Comment fonctionne l'extraction de bitcoin ?

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Qu'est-ce que l'exploitation minière de bitcoin ?

L'extraction de la cryptoconnaissance est une opération laborieuse, coûteuse, et qui n'est que sporadiquement gratifiante. Néanmoins, l'exploitation minière présente un attrait magnétique pour de nombreux investisseurs intéressés par la cryptomonnaie, car les mineurs sont récompensés pour leur travail par des jetons de crypto. Cela peut s'expliquer par le fait que les entrepreneurs considèrent l'exploitation minière comme une question de centimes du ciel, comme les chercheurs d'or de Californie en 1849. Et si vous avez un penchant pour la technologie, pourquoi ne pas le faire ?

PRINCIPALES PISTES

• En exploitant les mines, vous pouvez gagner de la cryptomonnaie sans avoir à mettre de l'argent de côté.

• Les mineurs reçoivent des Bitcoins en récompense pour avoir complété des "blocs" de transactions vérifiées qui sont ajoutés à la chaîne de blocs.

• Les récompenses minières sont versées au mineur qui découvre en premier la solution d'un casse-tête complexe, et la probabilité qu'un participant soit celui qui découvre la solution est liée à la part de la puissance minière totale sur le réseau.

• Il faut soit un GPU (unité de traitement graphique), soit un circuit intégré spécifique à l'application (ASIC) pour mettre en place une plate-forme d'exploitation minière.

Cependant, avant d'investir du temps et de l'équipement, lisez cet explicatif pour savoir si l'exploitation minière est vraiment pour vous. Nous nous concentrerons principalement sur les bitcoins (tout au long, nous utiliserons le terme "bitcoin" pour désigner le réseau ou la cryptocourant comme concept, et le terme "bitcoin" pour désigner une quantité de jetons individuels).

Le principal attrait pour de nombreuses exploitations minières est la perspective d'être récompensé par des bitcoins. Cela dit, il n'est certainement pas nécessaire d'être mineur pour posséder des jetons en cryptocourant. Vous pouvez également acheter des cryptocurrences en utilisant une monnaie fiduciaire ; vous pouvez les échanger sur un marché boursier comme Bitstamp en utilisant une autre cryptographie (par exemple, en utilisant Ethereum ou NEO pour acheter des Bitcoin) ; vous pouvez même les gagner en faisant des achats, en publiant des articles de blog sur des plateformes qui payent les utilisateurs en cryptocurrences, ou même en créant des comptes cryptographiques rémunérés. Un exemple de plateforme de crypto-blogs est Steemit, qui est un peu comme Medium, sauf que les utilisateurs peuvent récompenser les blogueurs en les payant dans une cryptocarte propriétaire appelée STEEM. STEEM peut ensuite être échangée ailleurs contre des bitcoins.

La récompense Bitcoin que les mineurs reçoivent est une incitation qui motive les gens à aider dans le but premier de l'exploitation minière : légitimer et surveiller les transactions Bitcoin, en assurant leur validité. Comme ces responsabilités sont réparties entre de nombreux utilisateurs dans le monde entier, le Bitcoin est une monnaie cryptographique "décentralisée", c'est-à-dire qui ne dépend d'aucune autorité centrale comme une banque centrale ou un gouvernement pour superviser sa réglementation.

Comment exploiter les bitcoins

Les mineurs sont payés pour leur travail d'auditeur. Ils font le travail de vérification de la légitimité des transactions de Bitcoin. Cette convention est destinée à préserver l'honnêteté des utilisateurs de Bitcoin et a été conçue par le fondateur de Bitcoin, Satoshi Nakamoto. En vérifiant les transactions, les mineurs contribuent à prévenir le "problème de la double dépense".

La double dépense est un scénario dans lequel un propriétaire de bitcoin dépense illicitement deux fois le même bitcoin. Avec la monnaie physique, ce n'est pas un problème : une fois que vous remettez à quelqu'un un billet de 20 dollars pour acheter une bouteille de vodka, vous ne l'avez plus, donc il n'y a pas de danger que vous utilisiez ce même billet de 20 dollars pour acheter des billets de loto à côté. S'il est possible que des faux billets soient fabriqués, ce n'est pas exactement la même chose que de dépenser littéralement deux fois le même dollar. Avec la monnaie numérique, cependant, comme l'explique le dictionnaire Startupedia, "il existe un risque que le détenteur fasse une copie du jeton numérique et l'envoie à un commerçant ou à une autre partie tout en conservant l'original".

Supposons que vous ayez un billet de 20 dollars légitime et une contrefaçon de ce même 20 dollars. Si vous essayiez de dépenser à la fois le vrai billet et le faux, quelqu'un qui prendrait la peine de regarder les numéros de série des deux billets verrait qu'il s'agit du même numéro, et donc que l'un d'eux doit être faux. Les mineurs de bitcoin font un travail similaire : ils vérifient les transactions pour s'assurer que les utilisateurs n'ont pas illégitimement essayé de dépenser deux fois le même bitcoin. Ce n'est pas une analogie parfaite - nous l'expliquerons plus en détail ci-dessous.

Une fois que les mineurs ont vérifié des transactions de 1 Mo (mégaoctet) de bitcoin, appelées "bloc", ils peuvent être récompensés par une certaine quantité de bitcoin (voir également ci-dessous pour plus de détails sur la récompense en bitcoin). La limite de 1 Mo a été fixée par Satoshi Nakamoto et fait l'objet d'une controverse, car certains mineurs estiment que la taille du bloc devrait être augmentée pour accueillir davantage de données, ce qui signifierait effectivement que le réseau de bitcoins pourrait traiter et vérifier les transactions plus rapidement.

Il est à noter que la vérification de transactions d'une valeur de 1 Mo rend un monnayeur éligible pour gagner des bitcoins - tous ceux qui vérifient les transactions ne seront pas payés.

1 Mo de transactions peut théoriquement être aussi petit qu'une seule transaction (bien que ce ne soit pas du tout courant) ou plusieurs milliers. Cela dépend de la quantité de données que les transactions absorbent.

"Donc, après tout ce travail de vérification des transactions, il se peut que je n'obtienne toujours pas de bitcoin pour cela ?"

C'est exact.

Pour gagner des bitcoins, vous devez remplir deux conditions. L'une est une question d'effort, l'autre une question de chance.

1) Vous devez vérifier des transactions d'une valeur d'environ 1 Mo. C'est la partie facile.

2) Vous devez être le premier mineur à trouver la bonne réponse, ou la réponse la plus proche, à un problème numérique. Ce processus est également connu sous le nom de preuve de travail.

Que voulez-vous dire par "la bonne réponse à un problème numérique" ?

La bonne nouvelle : Il ne s'agit pas de mathématiques ou de calculs avancés. Vous avez peut-être entendu dire que les mineurs résolvent des problèmes mathématiques difficiles - ce n'est pas tout à fait vrai. En fait, ils essaient d'être le premier mineur à trouver un nombre hexadécimal à 64 chiffres (un "hachage") qui est inférieur ou égal au hachage cible. Il s'agit essentiellement de suppositions.

La mauvaise nouvelle : ce n'est qu'une supposition, mais le nombre total de suppositions possibles pour chacun de ces problèmes étant de l'ordre de billions, c'est un travail incroyablement ardu. Pour résoudre un problème, les mineurs ont d'abord besoin de beaucoup de puissance de calcul. Pour que l'exploitation minière soit réussie, il faut avoir un "taux de hachage" élevé, qui se mesure en termes de mégahashs par seconde (MH/s), de gigahashs par seconde (GH/s) et de térahashs par seconde (TH/s).

Cela représente un grand nombre de hashs.

Si vous souhaitez estimer la quantité de bitcoin que vous pourriez extraire avec le taux de hachage de votre installation minière, le site Cryptocompare propose un calculateur utile.

Exploitation minière et circulation du bitcoin

En plus de remplir les poches des mineurs et de soutenir l'écosystème du bitcoin, l'exploitation minière a un autre objectif vital : c'est la seule façon de mettre en circulation une nouvelle cryptocarte. En d'autres termes, les mineurs sont essentiellement des "monnayeurs". Par exemple, en novembre 2020, il y avait environ 18,5 millions de bitcoins en circulation. Hormis les pièces frappées par le bloc de la genèse (le tout premier bloc, créé par le fondateur Satoshi Nakamoto), chacun de ces bitcoins a vu le jour grâce aux mineurs. En l'absence de mineurs, le réseau Bitcoin existerait toujours et serait utilisable, mais il n'y aurait jamais de bitcoin supplémentaire. Il viendra un temps où l'exploitation des bitcoins prendra fin ; selon le protocole Bitcoin, le nombre total de bitcoins sera plafonné à 21 millions. Cependant, comme le taux de bitcoin "exploité" diminue au fil du temps, le bitcoin final ne sera pas mis en circulation avant 2140 environ. Cela ne signifie pas que les transactions cesseront d'être vérifiées. Les mineurs continueront à vérifier les transactions et seront rémunérés pour ce faire afin de préserver l'intégrité du réseau de Bitcoin.

Outre le gain à court terme de Bitcoin, le fait d'être mineur peut vous donner un pouvoir de "vote" lorsque des changements sont proposés dans le protocole du réseau Bitcoin. En d'autres termes, les mineurs ont une certaine influence sur le processus décisionnel sur des questions telles que la bifurcation.

Combien gagne un mineur

Les récompenses pour l'extraction du bitcoin sont réduites de moitié tous les quatre ans. Lorsque le bitcoin a été exploité pour la première fois en 2009, l'extraction d'un bloc vous rapportait 50 CTB. En 2012, ce chiffre a été réduit de moitié pour atteindre 25 CTB. En 2016, ce chiffre a été réduit de moitié pour atteindre 12,5 CTB. Le 11 mai 2020, la récompense a encore été réduite de moitié, à 6,25 CTB. En novembre 2020, le prix du bitcoin était d'environ 17 900 $ par bitcoin, ce qui signifie que vous gagneriez 111 875 $ (6,25 x 17 900) pour compléter un bloc. Ce n'est pas une mauvaise incitation à résoudre le problème complexe du hachage décrit ci-dessus, semble-t-il.

Si vous voulez savoir précisément quand ces hachages auront lieu, vous pouvez consulter l'horloge Bitcoin, qui met à jour ces informations en temps réel. Il est intéressant de noter que le prix du marché du bitcoin a, tout au long de son histoire, eu tendance à correspondre étroitement à la réduction des nouvelles pièces mises en circulation. Cette réduction a entraîné une augmentation de la rareté et, historiquement, le prix a augmenté avec elle.

Si vous souhaitez savoir combien de blocs ont été exploités jusqu'à présent, plusieurs sites, dont Blockchain.info, vous donneront cette information en temps réel.

De quoi ai-je besoin pour extraire les bitcoins ?

Bien qu'au début de l'histoire de Bitcoin, des individus aient pu rivaliser pour des blocs avec un ordinateur à domicile, ce n'est plus le cas. La raison en est que la difficulté d'extraire des bitcoins change avec le temps. Afin d'assurer le bon fonctionnement de la chaîne de blocs et sa capacité à traiter et à vérifier les transactions, le réseau Bitcoin vise à produire un bloc toutes les dix minutes environ. Toutefois, s'il y a un million de plates-formes minières en concurrence pour résoudre le problème du hachage, elles parviendront probablement à une solution plus rapidement qu'un scénario dans lequel dix plates-formes minières travaillent sur le même problème. Pour cette raison, Bitcoin est conçu pour évaluer et ajuster la difficulté de l'exploitation minière tous les 2 016 blocs, soit environ toutes les deux semaines. Lorsque la puissance de calcul nécessaire à l'exploitation collective de Bitcoin est plus importante, le niveau de difficulté de l'exploitation augmente afin de maintenir la production de blocs à un rythme stable. Moins de puissance de calcul signifie que le niveau de difficulté diminue. Pour avoir une idée de la puissance de calcul nécessaire, lorsque Bitcoin a été lancé en 2009, le niveau de difficulté initial était de un. En novembre 2019, il est de plus de 13 000 milliards.

Tout cela pour dire que, pour pouvoir exploiter les mines de manière compétitive, les mineurs doivent désormais investir dans un équipement informatique puissant comme un GPU (unité de traitement graphique) ou, plus réaliste, un circuit intégré spécifique à l'application (ASIC). Ces équipements peuvent coûter de 500 à plusieurs dizaines de milliers de dollars. Certains mineurs, en particulier les mineurs d'Ethereum, achètent des cartes graphiques individuelles (GPU) comme moyen peu coûteux de bricoler des opérations minières. La photo ci-dessous est une machine minière de fortune, fabriquée à la main. Les cartes graphiques sont ces blocs rectangulaires avec des ventilateurs ronronnants. Notez les attaches en sandwich qui maintiennent les cartes graphiques sur le poteau métallique. Ce n'est probablement pas la façon la plus efficace de creuser, et comme vous pouvez le deviner, de nombreux mineurs sont là autant pour le plaisir et le défi que pour l'argent.

La version "Expliquez-moi ça comme si j'avais cinq ans

Les tenants et aboutissants de l'extraction du bitume peuvent être difficiles à comprendre en l'état. Voici un exemple de la manière dont fonctionne le problème du haschisch : Je dis à trois amis que je pense à un nombre entre 1 et 100, j'écris ce nombre sur un morceau de papier et je le cachette dans une enveloppe. Mes amis n'ont pas à deviner le nombre exact ; ils doivent simplement être les premiers à deviner tout nombre inférieur ou égal au nombre auquel je pense. Et il n'y a pas de limite au nombre de devinettes qu'ils peuvent obtenir.

Disons que je pense au chiffre 19. Si l'ami A devine 21, il perd à cause de 21>19. Si l'ami B devine 16 et l'ami C 12, alors ils sont tous les deux théoriquement arrivés à des réponses viables, à cause de 16<19 et 12<19. Il n'y a pas de "crédit supplémentaire" pour l'ami B, même si la réponse de B était plus proche de la réponse cible de 19. Maintenant, imaginez que je pose la question "devinez à quel nombre je pense", mais que je ne demande pas à trois amis seulement, et que je ne pense pas à un nombre entre 1 et 100. Je pose plutôt la question à des millions de mineurs potentiels et je pense à un nombre hexadécimal à 64 chiffres. Vous voyez maintenant qu'il va être extrêmement difficile de deviner la bonne réponse.

Si B et C répondent tous les deux simultanément, alors l'analogie ELI5 s'effondre.

En termes de bitcoin, les réponses simultanées sont fréquentes, mais à la fin de la journée, il ne peut y avoir qu'une seule réponse gagnante. Lorsque plusieurs réponses simultanées sont présentées qui sont égales ou inférieures au nombre cible, le réseau Bitcoin décidera par une simple majorité - 51 % - quel mineur doit être honoré. En général, c'est le mineur qui a fait le plus de travail ou, en d'autres termes, celui qui vérifie le plus de transactions. Le bloc perdant devient alors un "bloc orphelin". Les blocs orphelins sont ceux qui ne sont pas ajoutés à la chaîne de blocs. Les mineurs qui réussissent à résoudre le problème du hachage mais qui n'ont pas vérifié le plus grand nombre de transactions ne sont pas récompensés par le bitcoin.

Qu'est-ce qu'un "nombre hexadécimal à 64 chiffres" ?

Voici un exemple d'un tel nombre :

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee Le numéro ci-dessus comporte 64 chiffres. Assez facile à comprendre jusqu'à présent. Comme vous l'avez probablement remarqué, ce nombre ne se compose pas seulement de chiffres, mais aussi de lettres de l'alphabet. Pourquoi ?

Pour comprendre ce que font ces lettres au milieu des chiffres, décortiquons le mot "hexadécimal".

Comme vous le savez, nous utilisons le système "décimal", ce qui signifie qu'il s'agit de la base 10. Cela signifie que chaque chiffre d'un nombre à plusieurs chiffres a 10 possibilités, de zéro à neuf.

"Hexadécimal", d'autre part, signifie base 16, car "hex" est dérivé du mot grec pour six et "déca" est dérivé du mot grec pour 10. Dans un système hexadécimal, chaque chiffre a 16 possibilités. Mais notre système numérique n'offre que 10 façons de représenter les nombres (de zéro à neuf). C'est pourquoi il faut y coller des lettres, notamment les lettres a, b, c, d, e et f.

Si vous exploitez des bitcoins, vous n'avez pas besoin de calculer la valeur totale de ce nombre à 64 chiffres (le dièse). Je répète : vous n'avez pas besoin de calculer la valeur totale d'un dièse.

Alors, quel est le rapport entre les "nombres hexadécimaux à 64 chiffres" et l'extraction de bitcoin ? Vous vous souvenez de cette analogie avec ELI5, où j'ai écrit le nombre 19 sur un morceau de papier et l'ai mis dans une enveloppe scellée ?

En termes d'extraction de bitcoin, ce nombre métaphorique non divulgué dans l'enveloppe est appelé le hachage cible.

Ce que les mineurs font avec ces énormes ordinateurs et ces douzaines de ventilateurs de refroidissement, c'est deviner le hachage cible. Les mineurs font ces suppositions en générant au hasard autant de "nonces" que possible, aussi vite que possible. Un nonce est l'abréviation de "nombre utilisé une seule fois", et le nonce est la clé pour générer ces nombres hexadécimaux de 64 bits dont je ne cesse de parler. Dans l'exploitation minière de Bitcoin, un nonce a une taille de 32 bits, ce qui est beaucoup plus petit que le hash, qui est de 256 bits. Le premier mineur dont le nonce génère un hash inférieur ou égal au hash cible se voit attribuer un crédit pour avoir complété ce bloc et se voit attribuer le butin de 6,25 CTB.

En théorie, vous pourriez atteindre le même objectif en lançant 64 fois un dé à 16 faces pour arriver à des nombres aléatoires, mais pourquoi diable voudriez-vous faire cela ?

La capture d'écran ci-dessous, tirée du site Blockchain.info, pourrait vous aider à rassembler toutes ces informations en un coup d'œil. Vous avez devant vous un résumé de tout ce qui s'est passé lors de l'extraction du bloc n° 490163. Le nonce qui a généré le hachage "gagnant" était 731511405. Le hachage cible est indiqué en haut. Le terme "Relayed by Antpool" fait référence au fait que ce bloc particulier a été complété par AntPool, un des pools miniers les plus fructueux (plus d'informations sur les pools miniers ci-dessous). Comme vous le voyez ici, leur contribution à la communauté Bitcoin est qu'ils ont confirmé 1768 transactions pour ce bloc. Si vous voulez vraiment voir les 1768 transactions de ce bloc, allez sur cette page et faites défiler la page vers le bas jusqu'à la rubrique "Transactions".

"Alors comment deviner le hash cible ?"

Tous les hachages de cible commencent par des zéros - au moins huit zéros et jusqu'à 63 zéros.

Il n'y a pas de cible minimum, mais il y a une cible maximum fixée par le protocole Bitcoin. Aucun objectif ne peut être supérieur à ce nombre :

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

Voici quelques exemples de hachages aléatoires et les critères permettant de déterminer s'ils conduiront au succès pour le mineur :

"Comment maximiser mes chances de deviner le hash cible avant que quelqu'un d'autre ne le fasse ?

Il faut se procurer un appareil d'extraction rapide ou, plus vraisemblablement, rejoindre un pool minier - un groupe de mineurs de pièces de monnaie qui combinent leur puissance de calcul et se partagent les pièces de monnaie extraites. Les pools miniers sont comparables aux clubs de Powerball dont les membres achètent des billets de loterie en masse et acceptent de partager leurs gains. Un nombre disproportionné de blocs sont exploités par des pools plutôt que par des mineurs individuels.

En d'autres termes, il s'agit littéralement d'un jeu de chiffres. Vous ne pouvez pas deviner le modèle ou faire une prédiction basée sur les hachages de cibles précédents. Le niveau de difficulté du bloc le plus récent au moment où nous écrivons ces lignes est d'environ 17,59 billions, ce qui signifie que la probabilité qu'un nonce donné produise un hachage en dessous de la cible est de un sur 17,59 billions. Ce n'est pas une grande chance si vous travaillez seul, même avec une plateforme minière extrêmement puissante.

"Comment puis-je décider si le bitcoin sera rentable pour moi ?"

Les mineurs doivent non seulement prendre en compte les coûts liés aux équipements coûteux nécessaires pour avoir une chance de résoudre un problème de haschisch. Ils doivent également tenir compte de la quantité importante d'énergie électrique que les plateformes minières utilisent pour générer de grandes quantités de nonces à la recherche de la solution. Au total, l'extraction de bitcoin est largement non rentable pour la plupart des mineurs individuels au moment où nous écrivons ces lignes. Le site Cryptocompare propose un calculateur utile qui vous permet de saisir des chiffres tels que la vitesse de hachage et les coûts d'électricité pour estimer les coûts et les avantages.

Que sont les pools miniers de pièces de monnaie ?

Les récompenses minières sont versées au mineur qui découvre le premier la solution du puzzle, et la probabilité qu'un participant soit celui qui découvre la solution est égale à la part de la puissance minière totale du réseau. Les participants ayant un faible pourcentage de la puissance minière ont une très faible chance de découvrir le bloc suivant par eux-mêmes. Par exemple, une carte minière que l'on pourrait acheter pour quelques milliers de dollars représenterait moins de 0,001% de la puissance minière du réseau. Avec une si faible chance de trouver le prochain bloc, il pourrait s'écouler beaucoup de temps avant que ce mineur ne trouve un bloc, et la difficulté à monter rend les choses encore pires. Le mineur risque de ne jamais récupérer son investissement. La réponse à ce problème est l'exploitation de bassins miniers. Les pools miniers sont exploités par des tiers et coordonnent des groupes de mineurs. En travaillant ensemble dans un pool et en partageant les paiements entre tous les participants, les mineurs peuvent obtenir un flux régulier de bitcoin dès le jour où ils activent leur mineur. Des statistiques sur certains pools miniers peuvent être consultées sur Blockchain.info.

"J'ai fait le calcul. Oubliez l'exploitation minière. Y a-t-il un moyen moins onéreux de tirer profit des cryptocurrences ?"

Comme mentionné ci-dessus, la façon la plus simple d'acquérir des bitcoins est de les acheter simplement sur l'une des nombreuses bourses. Sinon, vous pouvez toujours utiliser la "stratégie de la pioche". Celle-ci est basée sur la vieille idée que lors de la ruée vers l'or de 1849 en Californie, l'investissement intelligent n'était pas de chercher de l'or, mais plutôt de fabriquer les pioches utilisées pour l'exploitation minière. Ou, pour le dire en termes modernes, investir dans les entreprises qui fabriquent ces pioches. Dans un contexte de cryptologie, l'équivalent des pioches serait une société qui fabrique des équipements utilisés pour l'exploitation minière de Bitcoin. Vous pouvez envisager de vous intéresser aux entreprises qui fabriquent des équipements ASIC ou des GPU à la place, par exemple.

L'extraction de bitcoin est-elle légale ?

La légalité de l'extraction de bitcoin dépend entièrement de votre situation géographique. Le concept de bitcoin peut menacer la domination des monnaies fictives et le contrôle du gouvernement sur les marchés financiers. Pour cette raison, le bitcoin est totalement illégal dans certains endroits.

La propriété et l'exploitation des bitcoins sont légales dans plus de pays que non. L'Algérie, l'Égypte, le Maroc, la Bolivie, l'Équateur, le Népal et le Pakistan en sont des exemples.4 Dans l'ensemble, l'utilisation et l'extraction de bitcoins sont légales dans une grande partie du monde.

Risques liés à l'exploitation minière

Les risques liés à l'exploitation minière sont d'ordre financier et réglementaire. Comme mentionné, l'exploitation minière de Bitcoin, et l'exploitation minière en général, est un risque financier. On pourrait faire tous les efforts nécessaires pour acheter des centaines ou des milliers de dollars d'équipement minier pour ne pas avoir de retour sur investissement. Cela dit, ce risque peut être atténué en rejoignant des pools miniers. Si vous envisagez de vous lancer dans l'exploitation minière et que vous vivez dans une région où elle est interdite, vous devriez reconsidérer votre décision. Il peut également être judicieux de se renseigner sur la réglementation de votre pays et sur le sentiment général à l'égard de la cryptoconnaissance avant d'investir dans du matériel minier.