Crypto : Les différences entre proof of work et proof of stake

Si les cryptomonnaies se développent très rapidement ces dernières années, il est important de comprendre que leur architecture de blockchain peut être construite différemment. Parmi les éléments de différenciation, on note un paramètre majeur : le protocole de validation des blocs. Aujourd’hui, nous allons voir les différences qui peuvent exister entre le mécanisme de la proof of work (preuve de travail) et de la proof of stake (preuve d’enjeu).

Proof of Work / Proof of Stake : Des éléments inhérents à la blockchain

Dans les deux cas de figure, le protocole proof of work ou proof of stake vise à sécuriser la blockchain et à valider les transactions qui opèrent via celle-ci. Pour qu’un bloc puisse être intégré à une blockchain, celui-ci doit avoir été vérifié. C’est à ce stade qu’entre en jeu les protocoles proof of work et proof of stake. Cette étape de contrôle est ce que l’on nomme communément le minage (PoW) ou le staking (PoS).

La blockchain Bitcoin est articulée selon le principe de la preuve de travail. Ce fut d’ailleurs la première cryptomonnaie à utiliser ce principe. Le protocole proof of work fonctionne sur le principe d’une concurrence entre les mineurs. Ainsi, pour être récompensé, un mineur doit trouver la solution à un problème mathématique en étant le premier à le résoudre. C’est la résolution qui entrainera la validation du bloc. Dans le cadre du minage du Bitcoin, cette récompense s’effectue directement en BTC.

Le mécanisme de la proof of stake est né en 2012. Le premier projet crypto à l’utiliser fut Peercoin. Ce protocole a depuis été utilisé par d’autres projets comme Dash, Stellar, Tezos ou encore Ethereum 2.0. Avec le système de preuve d’enjeu, le mécanisme de validation des blocs est différent. Il n’y a plus de compétition entre les mineurs. Lorsqu’un bloc doit être validé, chaque personne souhaitant le valider met en jeu un nombre de tokens qu’il a « stacké ». Après validation du bloc, les tokens sont restitués, avec un pourcentage des frais de commissions. Ce pourcentage est proportionnel au nombre de tokens engagés dans le processus de validation.

Les avantages et les inconvénients de chaque méthode

Chaque protocole de validation des blocs a ses propres avantages et inconvénients. Dans le cadre de la preuve de travail, la rémunération est particulièrement intéressante pour les mineurs. La principale limite de la preuve de travail tient dans son aspect très energivore. En effet, si on prend l’exemple du Bitcoin, miner nécessite aujourd’hui des appareils de plus en plus puissants.

De plus, cette « course à l’armement numérique » a pour conséquence directe d’écarter un certain nombre d’acteurs du minage. Par la nécessité de disposer d’appareils toujours plus puissants, les petits mineurs sont discriminés, laissant uniquement la place aux compagnies de minage à très grande échelle. De fait, le principe de décentralisation du minage interroge sur les projets fonctionnant sous la PoW. 

De son côté, le proof of stake a été mis sur pied pour pallier aux manquements de la preuve de travail. Elle est par exemple plus résistante que la preuve de travail aux attaques des 51 %. En effet, l’absence de concurrence entre les mineurs a pour conséquence un risque moindre de créations de pools de minage de très grande ampleur. Les détenteurs de tokens sont alors plus dillués. Le mécanisme est de facto plus décentralisé en même temps qu’il est plus vertueux d’un point de vue écologique. Enfin, la scalabilité est meilleure via la PoS qu’avec la PoW. C’est à dire que l’adaptabilité à un nombre croissant de transaction sera meilleure.

Le principal inconvénient de la proof of stake tient dans l’élitisme qui pourrait en résulter. En effet, il existe un risque à ce que ce soit systématiquement les mêmes personnes qui soient sélectionnées pour valider un bloc. Créant au passage également un risque de centralisation.

Passage proof of work à proof of stake : Cas d’Ethereum

A très grande échelle, la PoS souffre encore d’un manque de visibilité. C’est notamment pour cela que le projet Ethereum 2.0 est attendu avec impatience. Si les deux protocoles sont souvent mis dos à dos, il est possible de modifier l’architecture d’une blockchain, en passant de l’un à l’autre, comme Ethereum l’a récemment démontré.

Le projet cryptographique Ethereum, est né sous le protocole de la proof of work. Avec Ethereum 2.0, il est question de basculer d’un protocole proof of work vers un mécanisme de proof of stake. Cette transition a d’ailleurs déjà été amorcée par la phase 0 « Beacon Chain ». Initiée en Décembre, cette première phase avait pour objectif le passage d’un protocole à l’autre. Ce fût un succès. Les phases suivantes traiteront d’autres thématiques comme la scalabilité du réseau ou encore l’implémentation de nouveaux langages de développement.

Pour certains observateurs, ce passage d’un protocole à un autre revenait à changer le moteur d’un bolide en pleine course. Néanmoins, comme en témoigne la tendance haussière d’Ethereum, les marchés semblent plutôt enthousiastes à l’idée de la restructuration de la blockchain Ethereum.