Comment fonctionne le minage de Bitcoin ?

Principaux points à retenir :

• Bitcoin L'exploitation minière est le processus de découverte de nouveaux blocs, de vérification des transactions et de leur ajout à la blockchain Bitcoin .
• Chaque fois qu'un nouveau bloc est découvert, le mineur qui réussit se voit accorder le droit de remplir ce bloc avec de nouvelles données de transaction.
• En échange du temps et des ressources consacrés à l'exécution de cette tâche, les mineurs gagnants reçoivent gratuitement une quantité de Bitcoin nouvellement créés, appelée «récompense de bloc" ainsi que tous les frais associés aux transactions qu'ils stockent dans les nouveaux blocs.
• Le processus consistant à donner aux mineurs performants des Bitcoin nouvellement créés est la seule façon dont les nouvelles pièces entrent en circulation.

Pourquoi miner du Bitcoin?

Il y a deux raisons principales pour lesquelles une personne ou une entreprise voudrait exploiter des Cryptomonnaie comme le Bitcoin.

• Pour avoir une chance de gagner du Bitcoin bloquer les récompenses(ce qui, en avril 2023, équivaut à 6,25 bitcoins, soit environ 177 000 $.) De nouveaux blocs sont découverts environ une fois toutes les 10 minutes.
• Participer à la sécurisation et au maintien du réseau décentralisé Bitcoin .

Comment les mineurs de Bitcoin découvrent-ils de nouveaux blocs ?

Pour valider et ajouter de nouvelles transactions à la blockchain, les mineurs doivent rivaliser entre eux à l’aide d’équipements informatiques spécialisés. Ils utilisent leur équipement pour générer des codes de longueur fixe appelés « hachages » (voir ci-dessous). Afin de découvrir le bloc suivant, les mineurs doivent générer un hachage qui comporte un nombre de zéros égal ou supérieur au « hachage cible ».

Le hachage cible est un code hexadécimal de 64 chiffres (comprenant des chiffres de 0 à 9 et des lettres de A à F) que tous les mineurs tentent de descendre afin de découvrir le bloc suivant.

Pour commencer, tous les mineurs prennent les données du bloc précédent, appelées « en-tête de bloc », qui contiennent des éléments tels qu’un horodatage du bloc, le hachage des données du bloc précédent et un espace vide appelé « nonce cryptographique ». La plupart des données de l’en-tête de bloc sont fixes, ce qui signifie qu’elles ne peuvent pas être modifiées, à l’exception du nonce. Un nonce signifie « un nombre utilisé une seule fois » et est la partie de l’en-tête du bloc précédent que les mineurs sont autorisés à modifier. N’oubliez pas que le simple fait de modifier un seul BIT de l’entrée produit un hachage totalement différent.

Le problème est que les hachages sont générés de manière totalement aléatoire, ce qui signifie qu’il est impossible pour les mineurs de savoir quels seront les hachages avant de les générer. Il s’agit donc simplement d’une question d’essais et d’erreurs jusqu’à ce que quelqu’un trouve la bonne valeur de nonce, connue sous le nom de « golden nonce ».

C'est pourquoi les mineurs doivent investir dans des ordinateurs gourmands en énergie, en particulier des mineurs de circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC), capables de générer des milliards de hachages par seconde.

Une façon simple de penser au minage de Bitcoin est d'imaginer que chaque nouveau bloc est un coffre au trésor avec une serrure à combinaison dessus. Pour obtenir la récompense gratuite du bloc de Bitcoin à l'intérieur et WIN le droit d'y ajouter de nouvelles données de transaction (et de percevoir les frais associés), vous devez KEEP à faire tourner ONEune des roues numériques sur la serrure (le nonce) jusqu'à ce que vous ayez déchiffré la combinaison (le hachage cible).

Voici un exemple de ce à quoi pourrait ressembler un hachage cible :

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Pour voir à quel point il est difficile de générer un hachage avec plus de zéros à l'avant que le hachage cible ci-dessus, essayez de créer vous-même un hachage gagnant avec ce hachage en ligne gratuit.générateur de hachageTapez simplement ce que vous voulez dans la zone de texte prévue à cet effet et voyez si cela produit un hachage avec plus de 17 zéros au début !

Qu'est-ce qu'un hachage ?

Un hachage est une fonction mathématique cryptographique qui convertit tout message ou toute donnée saisie en un code de longueur fixe. Considérez-le comme une technique de cryptage où les messages sont mathématiquement transposés en une séquence de chiffres et de lettres d'une longueur fixe.

Les sorties ont des longueurs définies de manière à ce qu'il soit impossible de deviner la taille de l'entrée. Par exemple, le hachage du mot « salut » aurait exactement la même longueur que le hachage du texte entier d'un livre d'Harry Potter.

Ces fonctions de hachage sont irréversibles, ce qui signifie qu’il est impossible de rétablir le hachage à son entrée d’origine. La même entrée générera également toujours la même séquence de lettres et de chiffres. Par exemple, le hachage de « hi » sera le même code à chaque fois. Chaque code généré est également totalement unique, ce qui signifie qu’il est impossible de produire le même hachage avec deux entrées différentes.

Dans le cas de Bitcoin, la blockchain utilise l'algorithme de hachage sécurisé 256 ou SHA 256 pour générer une sortie de 256 BIT ou 64 caractères de long, quelle que soit la taille de l'entrée.

Dans quelle mesure l’exploitation minière de Bitcoin est-elle gratifiante ?

Pour chaque nouveau bloc ajouté à la blockchain, le protocole (un ensemble de règles programmées dans Bitcoin ) libère une quantité fixe de pièces nouvellement créées au mineur qui a réussi. Ce système de récompense par bloc fait également office de mécanisme de distribution pour Bitcoin.

Dans le cadre des mesures programmées introduites par Satoshi Nakamoto pour diminuer progressivement le nombre de bitcoins émis au fil du temps, les pièces attribuées aux mineurs sontcoupétous les quatre ans environ, soit 210 000 blocs, dans un processus connu sous le nom de «Bitcoin Halving ». En 2009, la récompense par bloc était de 50 BTC. Ce chiffre a été réduit à 25 BTC en 2013. Le halving le plus récent s'est produit en 2020, et a vu les récompenses de bloc chuter de 12,5 BTC à 6,25 BTC.

Notez que le Bitcoin a une limite d'approvisionnement maximale de 21 millions, et nous avons déjà 18,9 millions de pièces en circulation. Les récompenses de bloc ne seront plus distribuées une fois que 21 millions de BTC auront été mis sur le marché. Une fois que cela se produira, les mineurs ne pourront gagner des récompenses que sous la forme de frais de transaction en Bitcoin .

Sur le même sujet : Que se passe-t-il lorsque tous les Bitcoin sont minés ?

Même avec cette combinaison de deux sources de revenus, tous les mineurs ne génèrent pas de bénéfices. Pour joindre les deux bouts, les revenus d’un mineur doivent dépasser le montant dépensé en électricité et en achat et maintenance des plates-formes minières. De plus, à mesure que la difficulté de l’exploitation minière augmente, les grandes exploitations minières sont obligées d’agrandir ou de moderniser leur équipement pour conserver un avantage concurrentiel. Pour la plupart des mineurs moyens qui ne peuvent pas se permettre d’investir dans des équipements coûteux, il existe une opportunité de combiner leurs ressources avec d’autres mineurs du monde entier. Chaque mineur accepte de partager les récompenses en fonction des contributions de chaque mineur. Ces réseaux de mineurs sont appelés «pools miniers."

Il existe cependant quelques RARE cas où des mineurs solitaires ont réussi à extraire des blocs seuls depuis chez eux.

Difficulté de minage de Bitcoin

Une chose importante à savoir sur Bitcoin est que lorsque Satoshi Nakamoto a créé le protocole, il a programmé un temps À découvrir du bloc cible de 10 minutes. Cela signifie qu'il faut environ 10 minutes à un mineur pour créer avec succès le code gagnant permettant de découvrir le bloc suivant.

Alors, comment le réseau garantit-il que de nouveaux blocs sont découverts toutes les 10 minutes ?

Le protocole Bitcoin a la capacité d'augmenter ou de diminuer automatiquement la complexité du processus d'extraction en fonction de la rapidité ou de la lenteur avec laquelle les blocs sont trouvés.

Toutes les deux semaines, le protocole Bitcoin ajuste automatiquement le hachage cible pour rendre plus difficile ou plus facile la recherche de blocs par les mineurs. S'ils mettent trop de temps (plus de 10 minutes), la difficulté s'ajustera à la baisse ; moins de 10 minutes, elle s'ajustera à la hausse. Plus précisément, le protocole augmentera ou diminuera le nombre de zéros au début. Cela peut sembler peu, mais le simple fait d'ajouter un seul zéro au hachage cible rend le code beaucoup plus difficile à battre, et vice versa.

La répression des activités minières en Chine en 2021 a provoqué des difficultés sur le réseau Bitcoinpour connaître sa plus forte baisse dans l'histoire. Cela a ensuite conduit à des mineurs de Bitcoin restants rapportaugmentation significative des revenus miniers.

Grâce à ce système, le protocole Bitcoin est en mesure de KEEP les temps À découvrir des blocs aussi proches que possible de 10 minutes. Vous pouvez suivre la difficulté de minage de Bitcoin ici.

Sur le même sujet : Difficulté de minage de Bitcoin : tout ce que vous devez savoir

Bien que participer activement au réseau Bitcoin puisse être une entreprise très enrichissante, les besoins en électricité et en matériel limitent souvent sa rentabilité, en particulier pour les mineurs disposant de ressources limitées.

Pourquoi l’extraction de Bitcoin consomme-t-elle autant d’énergie ?

ONEun des plus gros inconvénients du Bitcoin est la grande quantité d'énergie qu'il utilise pour extraire de nouvelles pièces, valider les transactions et sécuriser son réseau. Au moment de la mise sous presse, le Bitcoin taux de hachage– la mesure de toute la puissance de calcul dédiée à l’extraction de nouvelles pièces – se situe à183 exahash (Eh/s.) Cela signifie que les mineurs de Bitcoin tentent collectivement de déchiffrer le hachage cible du prochain nouveau bloc 183 quintillions de fois par seconde.

Selon leIndice de consommation d'électricité de Cambridge Bitcoin (CBECI), cette activité consomme environ 131 térawattheures (TWh) d'électricité par an, soit plus d'électricité que ce que l'Ukraine consomme pendant la même période.

La principale raison de cette consommation extrême est que chaque fois que le prix du Bitcoin augmente, cela encourage de nouveaux mineurs à se joindre à la bataille pour WIN de nouvelles pièces et oblige les entreprises existantes à acheter plus de plates-formes ou à mettre à niveau leur équipement pour rester compétitives. Lorsque cela se produit, la quantité de puissance de calcul utilisée pour miner du Bitcoin augmente (le taux de hachage augmente), ce qui, à son tour, oblige le protocole Bitcoin à augmenter la difficulté de sorte que les blocs continuent d'être découverts à un rythme constant toutes les 10 minutes.

Une conséquence naturelle de cette concurrence accrue est une consommation énergétique plus élevée : plus les machines s’activent pour extraire des Bitcoin, plus la consommation énergétique collective est élevée.

Voir aussi :Pouvez-vous toujours miner du Bitcoin et d’autres Crypto depuis chez vous ?