Consensus et systèmes de preuve

Valentin Blanc, Fernanda Chatelard, Erika Dewald, Marc Durand, Benjamin Fragny, Youness Garah, Lolita Gillet, Benoît Lopez, Isabelle Maleyre, Baptiste Saint-Martin, Éric Seulliet, Michael Sigda, Jérôme Tixier, Inès Trojette, Yannick Vincent et Cathy Zadra-Veil

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Blanc, V., Chatelard, F., Dewald, E., Durand, M., Fragny, B., Garah, Y., Gillet, L., Lopez, B., Maleyre, I., Saint-Martin, B., Seulliet, É., Sigda, M., Tixier, J., Trojette, I., Vincent, Y., & Zadra-Veil, C. (2021). Consensus et systèmes de preuve. Dans C. Zadra-Veil (dir.), Blockchain & immobilier. Le smart bail. Mis en ligne le 06 février 2023, Cahiers ESPI2R, consulté le 24 mai 2024. URL : https://www.cahiers-espi2r.fr/1045

Il existe une cinquantaine de preuves plus innovantes les unes que les autres. Par souci de clarté, nous allons exposer deux types principaux : la preuve de travail et la preuve d’enjeu.

Défini comme un « accord de plusieurs personnes... dans un domaine déterminé » ou comme une « interdépendance de plusieurs organes dans l’accomplissement des fonctions vitales » (Trésor de la langue française informatisé), le consensus représente le mode de gouvernance d’une blockchain.

Ce consensus se matérialise dans la preuve, qui permet d’atteindre ce consensus distribué qui caractérise la blockchain, et donc de valider la transaction.

La preuve de travail ou preuve de calcul

La Proof of Work (PoW), « preuve de travail » dite aussi « preuve de calcul », repose sur le minage, « une compétition cryptographique » (Faure-Muntian, de Ganay & Le Gleut, 2018, p. 37).

L’ensemble des nœuds de minage faisant partie du réseau – les mineurs – poursuit un objectif commun : celui de calculer le plus vite possible le hash d’un bloc en y ajoutant un nonce, c’est-à-dire une série de chiffres 0, avant le hash obtenu répondant à une certaine propriété. Le premier mineur à trouver est rémunéré d’un certain nombre de jetons.

La façon d’obtenir ce résultat est de tester plusieurs nonces, jusqu’à trouver celui qui correspond. En exigeant un certain nombre de 0 en début de hash, la probabilité de trouver le nonce correct peut baisser très rapidement jusqu’à devenir infime. Le nombre de calculs pour avoir la chance de trouver la solution est très élevé, il faut beaucoup de temps et surtout beaucoup d’énergie, c’est pourquoi chaque bloc doit impérativement avoir une difficulté de minage inférieure au hash.

Ces caractéristiques servent avant tout à vérifier que le document est complet et non falsifié. Cela permet aussi de pouvoir effectuer des signatures sans révéler le contenu du document et de pouvoir le répéter de façon automatique sous forme d’algorithme. Le minage permet d’effectuer des milliers de calculs afin de trouver le hash jusqu’à la validation et l’obtention de la règle émise au moment du cryptage.

La preuve d’enjeu ou de participation

Le mécanisme de consensus basé sur la Proof of Stake (PoS), « preuve d’enjeu ou de participation », est très différent du PoW. Dans cette configuration, chacun des nœuds du réseau doit être capable de prouver qu’il possède une somme (token). Cette somme est mise en jeu à chaque tentative de validation ; soit les informations sont bonnes et la mise est rendue, soit elle disparaît.

Le protocole de PoS est basé sur le choix d’un nœud aléatoire. Une règle particulière est basée sur la détention, c’est-à-dire que c’est le nœud qui détient le plus de tokens, depuis le plus longtemps, qui sera élu forgeron (en PoS, on ne parle pas de minage mais de forgeage, qui fait directement référence à un stock d’acier).

Ce type de preuve permet dans un premier temps de dimi­nuer le temps de validation et l’énergie nécessaire à la validation.

L’un des champs d’application de la blockchain le plus prometteur est le smart contract. Comme le rappelle le professeur de droit Mustapha Mekki (2020, p. 69), le smart contract n’est pas apparu avec cette technologie puisqu’il date des années 50. En tant que programme autonome qui s’exécute automatiquement sans intervention humaine, un distributeur automatique est, par exemple, un smart contract.

Figure 12. Comparaison entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu.

Figure 12. Comparaison entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu.

Adapté et traduit de Proof of Work or Proof of Stake, par Cointelegraph (s. d.). Dans C. Harper, Making Sense of Proof of Work vs. Proof of Stake, 2018.
Illustrations : Canva. Réalisation : les auteurs.

Figure 12. Comparaison entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu.

Figure 12. Comparaison entre la preuve de travail et la preuve d’enjeu.

Adapté et traduit de Proof of Work or Proof of Stake, par Cointelegraph (s. d.). Dans C. Harper, Making Sense of Proof of Work vs. Proof of Stake, 2018.
Illustrations : Canva. Réalisation : les auteurs.

Valentin Blanc

Étudiant, MIFIM, ESPI

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