Le trilemme de sécurité et l'avenir du Bitcoin

Raphael Auer est économiste principal au sein de l'unité Innovation et économie numérique de la Banque des règlements internationaux (BRI). Ses recherches portent sur les questions liées aux cryptomonnaies, aux stablecoins et aux monnaies numériques de banque centrale. Les opinions exprimées ici sont les siennes et ne reflètent pas nécessairement celles de la BRI.

La réduction de moitié imminente de la « subvention de bloc » révèle une menace fondamentale pour Bitcoin. Chaque fois qu'un nouveau bloc est ajouté à la blockchain, une quantité considérable de nouveaux bitcoinsest créé et payé au mineur qui ajoute le bloc. La concurrence entre les mineurs pour cette subvention accroît la difficulté du système, rendant plus difficile la recherche de ce qu'on appelle51% d'attaques Pour réussir. Mais la subvention devrait diminuer progressivement, pour être divisée par deux très prochainement, à 6,25 bitcoins par bloc, de sorte que l'offre totale de cryptomonnaies atteindra à terme 21 millions. Et à mesure que la subvention diminue, Bitcoin pourrait être victime d'attaques à 51 %, comme c'est déjà le cas pour les cryptomonnaies de plus petite taille.

Raphael Auer est conférencier à Consensus: Distributed, la conférence virtuelle gratuite de CoinDesk qui se déroule du 11 au 15 mai. Inscrivez-vous ici.

Pourtant, un avenir où Bitcoin serait en proie à des attaques à 51 % n'est ONE des hypothèses possibles. Dans cette chronique, j'introduis la notion de « trilemme de sécurité » pour illustrer l'évolution possible de l'écosystème Bitcoin avec la baisse de la subvention. Ce trilemme fait référence aux compromis qui influencent le fonctionnement de Bitcoin sans la subvention de bloc.

Voir aussi :La division par deux du Bitcoin , expliquée

En termes simples, « on ne peut T tout avoir » et, une fois la subvention réduite au-delà d'un certain seuil, les utilisateurs devront accepter des compromis sur au moins un des trois points suivants : à l'avenir, Bitcoin deviendra plus centralisé (c'est-à-dire qu'il dépendra d'institutions pour fonctionner), sa liquidité pourrait s'épuiser, ou son offre devra dépasser les 21 millions de pièces initialement prévues.

Le rôle de la subvention globale pour la sécurité des paiements

On ne saurait trop insister sur la dépendance du Bitcoin à la subvention de bloc pour son fonctionnement. L'examen de cette question dans le cadre de la BRI document de travail, J'ai montré une Cryptomonnaie qui repose sur preuve de travailgarantir la finalité du paiement est soumis à deux limitations économiques.

Le premier réside dans les coûts exorbitants liés à la garantie de la finalité des paiements dans un délai raisonnable. Pour commencer, les revenus des mineurs doivent être très élevés pour dissuader les attaques à 51 %. D'après mes calculs, pour que les paiements soient irréversibles en six blocs (soit environ une heure), les revenus des mineurs doivent représenter 8,3 % du volume de la transaction, soit un multiple des frais de transaction actuellement appliqués aux services de paiement conventionnels.

Bitcoin deviendra soit plus centralisé..., soit sa liquidité pourrait s'assécher, soit son offre devra croître au-delà des 21 millions de pièces initialement prévues.

La deuxième limite est que les frais de transaction Bitcoin ne peuvent à eux seuls générer un revenu suffisant pour les mineurs. Aujourd'hui, les utilisateurs paient en moyenne moins de 1 dollar par transaction. Chaque bloc peut contenir jusqu'à environ 3 500 transactions, mais le total des revenus générés par les frais ne représente qu'une fraction de la valeur de la subvention du bloc. En réalité, cette subvention représente généralement plus de 99 % du revenu total (voir le graphique 1 ci-dessous, à gauche).

Le niveau dérisoire des frais s'ajoute au problème classique du « resquilleur » : pour toute transaction donnée, la preuve de travail, et donc le niveau de sécurité, est déterminée au niveau du bloc. En revanche, les frais sont fixés par chaque utilisateur de manière privée. Si chaque utilisateur est susceptible de bénéficier des revenus élevés du mineur, il n'est pas incité à contribuer à ces revenus avec les frais qu'il paie. L'ensemble de ces observations suggère que la liquidité du Bitcoin est vouée à se dégrader considérablement à chaque réduction de moitié.

À mesure que les revenus des mineurs diminuent, la difficulté du système augmente également, et les utilisateurs devront attendre de plus en plus longtemps avant de pouvoir considérer avec certitude qu'un paiement a été effectué.confirmationsLes paiements devront augmenter. Mes recherches (graphique 1, panneau de droite) indiquent que, vers la fin de la décennie, il faudra peut-être plusieurs heures, voire plusieurs jours, pour que les paiements deviennent irréversibles. À terme, c'est-à-dire une fois la subvention globale complètement supprimée, les délais d'attente pourraient s'allonger jusqu'à plusieurs mois.

Le trilemme de la sécurité : à la recherche d'un plan B pour Bitcoin

Le Bitcoin commencera à fonctionner différemment à mesure que la subvention de bloc diminuera. Une option, simulée ci-dessus, est que les transactions nécessiteront de plus en plus de confirmations. Mais ce n'est pas la seule issue possible. L'éventail des scénarios peut être visualisé en adaptant le « trilemme de scalabilité » de Vitalik Buterin aux perspectives spécifiques du Bitcoin.

Bitcoin est confronté à un « trilemme de sécurité » et à une série d'issues possibles (voir graphique 2). Ce trilemme signifie que, parmi les trois propriétés qui rendent Bitcoin aujourd'hui attractif pour ses adeptes (rareté, décentralisation et liquidité du marché des échanges blockchain), des compromis devront être faits sur au moins une dimension. Bitcoin pourrait devenir moins liquide, ou son protocole pourrait être modifié de sorte que l'offre dépasserait à terme 21 millions, ou encore il pourrait devenir plus centralisé.

Scénarios impliquant une liquidité plus faible

Les scénarios impliquant une liquidité plus faible impliquent que les échanges de Bitcoin sur la chaîne seront soit beaucoup plus lents, soit soumis à des frais bien plus élevés qu'aujourd'hui. Le scénario le plus simple est que le système reste inchangé et que les frais restent faibles, mais que davantage de confirmations sont nécessaires, comme indiqué précédemment.

Il existe cependant un autre scénario impliquant une liquidité plus faible : la création de frais plus élevés. Cela pourrait, par exemple, être réalisé en créant délibérément une congestion. Lorsque les blocs nouvellement ajoutés atteignent déjà la taille maximale autorisée par le protocole, le système se congestionne et les transactions sont placées dans une file d'attente. Les utilisateurs souhaitant que leurs transactions soient traitées immédiatement commencent à fixer des frais plus élevés. Au plus fort de l'engouement pour les cryptomonnaies, fin 2017, les frais de transaction ont ainsi atteint plus de 50 $ par transaction (voir graphique 1, à gauche). À l'avenir, une telle congestion pourrait également être créée artificiellement, en ajustant le nombre maximal de transactions que Bitcoin peut traiter.

Scénarios impliquant moins de pénurie

Un scénario très controversé implique un écart substantiel par rapport àLa conception initiale de Nakamoto: croissance continue de l'offre. Par exemple, ONEune des options discuté L'objectif des chercheurs Hasu, Prestwich et Curtis est de modifier le protocole afin que l'offre de Bitcoin continue de croître au-delà de 21 millions, par exemple de 1 % par an. Cela permettrait de résoudre de front le problème de la baisse de la subvention globale. Cependant, comme le soulignent Hasu et ses collègues, ces propositions ont été accueillies avec scepticisme pour plusieurs raisons. La ONE est que beaucoup considèrent désormais la rareté numérique comme la PRIME vertu du Bitcoin. Ainsi, bien que cela reste une option théorique, étendre l'offre au-delà de 21 millions semble un scénario improbable.

Scénarios impliquant moins de décentralisation

Un troisième ensemble de résultats possibles implique une décentralisation moindre et une certaine institutionnalisation. Cela pourrait prendre plusieurs formes, notamment des cartels miniers. Aujourd'hui encore,l'exploitation minière est dominée par un petit nombre de grands acteursCela peut être un gros problème lorsqu'il s'agit derésistance à la censure, mais le résultat est que cesles grands acteurs ont des incitations stratégiques à protéger les transactionset ainsi protéger leur investissement dans les équipements miniers.

À l'avenir, il est possible que les mineurs forment des cartels qui se coordonneraient pour répondre à toute attaque à 51 %. Les chercheurs du MIT Moroz, Aronoff, Narula et Parkes ont analysé le potentiel decontre-attaques à double dépenseDans le cas d'un seul mineur. Si plusieurs mineurs étaient impliqués, cela nécessiterait une forme d'institutionnalisation, c'est-à-dire un accord garantissant le bon fonctionnement de la coopération entre les mineurs.

Mais l'institutionnalisation pourrait également prendre d'autres formes. Par exemple, elle pourrait impliquer «preuve d'enjeu”, c'est-à-dire remplacer les coûteux calculs de preuve de travail par un jeu de hasard essentiellement sans ressources. Pourquoi cela devrait-il impliquer une institutionnalisation ? Avec la preuve de travail, les mineurs Réseaux sociaux généralement la chaîne la plus longue pour choisir entre les blockchains, en cas de conflit. Avec la preuve d'enjeu, l'absence de coût réel ouvre la voie à ce que l'on appelle attaques à long terme.

C'est un problème que Buterin a qualifié de «faible subjectivitéCela implique que les implémentations réussies de preuve d'enjeu pourraient devoir s'appuyer sur un point de contact central guidant les nouveaux venus vers la blockchain « honnête ». Reste à voir dans quelle mesure de tels arrangements pourraient fonctionner.

La dernière option d'institutionnalisation implique la conservation et le trading hors chaîne sur des plateformes d'échange réglementées. Pendant des années, le Bitcoin a été négocié sur des plateformes spécialisées comme Coinbase ou Kraken. Plus récemment, une certaine activité commerciales'est développé sur Bakkt, une filiale d'Intercontinental Exchange, propriétaire de la Bourse de New York. À l'avenir, une part croissante des échanges pourrait migrer vers ces marchés réglementés.

Bien entendu, un tel développement entraînerait des problèmes réglementaires similaires à ceux rencontrés sur les Marchés financiers classiques. À commencer par Mt. Gox, des milliards de dollars de cryptomonnaies ont été perdus ou volés ces dernières années, des plateformes d'échange non réglementées se révélant frauduleuses ou tout simplement incompétentes. Le secteur pourrait bénéficier d'une meilleure réglementation. imminentLa réglementation n'est pas toujours une mauvaise nouvelle pour les cryptomonnaies, selon une étude de la BRI, ajoute cette hypothèse.

Et la réglementation peut également être adaptée à la Technologies des cryptomonnaies, comme je l’ai souligné dans un autre article de la BRI. document de travailLe principe de la « supervision intégrée » repose sur le principe selon lequel le superviseur financier s'assure que les fonds déposés sur une plateforme d'échange sont entièrement garantis par des avoirs en Bitcoin sur la blockchain. La transmission des données est automatisée, le superviseur financier lisant directement les soldes de propriété dans la blockchain Bitcoin . De cette manière, les investisseurs sont protégés et la charge administrative de la plateforme d'échange de cryptomonnaies est réduite au minimum.

La route à suivre : si ce n’est pas de l’argent, alors quoi ?

Avec la baisse des subventions de bloc, l'écosystème Bitcoin devra évoluer – non pas pour croître, mais simplement pour en limiter les conséquences. L'avenir s'annonce probablement marqué par une transition progressive vers des plateformes d'échange réglementées, avec moins de transactions anonymes sur la blockchain et un rôle moindre des mineurs.

Étant donné que nous sommes loin de la révolution annoncée, la proposition de valeur CORE du Bitcoin pourrait bien devoir être réévaluée. L'avenir à long terme du Bitcoin dépendra vraisemblablement des applications qui pourront fonctionner sur lui, ainsi que de leur succès et de leur capacité à générer des revenus. Dans ce contexte, l'atout CORE du Bitcoin pourrait bien être moins sa Technologies originale basée sur la preuve de travail (POW) que sa vaste communauté de fans et de développeurs, ainsi que le peu d'attention médiatique qu'il continue de susciter.

Il y a quelques années à peine, le Bitcoin était présenté comme l'avenir de la monnaie. Mais ses multiples limites ont érodé cette affirmation. Aujourd'hui, on le présente souvent comme l'équivalent numérique de l'or. Pourtant, l'or continuera d'être échangé pendant des millénaires, tandis que rares sont ceux qui oseraient affirmer une telle chose pour le Bitcoin. Le danger est plutôt que la Cryptomonnaie se révèle être l'équivalent numérique du SAND qui glisse lentement entre les doigts.