Algorithme de minage du Bitcoin : Comprendre les bases du SHA-256 (2ème Partie)

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Dans le précédent article, nous avons évoqué la notion de hashage. Dans ce nouveau volet, découvrez la place du hash dans le minage de Bitcoin. Autrement dit, quel est le lien entre le hash et le process global de minage ?

Source : Adobe / mehaniq41

​L’algorithme SHA-256 et le minage

A ce stade, vous avez compris l’intérêt de la fonction mathématique de hashage. Mais que vient faire le calcul du hash dans toute la séquence du minage de Bitcoin ?

​La notion de bloc

Le minage consiste à valider un bloc de plusieurs transactions pour l’intégrer à la blockchain. La taille d’un bloc est fixe. Sur le Bitcoin, la taille des blocs oscille entre 0,8 et 1,4 MB grosso modo. Concrètement, un bloc contient les informations suivantes :

  • Partie 1 : Le hash du bloc précédent ;
  • Partie 2 : Les informations liées aux transactions ;
  • Partie 3 : La signature ;
  • Partie 4 : La « preuve de travail » ou Nonce (voir ci-dessous) ;
  • Partie 5 : Le hash du bloc une fois validé.

​Le hashage d’un bloc

Comme mentionné ci-dessus, le minage permet de créer un bloc sur la blockchain. Pour des raisons de sécurité évidentes, tout bloc créé doit répondre à des conditions. Sur le Bitcoin et à l’heure actuelle, la condition est que le hash du nouveau bloc (partie 5) doit commencer par 19 zéros.

Pour le confirmer, prenons l’exemple d’un bloc récemment miné sur le réseau Bitcoin. Le bloc 711244 a été miné le 25 novembre à 9h45 (GMT+1). Comme vous pouvez le constater, son hash commence bien par 19 zéros :

00000000000000000006d6cc3d53cd64c1684bd6780f97cf75670813ebb76e54

Autrement dit, le premier mineur qui trouve un hash qui débute avec 19 zéros valide le bloc. Or, comme expliqué dans le précédent article, la fonction mathématique de hash est si complexe qu’il est impossible de prévoir le résultat. Cela vous permet de comprendre la notion de « difficulté » dans le minage et donc de concurrence entre les pools de mineurs.

Pour obtenir le bon hash, le mineur ne peut faire varier que la « preuve de travail » ou Proof-Of-Work (POW). Dans les faits, il s’agit d’un nombre unique de 32 bits appelé communément « Nonce ». En gros, le mineur essaie différents nombres et effectue de nombreuses itérations jusqu’à trouver celui qui renvoie un hash satisfaisant. 

Source : Adobe / shane

​Le hashrate, un indicateur important à connaître

Il est courant de parler du hashrate dans la littérature crypto. Découvrez ci-dessous ce dont il s’agit.

​Qu’est-ce que le hashrate ?

Une fois la notion de hash comprise, il est facile d’appréhender le hashrate. Le hashrate est un indicateur qui permet d’appréhender l’activité sur le réseau Bitcoin.

En fait, pour être précis, le hashrate est une unité de vitesse comme le km/h par exemple. Le hashrate s’exprime en « H/s », c’est-à-dire un nombre de hash par seconde. Le hashrate caractérise donc la capacité d’un réseau à calculer un certain nombre de hash par seconde.

Les moyens informatiques en jeu sur le Bitcoin permettent de calculer un grand nombre de hash par seconde. Aussi, il est plus commode d’exprimer des multiples de hashrate comme :

  • Kilo (1 000) : KH/s ;
  • Mega (un million) : MH/s ;
  • Giga (un milliard) : GH/s ;
  • Tera (trillion) : TH/s ;
  • Peta (quadrillion) : PH/s ;
  • Exa (quintillion) : EH/s ;
  • Zeta (sextillion) : ZH/s.

Le hashrate est une donnée importante lorsqu’il s’agit d’acheter du matériel de minage. En effet, comme expliqué dans le précédent article, les mineurs sont en concurrence lorsqu’il s’agit de trouver la bonne « Preuve de travail ». Autrement dit, pour avoir ses chances, un mineur doit disposer d’un matériel capable de calculer un très grande nombre de hash. De cette façon, il peut essayer beaucoup de preuves de travail. 

Dans les faits, sur le Bitcoin, la plupart des mineurs sont regroupés en « pool ». Cela leur permet de mettre en commun leur puissance de calcul et ainsi d’augmenter leur… hashrate !

Source : Adobe / slavun

​​Le hahsrate du Bitcoin à l’heure actuelle

Le hashrate total (H) du Bitcoin se calcule à l’aide de la formule mathématique suivante :

H= 2^32 * (D/T)

Dans cette formule, T exprime la durée moyenne de minage d’un bloc et D la difficulté. En effet, afin de maintenir un temps de résolution raisonnable (autour de 10 minutes), le réseau adapte régulièrement le niveau de « difficulté » de minage.

Le hashrate du réseau Bitcoin a augmenté considérablement avec les années. Cela traduit une augmentation des activités de minage (et donc d’utilisation du Bitcoin) mais également une inflation dans la capacité des moyens mis en œuvre.

Ainsi, en janvier 2016, le hashrate du BTC était inférieur à 1 000 000 TH/s. A l’heure actuelle, le hashrate du Bitcoin est supérieur à 150 000 000 TH/s, soit… 150 fois plus ! 

A titre de comparaison, le hashrate du Dogecoin (autre crypto POW qui fait partie du top 10 mondial) est à l’heure actuelle de « seulement » 277 TH/s. Autre exemple, le hashrate du Litecoin (LTC), issu du protocole Bitcoin et 15ème crypto mondiale, tourne autour de 300 TH/s à l’heure actuelle. 

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