans que les tokens n'aient fait partie d'une transaction) de leurs tokens présents au sein du stake. L'âge des tokens est calculé en multipliant le nombre de jours passé au sein du stake par le nombre de tokens verouillés. Une fois qu'un nœud a forgé un bloc, son âge de token est réinitialisé et il doit attendre un certain temps pour pouvoir forger un autre bloc - ceci empêche les plus gros nœuds en terme de stake de dominer la chaîne de blocs.

Chaque crypto-monnaie utilisant l'algorithme de preuve de participation a son propre ensemble de règles et de méthodes combinées pour parvenir à ce que l'équipe en charge du projet pense être la meilleure combinaison possible pour eux-même et leurs utilisateurs.

Lorsqu'un nœud est choisi pour forger le bloc suivant, il vérifie si les transactions du bloc sont valides, il signe le bloc et l'ajoute à la chaîne de blocs. En guise de récompense, le nœud reçoit les frais de transaction associés aux transactions du bloc.

Si un nœud veut cesser d'être un forgeur, son stake ainsi que les récompenses obtenues seront libérées après un certain temps, pour donner au réseau le temps de vérifier qu'aucun bloc frauduleux n'a été ajouté à la blockchain par le nœud.


A propos de la sécurité

Le stake fonctionne comme une motivation financière pour que le nœud forgeur ne valide ni ne crée de transactions frauduleuses. Si le réseau détecte une transaction frauduleuse, le nœud forgeur perdra une partie de sa participation ainsi que son droit de participer en tant que forgeur à l'avenir. Ainsi, tant que le stake est supérieur à la récompense, le validateur perdrait plus de tokens qu'il n'en gagnerait en cas de tentative de fraude.

Pour contrôler efficacement le réseau et approuver des transactions frauduleuses, un nœud devrait théoriquement détenir une participation majoritaire dans le réseau, également appelée attaque à 51%. En fonction de la valeur d'une crypto-monnaie, cela devient très vite irréalisable car pour acquérir le contrôle du réseau, il faudrait acquérir 51% des tokens en circulation.

Les principaux avantages de l'algorithme de preuve de participation sont l'efficacité énergétique et la sécurité.

Un plus grand nombre d’utilisateurs sont encouragés à mettre en place des nœuds de réseau car l'opération est facile et abordable. Cette caractéristique, associée au processus de randomisation, rend également le réseau plus décentralisé, dans la mesure où il n'est plus nécessaire de mettre en place des pool miniers pour les opérations de minage de blocs. Et comme il n'est pas nécessaire de créer un grand nombre de tokens pour le système de récompense, cela permet au prix du token de rester plus stable.

Il est bon de se rappeler que le secteur des crypto-monnaies évolue, et ce de manière relativement rapide. A noter donc, que plusieurs autres algorithmes et méthodes de fonctionnement sont en cours de développement et d’expérimentation.

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