Crypto & Energy (3/3) - La révolution Proof of Stake

Il s’agit du dernier article de notre série en trois parties concernant la crypto et l’énergie. Si vous n’avez pas encore lu Pourquoi les cryptomonnaies consomment-elles de l’énergie ? et BTC : vers une blockchain plus écologique, nous vous conseillons de les lire avant cet article. 

Les articles précédents se sont penchés sur le Bitcoin, le plus grand crypto-actif au monde. Nous savons à présent que le minage du Bitcoin, dont l’impact environnemental est souvent décrié, ne représente en réalité que 0,08 % des émissions mondiales de CO2 (données datant de décembre 2021). En outre, les mineurs de Bitcoin recourent de plus en plus aux énergies renouvelables. 

Mais d’autres blockchains font des progrès encore plus importants en matière de durabilité. Dans ce dernier article, nous nous concentrerons sur le mécanisme de la preuve d’enjeu (Proof of Stake), qui alimente actuellement l’écosystème Ethereum et de nombreuses autres blockchains. 

En quoi consiste la Proof of Stake ?

Les blockchains sont essentiellement des registres décentralisés. On peut les considérer comme d’énormes bases de données disséminées, où les transactions sont enregistrées sous le regard attentif des membres de la communauté. Aucune autorité centrale ne validant les opérations, les utilisateurs eux-mêmes sont chargés de veiller à ce que la base de données reste fiable et saine.

Les concepteurs de réseaux de blockchain ont mis en place des mécanismes de consensus pour s’assurer que tout le monde en accepte les règles (et pour encourager les utilisateurs au moyen de récompenses). En 2009, Satoshi Nakamoto, le pseudonyme du ou des créateur(s) du Bitcoin, a introduit la preuve de travail (Proof of Work ou « PoW »), toujours utilisée à ce jour par Bitcoin. Afin d’ajouter de nouvelles unités de Bitcoin au réseau, les nœuds (ordinateurs exécutant indépendamment le logiciel du Bitcoin) doivent prouver qu’ils ont résolu des problèmes cryptographiques complexes afin d’être compensés avec une fraction du token créé. 

De par sa conception, cette méthode est énergivore, car elle nécessite une grande puissance de calcul. C’est pourquoi un autre mécanisme de consensus est apparu : la preuve d’enjeu (Proof of Stake ou « PoS »). Les utilisateurs d’un réseau PoS n’ont pas besoin d’entrer en concurrence active les uns avec les autres pour obtenir des récompenses. Tout ce qu’ils ont à faire, c’est de staker leurs actifs, c’est-à-dire de les verrouiller dans un contrat de dépôt. Le mécanisme de consensus sélectionne ensuite de manière aléatoire le prochain utilisateur à créer un token (plus le nombre de tokens mis en jeu est élevé, plus un utilisateur a des chances d’être sélectionné).

Les utilisateurs qui stakent leurs tokens sont appelés « validateurs ». Ces derniers doivent respecter certaines règles. Dans Ethereum, il faut staker au moins 32 ETH pour agir en tant que validateur indépendant, mais des détenteurs plus modestes peuvent rejoindre des pools de validation pour prendre part aux opérations de validation. Si le validateur est de mauvaise foi (et tente de valider des transactions incorrectes, par exemple), les tokens stakés peuvent être brûlés, c’est-à-dire détruits. 

La transition d’Ethereum 

 Lors de son lancement en 2015, Ethereum reposait sur un mécanisme de preuve de travail. Mais Vitalik Buterin, l’un des cofondateurs du réseau, s’intéressait depuis longtemps à la Proof of Stake. Après des années de tests, Ethereum est finalement passé à la Proof of Stake en septembre 2022, lors d’un événement connu sous le nom de « The Merge ».

Il s’avère que ce changement de mécanisme a eu des conséquences majeures sur la consommation d’énergie d’Ethereum. Après cette transition,le réseau a réduit sa consommation d’électricité de plus de 99,988 %. Son empreinte carbone a également été réduite dans les mêmes proportions. Cela s’explique par le fait que la PoS repose sur l’ETH au lieu de l’énergie pour sécuriser le réseau.

En conséquence, le Crypto Carbon Ratings Institute estime que la consommation d’énergie d’Ethereum en 2022 était d’environ 0,0026 TWh. À titre de comparaison, les centres de données mondiaux consomment 200 TWh/an et Netflix consomme 0,451 TWh/an. 

La preuve de travail a encore son mot à dire

 De nombreuses autres blockchains importantes s’appuient désormais sur la Proof of Stake, car il s’agit d’un moyen flexible, à faible consommation d’énergie et fiable de sécuriser et maintenir le réseau. Parmi les cryptomonnaies de premier plan utilisant la preuve d’enjeu, on peut citer : Polkadot, Cardano, Solana, Cosmos, Matic, Algorand et Tezos.

La preuve de travail est-elle donc devenue obsolète ? Loin de là. Nous pensons que la preuve de travail continuera de jouer un rôle important dans le secteur des cryptomonnaies, et ce pour plusieurs raisons. 

La PoW offre une sécurité inégalable

La PoW a été spécifiquement conçue pour donner la priorité à la sécurité. Elle oblige les opérateurs de nœuds à participer activement au système en investissant dans des ressources matérielles et énergétiques pour résoudre des énigmes cryptographiques. Cette approche gourmande en ressources rend la manipulation du réseau extrêmement difficile pour les attaquants. Par conséquent, la PoW est très résistante aux attaques des 51 %, où une entité malveillante prend le contrôle d’une majorité du réseau et l’exploite à des fins malveillantes.

La PoW est plus décentralisée

La PoW offre un plus grand degré de décentralisation que la PoS. Dans les systèmes PoS, les validateurs doivent souvent verrouiller des montants considérables de cryptomonnaie à titre de garantie. En revanche, la PoW permet à toute personne disposant de matériel et d’énergie de participer au minage, même à petite échelle. Cette approche inclusive favorise un réseau hautement démocratique et décentralisé.

PoW rime avec équité et méritocratie

La PoW est largement considérée comme un mécanisme de consensus plus équitable que la PoS, car elle récompense les mineurs en fonction de leur puissance de calcul et de leur contribution au réseau. En revanche, avec la PoS, les validateurs sont récompensés en fonction de la quantité de cryptomonnaie qu’ils détiennent, ce qui peut potentiellement conduire à un système centralisé dirigé par un petit nombre de grands détenteurs. En basant les récompenses sur les ressources informatiques, la PoW promeut un système méritocratique qui incite à la participation active et à l’innovation.

Conclusion : la consommation d’énergie des cryptomonnaies, en bref

Vous voilà arrivé au terme de notre immersion dans la consommation d’énergie et l’empreinte environnementale des cryptomonnaies ! Il s’agit d’un sujet complexe, et nous espérons que vous avez pu vous forger votre propre opinion dessus.

Nous allons vous résumer les trois principaux points à retenir, sous forme d’aide-mémoire :

1. L’empreinte carbone des cryptomonnaies est triviale au regard des avantages qu’elles peuvent offrir.

2. Les mineurs s’appuient sur des ressources renouvelables et pourraient même contribuer à la réduction des émissions de carbone.

3. De nouveaux mécanismes tels que la Proof of Stake (PoS) réduisent considérablement la consommation d’énergie des cryptomonnaies. 

 Et n’oubliez pas, chaque fois que vous tombez sur des chiffres : faites vos propres recherches.