Comment fonctionne le minage de cryptomonnaie

Dernière mise à jour: 17 février 2025

Un des exemples les plus populaires et les plus connus est le minage de Bitcoin. En examinant cet exemple spécifique de cette cryptomonnaie, on peut mieux comprendre comment se déroule l'extraction de pièces, comment la sécurité du réseau est assurée et pourquoi le minage est une partie intégrante du fonctionnement de l'ensemble du système de cryptomonnaie.

À quoi sert en principe le minage de cryptomonnaies ?

Le minage joue un rôle clé dans l'atteinte du consensus dans la blockchain et assure sa sécurité en validant les transactions et en protégeant le système contre les attaques. C'est un processus important pour le bon fonctionnement sécurisé du réseau Bitcoin ou d'une autre cryptomonnaie extraite de cette manière. Pour comprendre pourquoi le minage est si nécessaire, examinons comment fonctionne la blockchain elle-même.

La réseau Bitcoin est un registre public décentralisé qui contient des informations sur des centaines de millions de transactions avec des horodatages. Par exemple, un enregistrement dans la blockchain peut contenir des informations sur le fait que le Participant 1 a envoyé à Participant 2 mercredi à 21 heures 5 BTC. Ce registre n'est pas stocké à un seul endroit. Il est chargé sur des ordinateurs appelés nœuds. Cette approche permet à chaque participant du réseau d'accéder à l'historique complet de la propriété de BTC et à son état actuel, ce qui garantit une transparence totale.

Le blockchain est conçu de manière à ce qu'il n'y ait aucun organe centralisé qui prenne des décisions sur les transactions à ajouter aux nouveaux blocs. Au lieu de cela, tous les nœuds prennent collectivement des décisions sur la validité des informations concernant les transactions, en suivant des règles établies. Tous les nœuds conservent l'historique des transactions, vérifient leur authenticité et transmettent les mises à jour aux autres participants du réseau. Lorsque tous les nœuds reçoivent les mêmes informations, une compréhension commune émerge sur le nombre de bitcoins détenus par chacun.

De plus, il existe un groupe de nœuds appelés mineurs qui se disputent le droit de créer un nouveau bloc de transactions. Ils obtiennent ce droit par un processus appelé Proof of Work, où les mineurs résolvent des problèmes de calcul complexes pour gagner le droit de créer un nouveau bloc, devançant ainsi leurs « concurrents » et recevant une récompense sous forme de nouveaux BTC.

Qu'est-ce que le «Proof of Work» et à quoi ça sert ?

Le minage utilisant le système de protection Proof of Work (PoW) est une méthode de preuve que les participants à la blockchain participent effectivement au maintien de son fonctionnement. Pour ce faire, ils doivent effectuer des calculs complexes qui nécessitent des ressources considérables, y compris de l'énergie.

Pourquoi cette preuve est-elle nécessaire ? En effet, de tels calculs coûtent de l'argent, et pour participer au minage, il faut dépenser des ressources réelles. Cela rend les attaques contre le réseau très coûteuses et peu rentables pour les malfaiteurs, car elles nécessitent une énorme puissance de calcul. En d'autres termes, le PoW protège Bitcoin contre les tentatives de piratage ou de manipulation, car une attaque serait trop coûteuse pour ceux qui souhaiteraient la mener.

Principe de fonctionnement du minage de crypto

Malgré le fait que PoW soit un processus techniquement complexe, il sera plus facile de comprendre en examinant son exécution étape par étape. Nous allons examiner comment fonctionne le minage de Bitcoin, bien que ce principe s'applique également à d'autres blockchains reposant sur l'algorithme Proof of Work.

Étape 1 : Apparaît une nouvelle transaction

Chaque transaction dans le réseau Bitcoin se voit initialement attribuer le statut de non confirmée. Une nouvelle transaction non confirmée apparaît dans la blockchain au moment où deux utilisateurs concluent un accord, par exemple, lorsqu'un envoie de la cryptomonnaie à un autre. Cette transaction contient des détails sur cet accord, à savoir : les adresses de l'expéditeur et du destinataire, le nombre de pièces envoyées, le temps, etc. En conséquence, cette transaction est diffusée dans tout le réseau blockchain.

Étape 2 : Ajout d'une nouvelle transaction dans la « zone d'attente »

Chaque mineur participant au maintien du réseau surveille en permanence l'apparition de nouvelles actions à l'intérieur de celui-ci. Sur l'ordinateur qui gère le processus de minage, il y a un certain fuseau horaire — mempool. Ici, après son apparition dans le réseau, une transaction non confirmée est ajoutée. Chaque mineur a son propre mempool, donc ce n'est pas un « stockage » unique pour tous. Bien que la taille de base du mempool ne puisse pas dépasser 300 Mo, elle variera entre différents mineurs. Tout cela en raison du fait que les nœuds sont construits différemment les uns des autres et que les transactions non confirmées y sont ajoutées non pas simultanément, mais à des moments différents.

Étape 3 : Transfert des transactions non confirmées dans le bloc candidat

Le mineur prend des transactions non confirmées du mempool et les ajoute au bloc candidat - un nouveau bloc, mais encore non confirmé par le réseau, qui prétend devenir ce bloc dans la chaîne de blocs, pour lequel une récompense est due. La taille du bloc candidat dans le réseau Bitcoin est d'environ 2 Mo : ce volume de mémoire comprend environ 2000 transactions.

Étape 4 : Résolution des problèmes cryptographiques

À partir de là, le processus de minage commence en fait, basé sur PoW. À l'aide d'un équipement spécial, le mineur ajoute un nombre aléatoire spécial (nonce) au bloc candidat. Ensuite, toutes les informations (y compris les données du bloc et le nonce) passent par l'algorithme SHA-256, qui génère un hachage (code unique-combinaison obtenu à partir des calculs).

La cible du mineur est de trouver un hachage qui correspond à certaines conditions (par exemple, commencer par un certain nombre de zéros). C'est une tâche difficile, nécessitant de grandes capacités de calcul, car si le hachage ne correspond pas aux conditions du réseau, le mineur change le nombre et réessaie, répétant le processus des millions de fois.

Celui qui trouve en premier le hachage approprié ajoute un bloc à la blockchain. Dans ce cas, le bloc candidat est considéré comme « résolu » et reçoit le statut de vérifié par le réseau. Ce n'est qu'après cela que le bloc est ajouté à la blockchain et devient un lien complet de la chaîne, contenant l'enregistrement suivant dans le registre. Le mineur qui a devancé les autres participants du réseau et a résolu un nouveau bloc reçoit une récompense sous forme d'un montant fixe de cryptocurrency. Actuellement, elle s'élève à 3.125 BTC.

En conséquence, on peut conclure que plus la puissance de calcul de l'équipement (hashrate — nombre de hachages calculés par seconde) est élevée, plus la probabilité d'être le premier dans la course à l'ajout d'un nouveau bloc est grande. Dans la blockchain Bitcoin, ce processus se répète environ toutes les 10 minutes. Après l'apparition du bloc gagnant, les mineurs cessent d'essayer de résoudre leur bloc candidat actuel, retirent les informations sur les transactions du mempool et commencent à former un nouveau bloc candidat — tout recommence à zéro et ainsi de suite.

Ajout de la difficulté dans le mining

Après l'ajout de chaque 2016 blocs, ce qui prend en moyenne environ 2 semaines, un ajustement automatique du niveau de difficulté de l'algorithme PoW a lieu. Cela est nécessaire pour maintenir une vitesse constante à laquelle de nouveaux blocs sont minés — 10 minutes.

Lors de l'ajustement de la difficulté, on prend en compte l'ensemble de la puissance de calcul actuellement appliquée à l'algorithme de hachage - ce qu'on appelle la puissance de hachage. Lorsque la puissance augmente, le processus de minage devient plus difficile pour tous les participants. Si la puissance diminue, il est alors plus facile d'extraire des cryptomonnaies, car la difficulté baisse.

Contrairement à l'extraction de l'or, où l'augmentation du nombre de mineurs entraîne un volume d'or extrait plus important, le processus de minage de Bitcoin fonctionne selon un principe différent. Dans le cas des mines d'or, lorsque plus de personnes participent à l'extraction, le volume d'offre d'or sur le marché augmente. Avec l'augmentation de l'offre, le prix du métal précieux diminue.

Avec Bitcoin, la situation est complètement différente : le protocole du réseau fixe un nombre précis de BTC qui peuvent être émis — 21 millions. Et ce chiffre ne change pas en fonction du nombre de personnes qui minent ou de la puissance de leurs équipements. Pour maintenir la stabilité du minage, sa difficulté est régulée automatiquement. Cela signifie que peu importe combien de mineurs se connectent à la blockchain, le volume total de nouveaux BTC qui apparaissent sur le marché reste constant. Cela rend le fonctionnement du réseau stable et aide à éviter l'« inflation » de l'actif numérique, comme c'est le cas avec les ressources physiques.