Consensus fondé sur la mise en séquestre des jetons d'un utilisateur plutôt que sur sa puissance de calcul informatique, la Proof of Stake tente de pallier les défauts de son prédécesseur.
Nous sommes en fin d'année 2016 lorsque des chercheurs irlandais constatent, non sans stupéfaction, que le procédé de validation des échanges de Bitcoins à travers le monde a consommé autant d'électricité que leur pays tout entier sur une année ! Appelé "preuve de travail", ce processus impliquant des calculs algorithmiques complexes tournants 24h/24 est dénoncé depuis plusieurs années pour sa consommation colossale d'énergie, et ce qu'elle implique sur l'environnement. De plus en plus de cryptomonnaies, notamment le célèbre Ethereum, s'intéressent à un procédé bien moins énergivore : la Proof of Stake.
Voici un résumé complet des informations dont vous avez besoin pour tout comprendre du consensus Proof of Stake et de son fonctionnement.
La Proof of Stake : définition
La Proof of Stake, ou "preuve d'enjeu", ou encore "preuve de participation" en français, est un système de validation des transactions effectuées au sein d'une blockchain. Elle a été conçue en réponse au système de la Proof of Work, ou "preuve de travail" (premier système de validation utilisé lors de la création des cryptomonnaies). La Proof of Work est directement liée au processus de minage : pour contrôler les échanges au sein d'une blockchain et ainsi constituer de nouveaux blocs, certains nœuds du réseau cherchent à résoudre une énigme cryptographique, en utilisant la puissance de calcul de leur matériel informatique. Les premiers à apporter la bonne solution (la preuve de travail), gagnent le droit de créer un nouveau bloc, et sont récompensés par un montant de jetons donné. Cependant, ce système présente un certain nombre de défauts, notamment :
- son caractère extrêmement énergivore, le minage étant une course à la puissance de calcul brute,
- les problèmes environnementaux liés à cette surconsommation énergétique du processus,
- le risque de centralisation des réseaux de cryptomonnaies, pourtant conçus à l'origine comme décentralisés.
La Proof of Stake a donc été créée afin de pallier les défauts de la Proof of Work. Elle ne nécessite ni processus de minage, ni mineurs, mais des minters (ou "forgeurs" en Français). La première cryptomonnaie à avoir utilisé la Proof of Stake est Peercoin. En outre, Ethereum, l'une des monnaies virtuelles les plus utilisées dans le monde, a prévu de passer de la Proof of Work à la Proof of Stake prochainement.
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Les caractéristiques spécifiques de la Proof of Stake
Dans le cadre de la Proof of Stake, l'utilisateur d'une blockchain souhaitant participer à la création de nouveaux blocs - et ainsi toucher des récompenses - doit posséder et "mettre en jeu" une certaine quantité de jetons, dans la cryptomonnaie utilisée sur le réseau. Le montant de cette "preuve de participation" est variable selon les blockchains, et évolue avec leur développement. Ce système est fondé sur l'idée selon laquelle plus un nœud d'une blockchain est en possession d'une grande quantité de jetons, plus il a intérêt au maintien de la sécurité du réseau auquel il participe. Par conséquent, plus un forgeur possède de jetons, plus il est susceptible d'être sélectionné dans le cadre du système de la Proof of Stake.
Les différents types de Proof of Stake
La Proof of Stake directe
Le fonctionnement du protocole Proof of Stake est relativement simple : un forgeur est sélectionné de manière aléatoire parmi ceux possédant le plus de jetons. Pour effectuer cette sélection, l'algorithme part de la tête de la blockchain, c'est-à-dire du dernier bloc créé. Si le forgeur a créé le nouveau bloc dans l'intervalle de temps préétabli, il reçoit sa récompense. Sinon, l'algorithme en sélectionne un nouveau pour effectuer ce travail. Par ailleurs, les autres nœuds de la blockchain doivent contrôler la validité du travail effectué par le forgeur. Si des signes de triche sont constatés ce dernier est dénoncé, perd les jetons qu'il a mis en jeu (ils sont généralement détruits ou transférés au dénonciateur) et son bloc est supprimé de la chaîne. Ce procédé punitif est appelé "slashing".
La Proof of Stake délégataire
Au sein de certaines blockchains - notamment celles des cryptomonnaies Tron, Ark, et EOS - un forgeur sélectionné en fonction du montant de jetons dont il dispose peut décider de désigner un autre nœud du réseau pour forger un nouveau bloc.
Ces blockchains utilisent généralement un nombre fixe de forgeurs, ce qui pose la question de la centralisation du réseau. D'autant plus qu'il est tout à fait possible, pour les utilisateurs les mieux pourvus en jetons, de se désigner forgeurs entre eux systématiquement...
La Proof of Stake est donc un système alternatif de validation des blocs d'une chaîne, conçu pour pallier les défauts inhérents au consensus Proof of Work. Moins énergivore, moins inflationniste et plus décentralisé, il est cependant moins sécurisé et privilégie les utilisateurs les mieux pourvus en jetons.
