Comment fonctionne le minage de Bitcoin ?

4 juin 2021actualisé

Le minage de Bitcoins (de l’anglais Bitcoin mining) est le processus par lequel de nouveaux bitcoins sont mis en circulation, mais c’est aussi un élément essentiel de la maintenance et du développement du grand livre de la blockchain. Il est réalisé à l’aide d’ordinateurs très sophistiqués qui résolvent des problèmes mathématiques de calcul extrêmement complexes.

Le minage de crypto-monnaies est laborieux, coûteux et ne rapporte que sporadiquement. Néanmoins, le minage exerce un attrait magnétique sur de nombreux investisseurs intéressés par les crypto-monnaies, car les mineurs sont récompensés pour leur travail par des jetons de crypto-monnaies. Cela peut être dû au fait que les types d’entrepreneurs considèrent le minage comme des centimes tombés du ciel, comme les prospecteurs d’or californiens en 1849. Et si tu as un penchant pour la technologie, pourquoi ne pas le faire ?

Cependant, avant d’investir le temps et l’équipement, lis ce guide pour savoir si le minage est vraiment pour toi. Nous nous concentrerons principalement sur le Bitcoin.

Déclarations clés

  • En faisant du minage, tu peux gagner de la crypto-monnaie sans avoir à mettre de l’argent pour cela.
  • Les mineurs de Bitcoin reçoivent des bitcoins en récompense pour avoir complété des “blocs” de transactions vérifiées qui sont ajoutés à la blockchain.
  • Les récompenses minières sont versées au mineur qui découvre le premier la solution d’une énigme de hachage complexe, et la probabilité qu’un participant soit celui qui découvre la solution est liée à la part de la puissance minière totale sur le réseau.
  • Tu as besoin d’un GPU (unité de traitement graphique) ou d’un circuit intégré spécifique à une application (ASIC) pour installer une plateforme de minage.

Une nouvelle ruée vers l’or

Le principal attrait pour de nombreux mineurs est la perspective d’être récompensés par des Bitcoins. Cela dit, tu n’as certainement pas besoin d’être un mineur pour posséder des jetons de cryptocurrency. Tu peux aussi acheter des crypto-monnaies en utilisant de la monnaie fiduciaire ; tu peux les échanger sur un échange comme Bitstamp en utilisant une autre crypto ; tu peux même les gagner en faisant des achats, en publiant des articles de blog sur des plateformes qui paient les utilisateurs en crypto-monnaies, ou même en créant des comptes de crypto-monnaies générant des intérêts. Un exemple de plateforme de blog en crypto est Steemit, qui est un peu comme Medium sauf que les utilisateurs peuvent récompenser les blogueurs en les payant dans une crypto-monnaie propriétaire appelée STEEM. STEEM peut ensuite être échangé ailleurs contre des bitcoins.

Exploitation minière du bitcoin

La récompense en Bitcoin que reçoivent les mineurs est une incitation qui motive les gens à participer à l’objectif principal du minage : légitimer et surveiller les transactions en Bitcoin, en garantissant leur validité. Comme ces responsabilités sont réparties entre de nombreux utilisateurs dans le monde entier, Bitcoin est une crypto-monnaie décentralisée, ou une crypto-monnaie qui ne dépend d’aucune autorité centrale comme une banque centrale ou un gouvernement pour superviser sa réglementation.

Comment miner des Bitcoins ?

Les mineurs sont payés pour leur travail de vérification. Ils font le travail de vérification de la légitimité des transactions Bitcoin. Cette convention a pour but de garder les utilisateurs de Bitcoin honnêtes et a été conçue par le fondateur de Bitcoin, Satoshi Nakamoto. En vérifiant les transactions, les mineurs aident à prévenir le problème de la double dépense.

La double dépense est un scénario dans lequel un propriétaire de Bitcoin dépense illicitement le même Bitcoin deux fois. Avec la monnaie physique, ce n’est pas un problème : une fois que tu as remis à quelqu’un un billet de 50 dollars pour acheter une bouteille de whisky, tu ne l’as plus, donc il n’y a aucun risque que tu utilises ce même billet de 50 dollars pour acheter des billets de loto à côté. Bien qu’il soit possible de fabriquer de l’argent contrefait, ce n’est pas exactement la même chose que de dépenser littéralement deux fois le même dollar.

Disons que tu as un billet légitime de 50 $ et une contrefaçon de ces mêmes 50 $. Si tu essayais de dépenser à la fois le vrai billet et le faux, quelqu’un qui prendrait la peine de regarder les numéros de série des deux billets verrait qu’il s’agit du même numéro, et donc que l’un des deux est forcément faux. Ce que fait un mineur de bitcoin est analogue à cela : il vérifie les transactions pour s’assurer que les utilisateurs n’ont pas essayé de dépenser illégitimement le même bitcoin deux fois. Ce n’est pas une analogie parfaite nous t’expliquerons plus en détail ci-dessous.

Une fois que les mineurs ont vérifié des transactions Bitcoin d’une valeur de 1 Mo (mégaoctet), ce qu’on appelle un “bloc”, ces mineurs peuvent être récompensés par une quantité de Bitcoin. La limite de 1 Mo a été fixée par Satoshi Nakamoto et fait l’objet d’une controverse, car certains mineurs pensent que la taille du bloc devrait être augmentée pour accueillir plus de données, ce qui signifierait effectivement que le réseau Bitcoin pourrait traiter et vérifier les transactions plus rapidement.

1MB de transactions peut théoriquement correspondre à une seule transaction (bien que cela ne soit pas du tout courant) ou à plusieurs milliers. Cela dépend de la quantité de données que les transactions occupent.

Pour gagner des Bitcoins, tu dois remplir deux conditions. L’une est une question d’effort ; l’autre est une question de chance.

  1. Tu dois vérifier des transactions d’une valeur de ~1MB. C’est la partie la plus facile.
  2. Tu dois être le premier mineur à trouver la bonne réponse, ou la réponse la plus proche, à un problème numérique. Ce processus est aussi connu sous le nom de Proof-of-Work (preuve de travail).

La bonne nouvelle : Il ne s’agit pas de maths ou de calculs avancés. Tu as peut-être entendu dire que les mineurs résolvent des problèmes mathématiques difficiles – ce n’est pas tout à fait vrai. Ce qu’ils font en fait, c’est essayer d’être le premier mineur à trouver un nombre hexadécimal à 64 chiffres (un “hachage”) qui est inférieur ou égal au hachage cible. Il s’agit essentiellement de deviner.

La mauvaise nouvelle : c’est une conjecture, mais comme le nombre total de suppositions possibles pour chacun de ces problèmes est de l’ordre de trillions, c’est un travail incroyablement ardu. Pour pouvoir résoudre un problème en premier, les mineurs ont besoin d’une grande puissance de calcul. Pour réussir à miner, tu dois avoir un “taux de hachage” élevé, qui se mesure en termes de mégahashes par seconde (MH/s), de gigahashes par seconde (GH/s) et de térahashes par seconde (TH/s).

Si tu veux estimer la quantité de Bitcoin que tu pourrais extraire avec le taux de hachage de ta plateforme minière, les sites Web proposent une calculatrice utile.

Le minage et la circulation des bitcoins

En plus de remplir les poches des mineurs et de soutenir l’écosystème Bitcoin, le minage a un autre objectif vital : c’est le seul moyen de mettre en circulation de nouvelles crypto-monnaies. En d’autres termes, les mineurs sont en fait en train de frapper (de l’anglais minting) la monnaie. Par exemple, en novembre 2020, il y avait environ 18,5 millions de bitcoins en circulation. Mis à part les pièces frappées via le bloc genesis (le tout premier bloc, qui a été créé par le fondateur Satoshi Nakamoto), chacun de ces Bitcoins a vu le jour grâce aux mineurs. En l’absence de mineurs, le réseau Bitcoin existerait toujours et serait utilisable, mais il n’y aurait jamais de Bitcoin supplémentaire. Il arrivera un moment où le minage de Bitcoin prendra fin. Selon le protocole Bitcoin, le nombre total de Bitcoins sera plafonné à 21 millions. Cependant, comme le taux de Bitcoin miné diminue au fil du temps, le dernier Bitcoin ne sera pas mis en circulation avant l’année 2140 environ. Cela ne signifie pas que les transactions cesseront d’être vérifiées. Les mineurs continueront à vérifier les transactions et seront payés en frais pour le faire afin de maintenir l’intégrité du réseau de Bitcoin.

En dehors de la rémunération à court terme de Bitcoin, être mineur peut te donner un pouvoir de vote lorsque des changements sont proposés dans le protocole du réseau Bitcoin. En d’autres termes, les mineurs ont un certain degré d’influence sur le processus de décision sur des sujets tels que le forking.

Combien gagne un mineur ?

Les récompenses pour le minage de Bitcoin sont réduites de moitié tous les quatre ans. Lorsque le bitcoin a été miné pour la première fois en 2009, miner un bloc te rapportait 50 BTC. En 2012, ce chiffre a été divisé par deux, passant à 25 BTC. En 2016, il a de nouveau été divisé par deux pour atteindre 12,5 BTC. Le 11 mai 2020, la récompense a encore été divisée par deux, à 6,25 BTC. En avril 2021, le prix du Bitcoin était d’environ 63 000 $ par Bitcoin, ce qui signifie que tu gagnerais 393 750 $ (6,25 x 60 000) pour avoir complété un bloc. On pourrait croire que ce n’est pas une mauvaise motivation pour résoudre le problème de hachage complexe détaillé ci-dessus.

Si tu veux savoir précisément quand ces moitiés de blocs se produiront, tu peux consulter l’horloge Bitcoin, qui met à jour ces informations en temps réel. Il est intéressant de noter que le prix du marché du bitcoin a, tout au long de son histoire, eu tendance à correspondre étroitement à la réduction des nouvelles pièces mises en circulation. Cette baisse du taux d’inflation a augmenté la rareté et, historiquement, le prix a augmenté avec elle.

Si tu veux savoir combien de blocs ont été minés jusqu’à présent, il existe plusieurs sites, dont Blockchain.info, qui te donneront cette information en temps réel.

De quoi ai-je besoin pour miner des Bitcoins ?

Bien qu’au début de l’histoire de Bitcoin, des particuliers aient pu être capables de concourir pour des blocs avec un ordinateur ordinaire à la maison, ce n’est plus le cas. La raison en est que la difficulté de miner des Bitcoins change au fil du temps. Afin d’assurer le bon fonctionnement de la blockchain et sa capacité à traiter et vérifier les transactions, le réseau Bitcoin vise à ce qu’un bloc soit produit toutes les 10 minutes environ. Cependant, si un million d’appareils de minage sont en concurrence pour résoudre le problème de hachage, ils parviendront probablement à une solution plus rapidement qu’un scénario dans lequel 10 appareils de minage travaillent sur le même problème. C’est pour cette raison que Bitcoin est conçu pour évaluer et ajuster la difficulté du minage tous les 2 016 blocs, ou à peu près toutes les deux semaines. Lorsqu’il y a plus de puissance de calcul travaillant collectivement pour miner du bitcoin, le niveau de difficulté du minage augmente afin de maintenir la production de blocs à un taux stable. Moins de puissance de calcul signifie que le niveau de difficulté diminue. Pour avoir une idée de la puissance de calcul impliquée, lorsque Bitcoin a été lancé en 2009, le niveau de difficulté initial était de un.

Tout cela pour dire que, pour miner de manière compétitive, les mineurs doivent maintenant investir dans du matériel informatique puissant comme un GPU (unité de traitement graphique) ou, de manière plus réaliste, un circuit intégré spécifique à une application (ASIC). Ces équipements peuvent coûter entre 500 et plusieurs dizaines de milliers de dollars. Certains mineurs, notamment ceux d’Ethereum, achètent des cartes graphiques individuelles (GPU) comme moyen peu coûteux de bricoler des opérations de minage. Les cartes graphiques sont ces blocs rectangulaires avec des ventilateurs qui vrombissent. Note les attaches en sandwich qui maintiennent les cartes graphiques sur le poteau métallique. Ce n’est probablement pas la façon la plus efficace de miner, et comme tu peux le deviner, de nombreux mineurs le font autant pour le plaisir et le défi que pour l’argent.

GPU utilisé pour le minage de Bitcoin

L’explication simple

Les tenants et aboutissants du minage de Bitcoin peuvent être difficiles à comprendre en l’état. Prenons cet exemple illustratif du fonctionnement du problème du hachage : Je dis à trois amis que je pense à un nombre entre un et 100, et j’écris ce nombre sur un morceau de papier que je ferme dans une enveloppe. Mes amis n’ont pas à deviner le nombre exact ; ils doivent simplement être la première personne à deviner un nombre inférieur ou égal au nombre auquel je pense. Et il n’y a pas de limite au nombre de suppositions qu’ils obtiennent.

Disons que je pense au nombre 19. Si l’ami A devine 21, il perd car 21>19. Si l’ami B devine 16 et que l’ami C devine 12, ils sont tous les deux théoriquement arrivés à des réponses viables, à cause de 16<19 et 12<19. Il n’y a pas de “crédit supplémentaire” pour l’ami B, même si la réponse de B était plus proche de la réponse cible de 19. Imagine maintenant que je pose la question “devine le nombre auquel je pense”, mais je ne demande pas à seulement trois amis, et je ne pense pas à un nombre entre 1 et 100. Je demande plutôt à des millions de mineurs de bitcoins et je pense à un nombre hexadécimal à 64 chiffres. Tu vois maintenant qu’il va être extrêmement difficile de deviner la bonne réponse.

En termes de bitcoin, les réponses simultanées se présentent fréquemment, mais en fin de compte, il ne peut y avoir qu’une seule réponse gagnante. Lorsque plusieurs réponses simultanées sont présentées et qu’elles sont égales ou inférieures au nombre cible, le réseau Bitcoin décide à la majorité simple – 51% – quel mineur doit être honoré. Généralement, c’est le mineur qui a fait le plus de travail ou, en d’autres termes, celui qui vérifie le plus de transactions. Le bloc perdant devient alors un “bloc orphelin”. Les blocs orphelins sont ceux qui ne sont pas ajoutés à la blockchain. Les mineurs qui réussissent à résoudre le problème de hachage mais qui n’ont pas vérifié le plus de transactions ne sont pas récompensés par des bitcoins.

Qu’est-ce qu’un nombre hexadécimal à 64 chiffres ?

Eh bien, voici un exemple d’un tel nombre:

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Le nombre ci-dessus a 64 chiffres. C’est assez facile à comprendre jusqu’à présent. Comme tu l’as probablement remarqué, ce nombre ne se compose pas seulement de chiffres, mais aussi de lettres de l’alphabet. Pourquoi cela ?

Pour comprendre ce que font ces lettres au milieu des chiffres, déballons le mot hexadécimal.

Comme tu le sais, nous utilisons le système décimal, ce qui signifie qu’il est en base 10. Cela signifie à son tour que chaque chiffre d’un nombre à plusieurs chiffres a 10 possibilités, de zéro à neuf.

L’hexadécimal, en revanche, signifie la base 16, car “hex” est dérivé du mot grec pour six et “déca” est dérivé du mot grec pour 10. Dans un système hexadécimal, chaque chiffre a 16 possibilités. Mais notre système numérique n’offre que 10 façons de représenter les chiffres (de zéro à neuf). C’est pourquoi tu dois coller des lettres, plus précisément les lettres a, b, c, d, e, et f.

Si tu mines du bitcoin, tu n’as pas besoin de calculer la valeur totale de ce nombre à 64 chiffres (le hash). Je le répète : tu n’as pas besoin de calculer la valeur totale d’un hash.

Que viennent faire les nombres hexadécimaux à 64 chiffres dans le minage de Bitcoin?

Ce que font les mineurs avec ces énormes ordinateurs et des dizaines de ventilateurs de refroidissement, c’est deviner le hachage cible. Les mineurs font ces suppositions en générant au hasard autant de Nonce que possible, aussi vite que possible. Un Nonce est l’abréviation de “nombre utilisé une seule fois”, et le Nonce est la clé pour générer ces nombres hexadécimaux de 64 bits dont je ne cesse de parler. Dans le minage Bitcoin, un Nonce fait 32 bits, ce qui est beaucoup plus petit que le hachage, qui fait 256 bits. Le premier mineur dont la Nonce génère un hachage inférieur ou égal au hachage cible est crédité pour avoir complété ce bloc et reçoit le butin de 6,25 BTC.

En théorie, tu pourrais atteindre le même objectif en lançant un dé à 16 faces 64 fois pour arriver à des nombres aléatoires, mais pourquoi diable voudrais-tu faire cela ?

La capture d’écran ci-dessous, tirée du site Blockchain.info, pourrait t’aider à rassembler toutes ces informations en un coup d’œil. Tu regardes un résumé de tout ce qui s’est passé lorsque le bloc #490163 a été miné. Le Nonce qui a généré le hachage gagnant était 731511405. Le hachage cible est indiqué en haut. Comme tu le vois ici, leur contribution à la communauté Bitcoin est qu’ils ont confirmé 1768 transactions pour ce bloc. Si tu veux vraiment voir les 1768 de ces transactions pour ce bloc, va sur cette page et fais défiler la page jusqu’à la rubrique Transactions.

Bloc 490163
Source : blockchain.info

Comment puis-je deviner le hachage cible?

Tous les hachages cibles commencent par des zéros au moins huit zéros et jusqu’à 63 zéros.

Il n’y a pas de cible minimale, mais il y a une cible maximale fixée par le protocole Bitcoin. Aucune cible ne peut être supérieure à ce nombre:

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Comment puis-je maximiser mes chances de deviner le hachage cible avant que quelqu’un d’autre ne le fasse ?

Tu devras t’équiper d’une plateforme de minage rapide ou, de façon plus réaliste, rejoindre un pool de minage un groupe de mineurs de pièces qui combinent leur puissance de calcul et se partagent les bitcoins minés. Les pools miniers sont comparables à ces clubs dont les membres achètent des billets de loterie en masse et acceptent de partager les gains éventuels. Un nombre disproportionné de blocs sont minés par des pools plutôt que par des mineurs individuels.

En d’autres termes, c’est littéralement un simple jeu de chiffres. Tu ne peux pas deviner le modèle ou faire une prédiction basée sur les hachages cibles précédents. Le niveau de difficulté du bloc le plus récent au moment de la rédaction est d’environ 25,046 trillions, ce qui signifie que la chance qu’un Nonce donné produise un hachage inférieur à la cible est d’une sur 25,046 trillions. Ce n’est pas une grande chance si tu travailles seul, même avec un appareil de minage extrêmement puissant.

Comment puis-je décider si Bitcoin sera rentable pour moi ?

Non seulement les mineurs doivent prendre en compte les coûts associés aux équipements coûteux nécessaires pour avoir une chance de résoudre un problème de hachage. Ils doivent aussi tenir compte de la quantité importante d’énergie électrique que les appareils de minage utilisent pour générer de grandes quantités de Nonce à la recherche de la solution. Tout compte fait, le minage de Bitcoin est largement non rentable pour la plupart des mineurs individuels au moment où nous écrivons ces lignes. Des sites Web proposent des calculateurs utiles qui te permettent de brancher des chiffres tels que ta vitesse de hachage et tes coûts d’électricité pour estimer les coûts et les bénéfices.

Qu’est-ce que les pools de minage?

Les récompenses de minage sont versées au mineur qui découvre le premier une solution à l’énigme, et la probabilité qu’un participant soit celui qui découvre la solution est égale à la portion de la puissance minière totale du réseau. Les participants ayant un petit pourcentage de la puissance minière ont une très faible chance de découvrir le prochain bloc par eux-mêmes. Par exemple, une carte minière que l’on peut acheter pour quelques milliers de dollars représenterait moins de 0,001 % de la puissance minière du réseau. Avec une si petite chance de trouver le prochain bloc, il peut se passer beaucoup de temps avant que ce mineur ne trouve un bloc, et l’augmentation de la difficulté rend les choses encore pires. Le mineur pourrait ne jamais récupérer son investissement. La réponse à ce problème est les pools de minage. Les pools de minage sont gérés par des tiers et coordonnent des groupes de mineurs. En travaillant ensemble dans un pool et en partageant les paiements entre tous les participants, les mineurs peuvent obtenir un flux régulier de Bitcoin à partir du jour où ils activent leur mineur. Des statistiques sur certains pools miniers peuvent être consultées sur Blockchain.info.

Est-ce qu’il y a un moyen moins onéreux de profiter des crypto-monnaies?

Comme mentionné ci-dessus, le moyen le plus simple d’acquérir des bitcoins est de les acheter tout simplement sur l’un des nombreux échanges. Sinon, tu peux toujours tirer parti de la stratégie de la carte. Cette stratégie est basée sur la vieille scie selon laquelle, pendant la ruée vers l’or de 1849 en Californie, l’investissement intelligent n’était pas de chercher de l’or, mais plutôt de vendre des cartes. Ou, pour le dire en termes modernes, d’investir dans les entreprises qui fabriquent ces pioches. Dans un contexte de crypto-monnaie, l’équivalent de la carte serait une entreprise qui fabrique des équipements utilisés pour le minage de Bitcoin. Tu peux envisager de t’intéresser aux entreprises qui fabriquent des équipements ASIC ou des GPU à la place, par exemple.

Le minage de Bitcoin est-il légal ?

La légalité du minage de bitcoins dépend entièrement de ta situation géographique. Le concept de Bitcoin peut menacer la domination des monnaies fiduciaires et le contrôle des gouvernements sur les marchés financiers. C’est pour cette raison que le bitcoin est totalement illégal dans certains endroits.

La possession et le minage de bitcoins sont légaux dans plus de pays qu’ailleurs. Quelques exemples d’endroits où c’est illégal sont l’Algérie, l’Égypte, le Maroc, la Bolivie, l’Équateur, le Népal et le Pakistan. Dans l’ensemble, l’utilisation et le minage de Bitcoin sont légaux dans une grande partie du globe.

Risques du minage

Les risques du minage sont souvent ceux d’un risque financier et d’un risque réglementaire. Comme mentionné, le minage de bitcoins, et le minage en général, est un risque financier. On pourrait faire tout l’effort d’acheter des centaines ou des milliers de dollars d’équipement de minage pour n’avoir aucun retour sur investissement. Cela dit, ce risque peut être atténué en rejoignant des pools de minage. Si tu envisages de faire du minage et que tu vis dans une région où cela est interdit, tu devrais reconsidérer ta décision. Il peut aussi être judicieux de faire des recherches sur la réglementation de ton pays et le sentiment général envers les crypto-monnaies avant d’investir dans un équipement de minage.

Un risque potentiel supplémentaire lié à la croissance du minage de Bitcoin (et d’autres Systèmes de preuve de travail également) est l’augmentation de la consommation d’énergie requise par les systèmes informatiques qui exécutent les algorithmes de minage. Bien que l’efficacité des puces ASIC ait considérablement augmenté, la croissance du réseau lui-même dépasse les progrès technologiques. Par conséquent, l’impact environnemental et l’empreinte carbone du minage de Bitcoin suscitent des inquiétudes. Il existe cependant des efforts pour atténuer cette externalité négative en recherchant des sources d’énergie plus propres et vertes pour les opérations de minage (comme la géothermie ou le solaire), ainsi qu’en utilisant des crédits de compensation carbone. Passer à des mécanismes de consensus moins énergivores comme Proof-of-Stake (PoS), ce que Ethereum prévoit de faire, est une autre stratégie. Cependant, PoS s’accompagne de son propre lot d’inconvénients et d’inefficacités.