Algorithmes de consensus blockchain et leurs variantes

Cet article est rédigé pour les débutants qui commencent tout juste à découvrir l’univers crypto. Nous voulons vous aider un peu. Comme vous l’avez peut-être deviné, cet article portera sur les algorithmes de consensus blockchain.

Sur le marché de la blockchain, il existe de nombreux algorithmes de consensus qui nous permettent de choisir quel est le nœud le plus pertinent pour signer le bloc suivant. Certains sont bien connus et souvent utilisés, comme l’algorithme PoW, et d’autres essaient seulement de se faire une place au soleil.

Que sont les algorithmes de consensus ?

La plupart des cryptomonnaies disposent d’une blockchain, contrôlée par un mécanisme de construction du consensus. L’objectif de cet algorithme de consensus est d’enregistrer les informations dans la blockchain, ainsi que d’assurer le fonctionnement sûr et efficace du réseau de la cryptomonnaie.

Les données des transactions dans les cryptomonnaies sont enregistrées dans la blockchain et ne peuvent ensuite plus être modifiées. Un mécanisme de consensus vérifie la validité de ces transactions. La particularité de ce principe est que la confirmation des informations de chaque transaction doit être fournie par 51% des participants du réseau. L’algorithme de consensus doit être conçu de manière à garantir le fonctionnement stable du réseau.

Voici les variétés les plus populaires des algorithmes de consensus blockchain.

Proof-of-Work (PoW)

Grâce à Bitcoin, l’algorithme de consensus PoW est le moyen le plus connu de confirmer les transactions. L’idée principale est que les nœuds du réseau blockchain, lors de la confirmation des transactions, effectuent un travail de calcul complexe, dont le résultat peut être facilement et rapidement vérifié par les autres nœuds du réseau.

Le premier nœud qui a entièrement effectué tous les calculs nécessaires reçoit une récompense de la part du réseau blockchain. Tous les nœuds se battent entre eux (en augmentant la capacité des ressources de calcul) pour être le nœud qui reçoit une récompense.

Inconvénients de l’algorithme de consensus PoW :

• Des coûts énergétiques absurdes
• Un grand nombre de nœuds effectuent des calculs, mais en réalité, un seul (le premier) réalise un travail réussi et reçoit une récompense. C’est la principale raison de la création de nouveaux algorithmes de consensus.

Proof-of-Stake (PoS)

PoS est l’un des algorithmes de consensus les plus populaires dans les réseaux blockchain. Dans cet algorithme, le créateur du bloc suivant dans la blockchain sélectionne un nœud qui possède un solde plus important — le nombre de ressources, comme des coins dans la cryptomonnaie. Pour la création du bloc lui-même, le nœud ne reçoit pas de récompense. La récompense est versée pour la transaction.

Options possibles de sélection des nœuds :

• au hasard parmi les nœuds les plus « riches » ;
• au hasard parmi les nœuds les plus anciens.

Inconvénients de l’algorithme de consensus PoW :

• Motivation à la concentration des fonds, ce qui peut conduire à la centralisation du réseau.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

DPoS est l’une des variantes de l’algorithme de consensus Proof-Of-Stake, dans laquelle les blocs sont signés par des représentants sélectionnés. Les détenteurs des plus grands soldes choisissent leurs représentants, chacun d’eux ayant le droit de signer des blocs dans le réseau blockchain. Chaque représentant ayant un ou plusieurs pour cent de tous les votes accède au Conseil. Au sein du « Conseil d’administration » formé, le prochain représentant qui signera le bloc suivant est sélectionné (en rotation). Si, pour une raison quelconque, le représentant a manqué son tour de signature, il est privé des votes délégués et quitte le « Conseil d’administration », après quoi le prochain candidat le plus approprié est choisi pour le remplacer.

Les détenteurs de soldes déléguant les votes ne perdent en aucun cas le contrôle de ceux-ci, puisqu’ils peuvent à tout moment les retirer au représentant.

Leased Proof-of-Stake (LPoS)

LPoS est une autre modification de l’algorithme Proof-of-Stake. Il n’est pris en charge que par la plateforme Waves. Dans le cadre de cet algorithme, tout utilisateur a la possibilité de mettre son solde en location à des nœuds de minage, et pour ces nœuds de minage – de partager une partie des profits avec les utilisateurs. Cet algorithme de consensus permet de générer des revenus grâce aux activités de minage sans utiliser le minage lui-même.

Proof-of-Importance (PoI)

PoI est l’algorithme de consensus utilisé par la plateforme blockchain NEM. L’importance de chaque utilisateur dans le réseau NEM est définie par le montant de fonds disponibles sur son solde et par le nombre de transactions effectuées depuis/vers son portefeuille. Contrairement au PoS plus courant, qui ne prend en compte que le solde des fonds disponibles de l’utilisateur, PoI prend en compte à la fois le montant des fonds et l’activité de l’utilisateur dans le réseau blockchain. Cette approche incite les utilisateurs non seulement à hodl des fonds, mais aussi à les utiliser activement.

Proof-of-Authority (PoAuthority)

L’algorithme de consensus PoA se distingue des autres algorithmes parce qu’il n’a pas besoin de minage du tout, comme dans les cas de PoW ou PoS. Dans un réseau blockchain basé sur PoA, toutes les transactions et tous les blocs sont vérifiés via des comptes approuvés (validateurs). L’exécution des transactions et la création des blocs se font automatiquement à l’aide de la puissance de calcul du validateur.

Le point négatif de l’utilisation de l’algorithme de consensus PoA :

•  Comme il ressort de la description –  les personnes clés sont les validateurs, ce qui conduit à la centralisation. Probablement que dans certains cas, dans des réseaux privés et avec l’aide de comptes totalement (dans la mesure du possible) dignes de confiance, cela a du sens.