Si vous vous intéressez aux cryptomonnaies et à la technologie blockchain, vous avez sans doute vu ou entendu le mot nœud, ou son équivalent anglais, node. Mais savez-vous de quoi il s'agit exactement ?

En informatique, un nœud est une machine faisant partie d'un réseau pair-à-pair. Contrairement à l'architecture client-serveur , l'architecture pair-à-pair est symétrique : sur un tel réseau, chaque nœud possède les mêmes privilèges que tous les autres nœuds.

Architectures client-serveur et pair-à-pair nœud

 

Dans le contexte des blockchains, un nœud est un ordinateur qui détient une copie du registre des transactions (la fameuse blockchain) et qui l'entretient grâce à ses interactions avec les autres utilisateurs. Chaque nœud s'assure du respect des règles de consensus, nécessaires à l'intégrité du système. On parle parfois de nœud complet (full node) pour insister sur le fait que le nœud prend part à toutes les opérations réalisées sur le réseau.

Ce modèle de réseau distribué garantit la robustesse du système : si un nœud tombe en panne ou est attaqué, cela n'affecte pas sensiblement le fonctionnement du réseau. C'est notamment ce qui a fait le succès de BitTorrent, qui se base sur une architecture pair-à-pair et qui fonctionne sans discontinuer depuis son lancement en 2002.

Sur les réseaux ouverts comme ceux de Bitcoin ou d'Ethereum, n'importe quelle personne désirant créer un nœud peut le faire. Elle aura ainsi une copie des différentes transactions qui ont eu lieu sur la blockchain concernée. En revanche, pour des modèles fermés comme Hyperledger, cela pourra ne pas être le cas et les nœuds pourront être sélectionnés préalablement.

Enfin, un nœud peut prendre le rôle de validateur en participant au modèle de consensus du réseau. Dans le cas de la preuve de travail par exemple utilisée par Bitcoin, les nœuds validateurs sont sélectionnés selon leur dépense d'énergie : en déployant de la puissance de calcul pour trouver la solution à un problème mathématique, ils s'assurent d'augmenter leurs chances d'ajouter un bloc à la chaîne et de remporter la récompense associée. De tels nœuds validateurs sont appelés des mineurs.

 

 

Quel est l'intérêt de cette multiplicité de nœuds ?

L'utilité d'un grand nombre de nœuds réseau est de préserver l'intégrité d'une blockchain, en augmentant la robustesse du système. Cela permet aux cryptomonnaies d'être insensibles aux tentatives de piratage et aux coupures d'électricité. Même si un seul nœud permet, en théorie, de garder en mémoire toutes les transactions du réseau, la plupart des blockchains possèdent des centaines voire des milliers de nœuds. Chacun de ces nœuds est réparti à travers le monde sur des ordinateurs différents. Plus le nombre de nœuds est important, plus le crypto-actif est robuste.

Il est ainsi hautement improbable qu'une énorme catastrophe puisse mettre en doute l'intégrité d'une blockchain. Les seules réelles menaces seraient une destruction de l'ensemble des appareils stockant une copie de la blockchain. Tant qu'un appareil en possède une copie, il sera possible de continuer les opérations en gardant en mémoire celles s'étant déroulées dans le passé.

Dans le cas où l'ensemble des nœuds du réseau venaient à disparaître, il ne serait ainsi plus possible de déterminer les possessions de chacun des individus et les opérations s'étant effectués dans le passé. Les doubles dépenses ne pourraient plus être évitées et la confiance dans le crypto-actif serait perdue.

L'existence d'un grand nombre de nœuds est donc primordiale pour faire fonctionner le réseau et garantir son intégrité. Sans nœud, il n'y aurait pas de blocs et pas de chaîne pour les lier entre eux.

 

Les différentes sortes de nœuds

Il peut arriver qu'on distingue différents types de nœuds en fonction des données qu'ils conservent. On retrouve en particulier :

  • Les nœuds complets (full nodes). Ces nœuds conservent l'intégralité de la chaîne de blocs, c'est-à-dire toutes les transactions ayant eu lieu depuis la genèse de la cryptomonnaie concernée. Cela peut résulter en une taille volumineuse : en juillet 2020, la blockchain de Bitcoin (BTC) pesait 285 Go, et celle d'Ethereum 410 Go (Geth).
  • Les nœuds archiveurs (archive nodes). Il s'agit de nœuds complets qui, outre la chaîne de blocs, conservent aussi l'ensemble des états intermédiaires du système. Ils sont plutôt utiles dans le cas d'Ethereum, mais aussi très gourmands en espace disque : 4,6 To en juillet 2020 pour Ethereum (Geth).
  • Les nœuds réduits (pruned nodes). Ces nœuds ne conservent qu'une partie récente de la chaîne de blocs (souvent quelques mois), afin de limiter l'espace de stockage. Cela ne les empêche pas de vérifier toutes les opérations ayant lieu sur le réseau et de pouvoir diffuser des transactions et des blocs.
  • Les « nœuds » légers (light nodes). Ces derniers ne sont pas des nœuds à part entière puisqu'ils n'ont pas la capacité de suivre l'intégralité des opérations de la chaîne. Ils conservent généralement la chaîne des entêtes de façon à pouvoir vérifier l'intégrité de données spécifiques (une transaction par exemple). Ces clients légers font partie de ce qu'on appelle le réseau étendu.

 

 

Pourquoi faire tourner un nœud sur son ordinateur ?

Lorsqu'on fait tourner un nœud simple sur son ordinateur, on ne reçoit pas d'argent. Les raisons de faire tourner un nœud sont néanmoins multiples :

  • L'altruisme. Certaines personnes font tourner un nœud car ils soutiennent une cryptomonnaie (comme le bitcoin) et souhaitent que celle-ci continue à perdurer dans le futur. C'est ce qui a poussé les premiers utilisateurs de Bitcoin à installer et faire tourner le logiciel sur leur ordinateur. Comme le disait Hal Finney : « il me semble que l'altruisme simple peut suffire à faire en sorte que le réseau continue de fonctionner correctement. »
  • La souveraineté monétaire. Posséder un nœud permet de s'assurer de manière certaine qu'aucune transaction n'est omise et que le protocole qu'on utilise est le bon. Cela permet notamment de vérifier que les règles de consensus sont appliquées correctement et qu'aucune création monétaire supplémentaire n'a lieu.
  • La gestion d'une entreprise spécialisée. Les entreprises du domaine doivent entretenir des nœuds pour récupérer les informations liées aux différentes cryptomonnaies. On peut citer les plateformes d'échange (Coinbase, Kraken, Binance), les processeurs de paiement (BitPay, Coinbase Commerce, chaque commerçant BTCPay), les sites affichant des statistiques financières (CoinGecko, CoinMarketCap), les explorateurs de blocs (Blockchair, Blockchain.com), ou encore les interfaces d'applications décentralisées.
  • La validation des transactions. Pour être un validateur et être rémunéré, il faut faire tourner un nœud complet. En effet, si les données que l'on inscrit dans un bloc sont invalides, alors on est pénalisé (par une dépense d'énergie inutile dans le cas du minage).

 

Comment faire pour créer un nœud ?

Malgré ce qu'on pourrait penser à première vue, faire tourner un nœud sur son ordinateur n'est pas vraiment compliqué. La seule chose à faire est de télécharger un logiciel spécifique et de l'installer. Il faudra ensuite lancer le logiciel régulièrement afin que celui-ci se mette continuellement à jour avec les nouvelles transactions s'étant déroulées.

Il vous faudra néanmoins vous assurer que votre matériel puisse supporter la charge liée à la transmission, à la vérification et au stockage des données. On identifie ainsi quatre facteurs limitants :

  • La capacité de stockage sur disque dur pour conserver la blockchain. À titre d'illustration, la chaîne de blocs de Bitcoin (BTC) pesait 285 Go en juillet 2020.
  • La mémoire vive ou flash afin de stocker l'état du système et les données de la mempool. Par exemple, l'ensemble des UTXO de Bitcoin pesait 3,7 Gio en juillet 2020.
  • La bande passante de la connexion Internet pour recevoir et envoyer les nouvelles transactions et les nouveaux blocs.
  • La puissance du processeur pour vérifier la validité des transactions et des blocs.

Certains protocoles de cryptomonnaie sont néanmoins plus exigeants que d'autres pour suivre le rythme. Un nœud Ethereum va ainsi être bien plus gourmand en ressources qu'un nœud Bitcoin par exemple.

👉 Si vous souhaitez mettre en place votre propre nœud Bitcoin, nous vous recommandons de suivre le tutoriel très instructif de Sosthène à ce sujet : Devenez un citoyen de première classe ! Installez votre nœud Bitcoin et utilisez-le pour vos transactions.

 

Le cas particulier des masternodes

Certaines cryptomonnaies telles que Dash fonctionnent grâce à des nœuds particuliers qui jouent un rôle spécial sur le réseau : les masternodes ou nœuds-maîtres en français. Dans le modèle de consensus utilisé par ces cryptomonnaies, le masternode occupe une place centrale et possède beaucoup plus d'importance qu'un simple nœud classique.

Malheureusement, le nombre de masternodes existants est limité et ce ne sont souvent que seules quelques personnes ou entreprises qui peuvent en faire tourner un.

👉 Le sujet des masternodes est un peu plus complexe que celui des nœuds classiques. Nous vous conseillons de consulter nos deux articles dédiés afin d'en apprendre plus sur les masternodes :

 

Conclusion sur l'intérêt des nœuds pour le fonctionnement d'une blockchain

Les nœuds sont essentiels pour le fonctionnement des blockchains, au même titre que la validation (minage / forgeage). Le fait que le registre des transactions soit distribué et que la charge soit répartie sur un réseau pair-à-pair garantit la robustesse du système. Sans cette décentralisation, les cryptomonnaies ne pourraient pas exister.

Il existe déjà un nombre important de nœuds dans le monde et leur nombre pourrait continuer à augmenter à mesure que les cryptomonnaies gagnent en popularité. De plus, pour certains crypto-actifs, cette tâche pourrait se professionnaliser et devenir plus efficace au fil du temps.

 

Cet article a été mis à jour par Ludovic Lars le 9 juillet 2020.

 

 

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A propos de l'auteur : Nicolas Impellizzeri

Nicolas, plus connu sous le pseudo Arnfast sur Internet. Je suis joueur de poker professionnel depuis 2007 et mordu de crypto-monnaies depuis 2017. Auteur de plusieurs e-books sur le monde du poker, je me consacre aujourd’hui à la rédaction d’articles sur le Bitcoin et la Blockchain. Mais pas que, j’aime également écrire sur la finance de façon plus générale. Être rédacteur crypto pour Cryptoast est pour moi l’occasion de partager mon savoir de la façon la plus didactique possible et d’aider les débutants à découvrir cet univers grâce à du contenu éducatif, comme j’aurais aimé le trouver lors de mon apprentissage.
Tous les articles de Nicolas Impellizzeri.

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