L’évolution des mécanismes de consensus Blockchain

L’évolution des mécanismes de consensus Blockchain

Horodatage: 16 février 2023 3:59
L'évolution des mécanismes de consensus Blockchain PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.
  • L'un des composants les plus importants d'un système décentralisé est le mécanisme de consensus que le réseau blockchain utilise pour valider les transactions.
  • Nous explorerons les différents types de mécanismes de consensus utilisés dans les crypto-monnaies et leurs caractéristiques uniques.
  • Le mécanisme de consensus le plus populaire en matière de cryptographie est actuellement le Proof of Stake (PoS), suivi de près par le Proof of Work (PoW).

Les crypto-monnaies sont en hausse depuis un certain temps. Leur popularité ne cesse de croître de jour en jour. L’une des principales raisons en est la nature décentralisée des crypto-monnaies. La décentralisation les rend plus sûrs, transparents et moins sujets à la censure ou au contrôle de toute autorité centrale.

L’un des composants les plus importants de ce système décentralisé est le mécanisme de consensus utilisé par le réseau blockchain pour valider les transactions. Cela maintient l’intégrité du grand livre entre les nœuds. Nous explorerons les différents types de mécanismes de consensus utilisés dans les crypto-monnaies et leurs caractéristiques uniques. Même si certains de ces mécanismes de consensus sont peu connus, vous serez surpris de constater que les blockchains populaires les utilisent.

Preuve de travail (PoW)

La preuve de travail est le mécanisme de consensus le plus connu et le plus utilisé dans le monde de la blockchain. PoW a été introduit pour la première fois par Satoshi Nakamoto, le créateur de Bitcoin.  Litecoin et Bitcoin Cash font partie des blockchains de crypto-monnaie populaires qui utilisent la preuve de travail.

PoW fonctionne en obligeant les mineurs à résoudre des problèmes mathématiques complexes en utilisant la puissance de calcul. Le premier mineur à résoudre le problème peut ajouter un nouveau bloc à la chaîne et reçoit une récompense sous forme de crypto-monnaie. Le processus de résolution de ces problèmes mathématiques nécessite beaucoup d’énergie et de puissance de calcul, ce qui rend plus difficile la prise de contrôle du réseau par des acteurs malveillants.

Cependant, PoW présente quelques inconvénients importants. Premièrement, il est énergivore, ce qui peut entraîner des frais de transaction élevés et une augmentation des émissions de carbone. Deuxièmement, il peut être vulnérable aux attaques à 51 %, dans lesquelles un attaquant prend le contrôle de la majorité de la puissance de calcul du réseau, lui permettant ainsi de doubler ses dépenses et de manipuler le grand livre.

Lire: Le minage de crypto connaît-il une chute irréversible ?

Preuve de participation (PoS)

Proof of Stake est un mécanisme de consensus plus récent qui vise à résoudre les problèmes de consommation d'énergie et d'évolutivité du PoW. Les validateurs du système PoS, également appelés jalonneurs, sont sélectionnés pour valider les nouveaux blocs en fonction de la quantité de cryptomonnaie qu'ils possèdent et qu'ils ont « mise en jeu » sur le réseau. Les validateurs reçoivent des frais de transaction sous forme de crypto-monnaie.

Le PoS nécessite beaucoup moins d’énergie que le PoW car il ne repose pas sur la résolution de problèmes mathématiques complexes par les mineurs. Proof of Stake est également beaucoup plus rapide, traitant les transactions en moins de temps. Cependant, le PoS est plus sensible à la centralisation car il récompense ceux qui possèdent déjà de grandes quantités de crypto-monnaie et peut décourager les nouveaux utilisateurs de rejoindre le réseau. Cardano, Binance Smart Chain et Ethereum sont des exemples de blockchains PoS.

Preuve de participation déléguée (DPoS)

La preuve de participation déléguée est similaire au PoS, mais elle ajoute une couche de gouvernance supplémentaire. Dans un système DPoS, les parties prenantes votent pour élire un petit groupe de délégués chargés de valider les transactions et d'ajouter de nouveaux blocs à la chaîne.

Le DPoS est encore plus rapide que le PoS car il y a moins de validateurs et il permet une plus grande évolutivité à mesure que le nombre de transactions par seconde augmente. Cependant, comme le PoS, le DPoS peut être vulnérable à la centralisation puisque les délégués sont responsables de l'essentiel de la validation et de la prise de décision sur le réseau. Tron est la blockchain la plus populaire utilisant DPoS.

Preuve d'autorité (PoA)

La preuve d'autorité est un mécanisme de consensus qui s'appuie sur des validateurs de confiance pour ajouter de nouveaux blocs à la chaîne. Dans un système PoA, les validateurs sont des nœuds de confiance qui ont été pré-approuvés par le réseau et dont l'identité est connue de tous les participants. Les validateurs maintiennent l’intégrité du réseau. Ils veillent à ce que de nouvelles transactions soient ajoutées à la chaîne.

Le PoA est beaucoup plus rapide et moins gourmand en énergie que le PoW, ce qui le rend plus évolutif et plus rentable pour les petits réseaux. Cependant, il est également plus centralisé, car les validateurs ont un pouvoir et un contrôle importants sur le réseau. VeChain utilise le mécanisme de consensus du PoA.

Preuve du temps écoulé (PoET)

La preuve du temps écoulé est un mécanisme de consensus qui utilise un environnement d'exécution fiable pour sélectionner aléatoirement un validateur. Dans un système PoET, chaque nœud du réseau attend une durée aléatoire dans l'environnement de confiance, et le nœud qui attend le moins de temps est sélectionné pour valider le prochain

La preuve du temps écoulé (PoET) est un mécanisme de consensus qui sélectionne de manière aléatoire un validateur à l'aide d'un environnement d'exécution fiable dans lequel chaque nœud du réseau attend une durée aléatoire. Une fois sélectionné, un nœud ajoute le nouveau bloc à la chaîne et reçoit une récompense pour son travail. PoET est plus rapide et plus économe en énergie que PoW, plus évolutif que PoS et adapté aux réseaux blockchain privés. PoET peut cependant être limité par la disponibilité de l’environnement d’exécution fiable et est vulnérable aux attaques de nœuds malveillants. Hyperledger dent de scie est une plateforme blockchain développée par le projet Hyperledger de la Linux Foundation. Il utilise PoET comme mécanisme de consensus.

Tolérance de panne byzantine (BFT)

La tolérance aux pannes byzantine (BFT) est un mécanisme de consensus qui permet aux nœuds d'un réseau de parvenir à un accord sur l'état de la blockchain, même en présence de nœuds malveillants ou défectueux. BFT exige une majorité qualifiée ou un seuil de validateurs pour s'entendre sur chaque décision, ce qui garantit qu'un consensus peut toujours être atteint même si certains validateurs sont malveillants ou défectueux. BFT est très résilient et rapide, ce qui le rend adapté aux applications critiques qui nécessitent de la fiabilité. Cependant, BFT peut être complexe et gourmand en ressources, et peut ne pas convenir à toutes les applications blockchain qui nécessitent des niveaux élevés de décentralisation. Tendermint, Corde ainsi que La Balance ratée de Meta sont des exemples de blockchains qui utilisent le mécanisme de consensus BFT.

Tolérance aux pannes byzantines pratiques (pBFT)

Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) est une version améliorée du mécanisme de consensus BFT, conçue pour améliorer l'efficacité du consensus dans les réseaux à grande échelle. pBFT nécessite une majorité des deux tiers des validateurs pour parvenir à un accord. pBFT utilise un modèle de leadership tournant pour empêcher la concentration du pouvoir dans un seul validateur. pBFT est rapide, efficace et couramment utilisé dans les réseaux blockchain d'entreprise qui nécessitent des niveaux élevés de sécurité et de fiabilité. Cependant, pBFT peut être moins adapté aux réseaux publics de blockchain qui nécessitent un degré élevé de décentralisation. Chaîne de blocs Hyperledger Fabric Le réseau utilise le mécanisme pBFT. Quorum est une blockchain développée par JP Morgan qui utilise Istanbul BFT (IBFT). IBFT est une variante de pBFT.

Accord byzantin fédéré (FBA)

L'Accord Federated Byzantine (FBA) est un mécanisme de consensus qui permet à un groupe de nœuds de confiance de parvenir à un consensus sur l'état d'une blockchain. Les nœuds du système Expédié par Amazon sont organisés en groupes ou « quorums » qui ont leur propre processus de consensus. Chaque quorum choisit un ensemble de « validateurs » chargés de maintenir la blockchain. Pour parvenir à un consensus, les validateurs échangent des messages entre eux et avec d'autres quorums. FBA utilise un système de vote qui nécessite une majorité qualifiée de validateurs pour se mettre d'accord sur une transaction. Ce n'est qu'alors qu'il est ajouté à la blockchain.

Les réseaux blockchain autorisés utilisent généralement le consensus FBA. Les participants aux réseaux autorisés sont connus et dignes de confiance. Il constitue un moyen rapide et efficace de parvenir à un consensus tout en garantissant un haut degré de sécurité et de fiabilité. FBA peut être moins adapté aux réseaux publics de blockchain qui nécessitent un degré élevé de décentralisation. Il peut également avoir des difficultés à parvenir à un consensus avec un nombre limité de validateurs. Ripple ainsi que Stellaire sont deux blockchains très populaires qui utilisent le mécanisme de consensus FBA.

Graphe acyclique dirigé (DAG)

Un mécanisme de consensus à graphique acyclique dirigé (DAG) diffère des structures de blockchain traditionnelles en utilisant un graphe dirigé pour organiser et valider les transactions. Dans un système DAG, chaque transaction est vérifiée par les transactions précédentes. De nouvelles transactions peuvent être ajoutées au graphique sans qu'il soit nécessaire qu'une entité centralisée les vérifie.

DAG confirme plus rapidement que les systèmes blockchain traditionnels. Plusieurs nœuds du réseau valident simultanément les transactions. Cependant, DAG peut être confronté à des problèmes d’évolutivité à mesure que le nombre de transactions dans le graphique augmente. La sécurité peut également être un problème puisque DAG n'utilise pas une seule blockchain pour valider les transactions. IOTA, Nano ainsi que Hedera Hashgraph les blockchains utilisaient un consensus basé sur DAG.

Le mécanisme de consensus le plus populaire dans le domaine des crypto-monnaies est actuellement le Proof of Stake (PoS), suivi de près par le Proof of Work (PoW). Le PoS gagne en popularité en raison de son efficacité énergétique par rapport au PoW, qui nécessite de grandes quantités de puissance de calcul. De nombreuses nouvelles crypto-monnaies mettent en œuvre le PoS. L'Ethereum, l'une des plus grandes crypto-monnaies, est passée du PoW au PoS. Cependant, PoW reste populaire parmi les établis. Bitcoin utilise PoW depuis longtemps et dispose d’un vaste réseau de mineurs investis dans le système.

Lire: La preuve de réserve sauve l'industrie africaine de la cryptographie des fausses sociétés blockchain

Horodatage:

Plus de Web 3 Afrique