Les technologies blockchain se sont développées rapidement en quelques années. Aujourd’hui, plusieurs méthodes de fonctionnement pour ces nouvelles architectures décentralisées existent et se distinguent principalement par leurs mécanismes de consensus. Dans cet article, nous aborderons les principales approches – Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) et d’autres alternatives telles que le Delegated Proof of Stake (DPoS) ou le Proof of Authority (PoA).
Le mécanisme de la preuve de travail (PoW)
Le Proof of Work (PoW) est un système éprouvé basé sur la résolution de problèmes cryptographiques complexes. En effet, cette méthode est utilisée depuis plusieurs années dans certaines monnaies numériques comme le Bitcoin ou encore l’Ethereum. La preuve de travail nécessite une puissance de calcul élevée pour valider les transactions et sécuriser le réseau à travers le processus de minage.
- Avantages du PoW : Le principal avantage réside dans la robustesse du réseau qui devient extrêmement difficile à attaquer. En effet, les mineurs ont un intérêt économique à soutenir le bon fonctionnement de la chaîne et doivent investir massivement dans du matériel pour participer à la validation.
- Inconvénients du PoW : Ce principe est très énergivore, engendre une concentration de pouvoir entre les mineurs les plus puissants et incite à l’utilisation d’équipements de minage toujours plus performants mais souvent polluants. En outre, le mécanisme peut s’avérer lent puisque chaque bloc doit être validé successivement avant d’être ajouté à la chaîne de blocs.
Le mécanisme de la preuve d’enjeu (PoS)
Dans le système de Proof of Stake (PoS), la validation des transactions est attribuée selon la part de monnaie détenue par un utilisateur. Ainsi, plus un utilisateur possède de jetons dans sa bourse, plus il a de chances de valider des transactions et de percevoir des récompenses pour ce service rendu au réseau. Plusieurs monnaies virtuelles ont adopté cette méthode, comme Cardano ou Tezos.
- Avantages du PoS : Cette approche est moins énergivore que le PoW et favorise l’autodiscipline des participants qui ont intérêt à ne pas nuire à la valeur de l’actif qu’ils détiennent. Elle permet également de lutter contre les attaques Sybil en imposant un coût financier aux tentatives de prise de contrôle du réseau.
- Inconvénients du PoS : Les critiques portent principalement sur l’inégalité entre les détenteurs de tokens – les plus riches ayant davantage de poids pour valider des transactions – et ce, même s’ils ne contribuent pas nécessairement à l’amélioration du système. De plus, le PoS peut donner lieu à des attaques « rien-à-perdre », où un utilisateur valide de fausses transactions sans avoir de jetons en jeu.
Des alternatives aux mécanismes PoW et PoS
Face aux enjeux soulevés par les processus de consensus actuels, d’autres propositions émergent pour pallier leurs failles et répondre à des besoins spécifiques.
Le Delegated Proof of Stake (DPoS)
Cette méthode dérivée du PoS introduit le concept de démocratie liquidatrice qui permet aux détenteurs de tokens de déléguer leur pouvoir de validation à des représentants élus. Les projets basés sur le DPoS, comme EOS ou Lisk, affichent généralement une meilleure vitesse de confirmation des transactions et une réduction des frais associés.
- Avantages du DPoS : Il conjugue les avantages du PoS en termes d’efficacité énergétique et les bénéfices d’une organisation décentralisée et démocratique, avec la possibilité d’élection et de remplacement rapide des représentants chargés de valider les opérations.
- Inconvénients du DPoS : Cette approche engendre un certain centralisme puisqu’elle repose sur un groupe restreint de validateurs élus. En outre, elle est sensible à la collusion entre ces représentants et peut être victime d’intrusions lors des élections ou de usurpation d’identité des votants.
Le Proof of Authority (PoA)
Dans ce processus, la validation des transactions est confiée à un nombre limité de participants ayant prouvé leur identité et leur compétence. Les projets utilisant cette méthode, comme VeChain ou xDai, cherchent souvent à garantir la sécurité et l’efficacité tout en favorisant une certaine centralisation.
- Avantages du PoA : Il consomme peu d’énergie et offre une vitesse de confirmation rapide. En outre, il limite les risques de fraude et instaure une responsabilité pour les validateurs dont l’identité est publique.
- Inconvénients du PoA : La centralisation et la gouvernance par un petit groupe d’autorités peuvent entraîner des abus de pouvoir, de la censure et un manque de transparence dans certaines décisions affectant le réseau.
Diverses approches existent pour propulser des blockchains avec des propriétés variables : résilience aux attaques, efficacité énergétique, rapidité de traitement et équité entre les participants. Chaque mécanisme de consensus répond toutefois à des compromis en termes de décentralisation et de contrôle exercé par les utilisateurs sur leur infrastructure numérique commune. Ainsi, selon le contexte applicatif et les objectifs poursuivis, certains choix s’imposent et façonnent les systèmes de demain.