Introduction au minage de crypto-monnaies
le 11 février 2020 à 12:15 (Modifié le 27 juin 2022)
12 minutes de lecture
Avis à tous les crypto-enthousiastes inexpérimentés en minage, cet article va vous guider pas à pas pour devenir un mineur de cryptos ou, à minima, un crypto-enthousiaste mieux informé ?
Nous verrons d'abord le fonctionnement du minage, comment cela se passait aux débuts de Bitcoin, son évolution au fur et à mesure de la popularisation des cryptomonnaies, et comment cela fonctionne de nos jours. Nous verrons en parallèle l'apparition des différents types de minage : hardware (CPU, GPU, FPGA, ASIC), Cloud-Mining, Staking et Masternode.
? Vous pouvez retrouver tous nos guides sur le minage ici
- Le minage, comment ça fonctionne ?
- Le minage de ses débuts jusqu'à aujourd'hui
- Les autres façons de miner
Le minage, comment ça fonctionne ?
Pour pouvoir approfondir le sujet du minage il nous faut d'abord comprendre à quoi il sert concrètement. Satoshi Nakamoto (l'inventeur du Bitcoin) explique en détail le fonctionnement de la blockchain et donc du minage dans le Livre Blanc du Bitcoin. Rassurez-vous, nous n'aurons pas besoin d'un tel niveau de compréhension. L'étymologie du nom donné au processus de sécurisation du réseau nous suffira. Ce processus organise les transactions en une suite de maillons : les blocs ; et cette suite de maillons forme une chaîne : la Blockchain.
Ces maillons sont en réalité des paquets d'informations comprenant toutes les modifications qui devront figurer sur le bloc actuel (par rapport au bloc précédent) et les caractéristiques que le bloc suivant devra avoir.
Parmi ces informations il y a :
- la création de nouvelles adresses ;
- la création de nouvelles unités (des nouveaux bitcoins par exemple, reversés au mineur du bloc pour le travail qu'il a fourni) ;
- la difficulté du minage pour le bloc suivant (nous en verrons l'importance plus tard) ;
- et surtout, les transactions effectuées (signées par les clés privées de leur ex-propriétaire).
La cryptographie assure la sécurité du réseau. Les mineurs ont une équation mathématique plus ou moins complexe à résoudre. Leur but est de produire des hashs (nombres cryptographiques) qui peuvent potentiellement être la solution de l'équation. Lorsqu'ils y parviennent, le bloc qui est sélectionné pour être ajouté à la chaîne est celui du mineur qui a résolu l'équation. Il est récompensé pour le travail qu'il a fourni et surtout pour avoir réussi à trouver la solution (système Proof of Work).
Tous les autres blocs soumis par les mineurs deviennent obsolètes, les mineurs doivent alors se mettre à tenter de résoudre l'équation du nouveau bloc pour le créer, et ainsi de suite... À titre informatif, le nombre de hashs moyens par seconde à la date de rédaction de cet article est de 100 millions de trillions de hashs sur le Bitcoin (1,0 x 10²⁶ hashs/s).
Chaque bloc créé est censé être immuable et unique. Il ne devrait pouvoir exister qu'un seul bloc à un instant T sur la chaîne. En pratique, il est possible que deux blocs différents co-existent à un instant T. Cela peut arriver volontairement (le plus souvent) ou accidentellement. Lorsque c'est le cas, les deux blocs continuent de subsister et des blocs enfants sont générés à partir du bloc parent. On a alors une bifurcation de la chaîne, plus communément appelée fork (fourchette en anglais).
Si ce phénomène est provoqué volontairement, il aura pour but la création d'une nouvelle cryptomonnaie. Les deux branches de la chaîne continueront leur chemin indépendamment et les mineurs se sépareront. Il n y aura donc pas de switch des mineurs sur la branche la plus longue et la branche dont les propriétés auront été modifiées sera celle de la nouvelle crypto-monnaie.
C'est ce qui est arrivé avec la blockchain Ethereum en octobre 2016. Une partie des mineurs a accepté de changer les paramètres de la Blockchain suite à un hack (de façon à rendre à leur propriétaire la somme de 3.6 millions d’unités d'ETH). Cette décision est le résultat d'un référendum organisé par Vitalik Buterin qui a été majoritairement approuvée par la communauté. Cette partie de la chaîne a alors gardé le nom d'Ethereum. Les autres mineurs, qui ont décidé d'agir dans les règles de l'art de la Blockchain, en n'altérant pas les blocs précédents, ont continué de miner sur la même chaîne sans rien changer. Cette chaîne a alors pris le nom de : Ethereum Classic.
Si cette bifurcation arrive accidentellement ou de façon malveillante, un mécanisme très intelligent se met en place sur la blockchain. C'est la plus longue chaîne de blocs qui est retenue et les mineurs passent sur cette chaîne. Nous l'avions expliqué plus tôt, la création de blocs dépend de résolutions d'équations cryptographiques, et donc de puissance de calculs. Pour qu'une chaîne soit plus longue qu'une autre, elle doit être retenue par 50% + 1 unité du “total de puissance de calcul du réseau”. Le réseau est donc sécurisé de manière démocratique. La chaîne de blocs la plus “populaire” subsiste alors que l'autre disparaît.
Cela implique deux choses :
- Il est impossible de dépenser deux fois une unité (il s'agit de la notion clé de double dépense). Si deux mineurs différents soumettent une transaction en même temps avec une clé valable, c'est la transaction du mineur faisant partie de la chaîne la plus longue qui s’exécutera.
- Pour pouvoir modifier de façon malveillante la chaîne de blocs, il faut avoir 50%+1 hash du hashrate total du réseau.
Une attaque 51 est un cas de figure ou des personnes malintentionnées tentent de modifier la chaîne de blocs en possédant 50%+1 hash du hashrate total. Il y a des cas qui ont causés beaucoup de dégâts mais jamais sur une blockchain populaire. C'est surtout un problème pour les petites crypto-monnaies n'attirant pas beaucoup de mineurs. Organiser une attaque 51 sur le Bitcoin aujourd'hui aurait un coût bien plus élevé que les gains potentiels de l'attaque. Personne n'y trouverait un intérêt. C'est la base même de l'infaillibilité de tout système de sécurité : rendre l'effraction tellement compliquée que les moyens nécessaires feront qu'il n’y aurait plus d'intérêt à la réaliser.
Découvrez ce qu'est le minage de crypto-monnaie en vidéo :
Pour en savoir plus :
? C'est quoi le minage ? En 8 questions
? Comment devenir mineur de Bitcoin ?
? Qu'est-ce qu'une attaque à 51% ou double spending ?
Le minage de ses débuts jusqu'à aujourd'hui
Nous en avons fini avec la partie exclusivement technique et nous pouvons commencer à voir les différents types de minage. Aux débuts de la blockchain, juste après la création du Bloc Genesis de Bitcoin, il n'existait qu'un seul composant informatique utilisé pour le minage : le CPU.
Le minage par CPU
Le CPU possède une caractéristique qui en fait un choix de premier ordre : il est simple d'utilisation. En effet, le codage de programmes de hachage destiné aux CPU s'avère bien plus simple (encore aujourd'hui) que le codage de programmes de hachage utilisé pour les autres composants de minage.
Le hashrate produit par les CPU de l'époque fut suffisant pour garantir la sécurité de la blockchain (au vu de sa faible popularité). Le minage CPU se limite aujourd'hui au minage sur navigateur/smartphone et on ne peut plus parler de réelle rentabilité.
? Pour miner sur votre navigateur vous pouvez utiliser Cryptotab
? Pour découvrir un projet de mining sur smartphone, lisez notre article sur Pi Network
Le minage par GPU
C'est alors qu'intervient un certain Laszlo Hanyecz connu très largement pour son achat de deux pizza ? pour 10.000 bitcoins (aujourd'hui cela représente environ 50 millions de $ la pizza). Les crypto-enthousiastes fêtent le Bitcoin Pizza Day chaque année, le 22 mai, en hommage à la première transaction bitcoin effectuée pour un achat IRL par ce cher Laszlo.
Il est devenu un mème car il n'aurait pas mis de côté le moindre Bitcoin malgré l'énorme contribution qu'il a faite à cette crypto-monnaie et le fait qu'il soit l'un des pionniers du secteur. En réalité, il devrait être honoré pour son énorme contribution à la blockchain. Il est le premier mineur GPU de l'histoire de la crypto et cette découverte va tout accélérer pour le Bitcoin.
Cette avancée est telle que lorsqu'il la partagea avec Satoshi Nakamoto, ce dernier lui répondit que : “les GPU vont prématurément limiter le minage aux détenteurs de GPU haut-de-gamme. Il est inévitable que les processeurs GPU vont amasser toutes les unités générées, et je ne veux pas hâter l'arrivée de ce jour”.
Satoshi Nakamoto se souciait d'une centralisation du minage, qui rendrait le Bitcoin vulnérable aux attaques 51. Laszlo se sentit coupable d'avoir ruiné le projet de Satoshi et arrêta de faire l'éloge de sa découverte. Réussir à adapter l'algorithme de production de hashs aux GPU fut un défi relevé presque “trop facilement”. Laszlo était incapable d'expliquer la forte augmentation de hashrate pour le minage GPU.
Cependant, Laszlo ne ruina en rien le Bitcoin. Bien qu'il ne venta plus les mérites de sa fraîche découverte, le minage GPU et donc le hashrate du réseau continuèrent à croître. Cela eût un effet direct sur les mœurs :
La Blockchain, ça marche !
Un hashrate haut signifiait une meilleure sécurité, des transactions à bas prix, une bonne popularité et une confiance accrue dans le projet. Laszlo Hanyecz apporta donc deux avancées majeures au Bitcoin :
- la première transaction symbolique “IRL” faite en BTC ;
- le minage GPU (avec un hashrate beaucoup plus élevé qui démontra empiriquement le bon fonctionnement de la blockchain).
Le talon d’Achille des CPU était le fait qu'ils ne soient pas efficaces pour réaliser plusieurs tâches en même temps (l'inverse total des GPU) et c'est la composante principale de la production de hashs : le multi-tâche.
A contrario, le problème des GPU (encore aujourd'hui) est leur rendement énergétique. Le coût énergétique moyen par hash est plus haut pour les GPU que pour n'importe quelle autre composant de minage moderne. En prenant ces paramètres en compte, les précurseurs des ASIC d'aujourd'hui virent le jour : les FPGA.
Le minage par FPGA
Les FPGA sont “des circuits intégrés composés d'un réseau de cellules programmables” selon la définition de Google. Il est donc possible de modifier à volonté la structure du processeur. Ils sont adaptables pour couvrir spécifiquement les besoins d'un processus (pour le minage ce sont les fonctions de hachage). Ils sont les types de composants qui assurent le meilleur rendement énergétique, mais leur coût et la complexité de leur mise en place (il faut programmer différemment la puce pour chaque algorithme de hachage) ont fait que leur propagation a été limitée. On en trouve peu ou presque pas en fonctionnement sur le réseau Bitcoin. La plus grosse avancée que les FPGA ont apportés à la blockchain est qu'ils ont initié le minage par ASIC.
Le minage par ASIC
Les ASIC sont “des circuits intégrés qui regroupent sur une même puce toutes les fonctions nécessaires à une application spécifique” selon la définition de Google. C'est-à-dire qu'ils sont très bons pour exécuter une tâche spécifique mais ne peuvent pas (contrairement aux FPGA) s'adapter ou évoluer lorsque la tâche à exécuter change (même légèrement).
Les ASIC sont en résumé des FPGA qui ne peuvent pas évoluer. Ils ont un aussi bon rendement énergétique que les FPGA, sans pour autant avoir le coût de ces derniers. La mise en place d'un mineur ASIC est aussi bien plus simple que la mise en place d'un mineur FPGA.
Pour toutes ces raisons, vous l'aurez deviné, une majorité des mineurs de cryptos d'aujourd'hui sont des ASIC.
Les informations citées ci-dessus sont valables pour les cryptomonnaies utilisant le système Proof of Work (qui est de très loin le système le plus répandu). Il existe beaucoup d'autres processus de sécurisation comme le Proof-of-Stake, mais ils sont moins utilisés et développés.
Articles pour aller plus loin :
? Qu'est-ce que le Proof-of-Work (PoW) ou Preuve de Travail ?
? Qu'est-ce que le Proof-of-Stake (PoS) ou Preuve d'Enjeu ?
? Comparatif entre le PoW et le PoS
? Blockchain, minage et consommation énergétique : quelles solutions pour quelles problématiques ?
Les autres façons de miner
Nous allons clôturer cette introduction en présentant quelques nouvelles solutions de minage autres que le minage par Hardware.
? Découvrez Just Mining, la startup française du célèbre YouTubeur Hasheur, spécialisée dans le Mining, MasterNode, Staking, Cloud Mining
? Découvrez Feel Mining, la startup française spécialisée dans le Minage, le Cloud Mining et les MasterNodes
Le Cloud-Mining
Le Cloud-Mining est techniquement identique aux types de minage par Hardware mais il est différent du point de vue du mineur. Il n'est pas question de devoir se préoccuper de tous les soucis techniques engendrés par la machine. Une entreprise fait l'installation, l'entretien et l'optimisation du matériel de minage dans ses locaux. Les coûts d’électricité aussi sont, dans la plupart des cas, à la charge du professionnel. Le particulier va simplement louer une certaine puissance de hachage et miner avec.
Le problème du Cloud-Mining réside dans la confiance que l'on peut accorder aux entreprises proposant les offres mais aussi et surtout dans sa rentabilité. Sa location coûte très souvent plus cher que la crypto qu'il va générer. Il peut devenir intéressant seulement pour le minage SOLO sous certaines conditions et nous en verrons les raisons dans un prochain article.
? Tout savoir sur le Cloud Mining
Le Staking
Le minage existe aussi dans le processus Proof of Stake, le facteur de confiance ne réside alors pas dans la puissance de calcul délivrée par les mineurs mais dans la confiance que donnent certains possesseurs de la cryptomonnaie.
Des personnes acquièrent une certaine quantité de cryptos (les développeurs déterminent le minimum requis dans le code). Puis ils les stockent dans un portefeuille en ligne et reçoivent de nouvelles unités au fur et à mesure qu'ils vérifient les opérations de la Blockchain. On parle alors de staking. Leur capital est un garant pour les opérations vérifiées. De cette manière, au lieu de reverser les nouvelles unités aux mineurs gagnants, on les reverse aux propriétaires des nœuds.
La meilleure analogie de ce modèle avec le monde réel est celle de la démocratie. Alors que dans la démocratie directe chacun s'exprime et on suit celui qui a le support de la majorité (PoW). Avec le Staking (PoS), on nomme des nœuds qui expriment nos idées à notre place et qui votent à notre place (démocratie représentative).
L'un des problèmes du système PoS réside dans la partie qui ne fonctionne “pas vraiment” de cette analogie. Les nœuds ne sont pas choisis par les utilisateurs mais assignés selon le nombre d'unités qu'ils possèdent. C'est un système moins démocratique que le PoW et il a une ressemblance troublante avec le système bancaire : si vous avez de l'argent, vous avez du pouvoir et plus vous avez d'argent, plus vous suscitez la confiance.
? Vous pouvez vous informer davantage en lisant notre guide sur le staking ou notre article pour découvrir comment faire du staking sur Binance
Les Masternodes
Il existe une dernière façon de miner des cryptomonnaies : la création de Masternodes (Maîtres Nœuds). Ces derniers ont un principe de fonctionnement similaire au staking mais avec une subtile différence. Elle réside surtout dans la raison pour laquelle le mineur reçoit sa récompense et la façon dont le système de gains s'organise. Nous ne nous efforcerons pas à expliquer cette différence tant les similitudes entre les deux sont grandes. Surtout du point de vue du mineur et c'est le point de vue que nous avions pris dans cet article.
? Nous vous invitons à lire le guide qui explique comment fonctionne un Masternode
? Découvrez quels sont les meilleurs Masternodes (les plus rentables)
L'apparition de nouvelles façons de miner s'est donc faite avec l'évolution des besoins. Nous verrons dans notre prochain article les différentes façons de miner qui existent aujourd'hui et ce qu'elles impliquent.
N'hésitez pas à me faire savoir par commentaire ou sur notre F.A.Q si des zones d'ombres persistent. C'était mon premier article sur cryptoast.fr. Tout commentaire sera pris en compte et ne peut que m’être utile pour mon prochain article. Merci à vous pour votre attention et à bientôt !
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Expatrié en Turquie depuis 2015 où je suis étudiant en droit, je suis également un crypto-enthousiaste et je m'intéresse principalement au minage et aux matériels de minage. Mes autres centres d'intérêts sont l'actualité, la géopolitique et les relations internationales. Je suis aussi polyglotte, pianiste et joueur de jeux-vidéo à mes heures perdues.
Bilal Kati
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