Les algorithmes de consensus : la preuve de travail différée

Temps de lecture : 5 minutes

Introduction

Troisième article d’une longue série sur les algorithmes de consensus. Cet article est une traduction partielle et libre de celui là.

Les algorithmes de consensus sont la base de toutes les chaînes de blocs / DAG

¹

. Ils constituent la partie la plus importante des plateformes blockchain / DAG.

Sans eux (algorithmes de consensus), nous n’aurions qu’une base de données muette et immuable.

Nous listons ici (et dans les articles suivants) tous les principaux algorithmes de consensus et évaluerons leurs avantages et leurs inconvénients.

Si vous trouvez quelque chose qui manque ou qui ne va pas, dites-le dans les commentaires. En outre, l’article sera mis à jour régulièrement au fur et à mesure que j’étudie davantage ces algorithmes et leurs impacts économiques.

Cliquez-ici pour découvrir ce qu’est un algorithme de consensus

Preuve de Travail différée

Avantages :

• Faible consommation
• Sécurité accrue
• Peut ajouter de la valeur à d’autres blockchains en offrant indirectement une sécurité Bitcoin (ou toute chaîne sécurisée) sans payer le coût des transactions Bitcoin (ou de toute chaîne sécurisée)

Les inconvénients :

• Seules les blockchains utilisant PoW ou PoS peuvent faire partie de ce consensus.
• En mode «Notaires actifs», le hashrate² de différents noeuds (notaire et normal) doit être étalonné, sinon la différence entre les hashrates peut exploser (voir ci-dessous pour plus d’explications).

Utilisé par : Komodo.

Type : Consensus collaboratif.

Explications :

La preuve de travail différée (dPoW) est une méthode consensuelle hybride qui permet à une blockchain de tirer parti de la sécurité fournie par le pouvoir de hachage d’une blockchain secondaire.

Ceci est réalisé grâce à un groupe de « notary nodes³ » qui ajoutent des données de la première chaîne à la seconde, ce qui nécessiterait alors que les deux chaînes soient compromises pour nuire à la sécurité de la première.

Le premier à utiliser cette méthode de consensus est Komodo, qui est rattaché à la blockchain Bitcoin.

La blockchain qui s’appuie sur dPoW peut utiliser les algorithmes de consensus de Preuve de travail (PdT) ou Preuve de participation (Proof of Stake – PoS) pour fonctionner; et il peut s’attacher à n’importe quelle blockchain en PoW souhaitée.

Cependant, le taux de hachage de Bitcoin offre actuellement le plus haut niveau de sécurité pour que les chaînes de blocs soient sécurisées par dPoW.

L’illustration ci-dessous montre la relation entre des enregistrements individuels de la blockchain primaire et sa blockchain en PoW attachée :

Un système dPoW comprend deux types de nœuds : les « noeuds notaires » et les nœuds normaux.

Les 64 noeuds notaires sont élus par les parties prenantes de la blockchain dPoW pour ajouter (notariser) les blocs confirmés de la blockchain dPoW à la blockchain en PoW attachée.

Une fois un bloc terminé, son hachage est ajouté à une transaction Bitcoin signée par 33 des noeuds notaires, créant ainsi un enregistrement des hachages de bloc dPoW sur la blockchain Bitcoin notarisés par la majorité des noeuds notaires du réseau.

Pour éviter les guerres minières entre les nœuds de notaires, qui réduiraient l’efficacité du réseau, Komodo a mis au point une méthode d’extraction à la volée qui fonctionne selon deux modes.

Le mode «Pas de notaire» permet à tous les nœuds du réseau d’exploiter des blocs, comme un mécanisme de consensus de PoW traditionnel; toutefois, en mode «Notaires actifs», les notaires du réseau seront exploités à un taux de difficulté du réseau considérablement réduit.

Dans ce schéma, chaque nœud de notaire est autorisé à extraire un bloc au taux de difficulté actuel, tandis que les autres nœuds de notaire doivent miner à 10 fois le taux de difficulté actuel et tous les nœuds normaux mineront toujours à 100 fois le taux de difficulté des nœuds de notaire.

dPoW : mineurs notaires et mineurs normaux

Mais cela pose des problèmes. Comme mentionné dans l’une de mes conversations avec le fondateur de Komodo, cela peut entraîner de grandes différences entre le hashrate des mineurs notaires et des mineurs normaux :

Nous nous accordons pour que les mineurs notaires atteignent 25 % du hashrate total.

Plus le pourcentage de hashrate des mineurs externe est faible, plus les mineurs notaires mettent du temps à miner.

Le vrai hashrate n’a pas d’effet sur les mineurs notaires, ils peuvent toujours miner un bloc tous les 65 blocs, peu importe que les mineurs extérieurs soit à 10MH⁴, 10GH ou 10TH ou même 10PH.

Mais nous avons besoin de le calibrer à la réalité, ou bien la difficulté risque d’exploser. À nos début sur le testnet, la difficulté a explosé jusqu’à des milliards, alors nous avons ajouté le free for all⁵ mining, une fois par 2 000 blocs où les noeuds notaires ne sont pas capable de miner à une difficulté facile, mais qu’ils continuent à notariser⁶. Cela a pour effet de réinitialiser la difficulté au hashrate actuel.

Si vous souhaitez avoir la version originale car ma traduction n’est pas forcément exemplaire, cliquez-ici.

Le système dPoW est conçu pour permettre à la blockchain de continuer à fonctionner sans les nœuds de notaire.

Dans une telle situation, la blockchain dPoW peut continuer à fonctionner sur la base de sa méthode de consensus initiale; cependant, elle n’aurait plus la sécurité supplémentaire de la blockchain attachée.

Conclusion sur la Preuve de Travail Différée

Une preuve de travail différée (ou retardée) permet donc une sécurité accrue et une consommation d’énergie réduite pour toute blockchain utilisant cette méthode de consensus.

Par exemple, étant donné que Komodo utilise l’algorithme de hachage Equihash pour empêcher l’extraction avec des ASIC et qu’il utilise une méthode d’extraction alternée pour les nœuds de notaire, les incitations sont structurées pour réduire le risque que la concurrence entre les nœuds entraîne une utilisation excessive d’énergie ou de puissance de calcul.

En outre, une blockchain dPoW telle que Komodo peut ajouter de la valeur à d’autres chaînes en fournissant indirectement la sécurité Bitcoin sans payer le coût des transactions Bitcoin : Une troisième blockchain utilisant dPoW peut être associée à Komodo, qui est ensuite associée à Bitcoin.

De cette manière, les blockchains en dPoW peuvent bénéficier du taux de hachage élevé de Bitcoin sans devoir être directement attaché à la blockchain de Bitcoin.

Enfin, les fonctions séparées des noeuds notaires et des noeuds normaux au sein du système garantissent que le mécanisme de consensus initial continue de fonctionner en cas de défaillance des noeuds notaires.

Cette interdépendance incite d’autres réseaux à prendre en charge la maintenance continue du réseau Bitcoin sans devenir entièrement dépendant de sa fonctionnalité directe.

En savoir plus :

• Preuve de Travail Différée
• Introduction au minage
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1. Cliquez-ici pour la définition de DAG en Français
2. taux de hash du minage
3. Je vais utilisé le terme noeuds notaires par la suite
4. MH signifie Mega Hash, en général exprimé en seconde, c’est la puissance de mining
5. une situation ou un événement désorganisé ou sans restriction auquel tout le monde peut participer
6. Faire des enregistrements entre la blockchain dPoW et la blockchain PoW