La preuve de travail

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Qu'est-ce la preuve de travail?

Faisant sa première apparition en 1993, le concept de preuve de travail— Proof of Work en anglais— a été développé pour prévenir les attaques d'altération de service et autres abus de service tels que le spam sur un réseau en imposant du travail à l'utilisateur du service, généralement en se servant de la puissance de calcul de son ordinateur.

En 2009, le Bitcoin a introduit une méthode innovante consistant à utiliser la preuve de travail comme algorithme de consensus utilisé pour valider les transactions et diffuser de nouveaux blocs dans la blockchain.

Il s'est ensuite démocratisé pour devenir un algorithme de consensus globalement utilisé par de nombreuses crypto-monnaies.


Comment cela fonctionne?

En bref, les mineurs d'un réseau sont en compétition pour résoudre des énigmes informatiques complexes. Ces énigmes sont difficiles à résoudre mais leur résultat est facilement vérifiable. Une fois qu'un mineur a trouvé la solution à l'énigme, il pourra diffuser le bloc sur le réseau où tous les autres mineurs vérifieront que la solution est correcte.


Prenons un exemple.

Bitcoin est un système basé sur une chaîne de blocs qui est maintenu par le travail collectif de nœuds de réseau décentralisés. Certains de ces nœuds sont des mineurs et sont chargés d'ajouter de nouveaux blocs dans la blockchain. Pour ce faire, les mineurs doivent essayer de deviner un nombre pseudo-aléatoire (alias nonce). Ce numéro, lorsqu'il est combiné aux données fournies dans le bloc et passé à travers une fonction de hachage, doit produire un résultat qui correspond à certaines conditions, par exemple un hachage commençant par quatre zéros. Lorsqu'un résultat correspondant est trouvé, les autres nœuds vérifient la validité du résultat et le nœud mineur se voit attribuer la récompense de bloc.

Par conséquent, il est impossible d'ajouter un nouveau bloc dans la chaîne principale sans d'abord trouver un nonce valide, qui génère en retour la solution d'un bloc spécifique (appelée bloc de hachage). Chaque bloc validé contient un bloc de hachage qui représente le travail effectué par le mineur. C'est de là que vient le terme « preuve de travail ».

La preuve de travail aide à protéger le réseau contre de nombreuses attaques différentes. Une attaque réussie nécessiterait une immense puissance de calcul et un temps considérable pour effectuer les calculs et serait donc inefficace, car le coût engendré par cette attaque serait supérieur aux avantages potentiels que l'on pourrait en tirer.

Un des problèmes de la preuve de travail c'est que l’extraction nécessite un matériel informatique coûteux, consommant beaucoup d’énergie. De plus, les calculs complexes de l’algorithme garantissent la sécurité du réseau mais ne sont malgré tout — à ce jour— pas exploitable au delà de cette fonction précise.

Bien que la preuve de travail puisse ne pas être la solution la plus efficace, elle reste l’une des méthodes les plus populaires pour parvenir à un consensus au sein de chaînes de blocs. Il existe déjà des méthodes et approches alternatives pour tenter de résoudre ces problèmes, mais seul le temps nous dira quelle méthode sera le successeur de la preuve de travail.

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