L'Ethereum compte réduire sa consommation d'énergie de 99 % en remplaçant le système de validation par preuve de travail
Par preuve d'enjeu

Le , par Bill Fassinou

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L'énorme consommation d’énergie électrique liée à l’extraction des cryptomonnaies n'est plus à démontrer. En 2017 par exemple, une étude réalisée par Power Compare a relevé que la quantité d’énergie utilisée cette année par les ordinateurs permettant la production de bitcoins encore appelées « mineurs » est supérieure à la consommation énergétique annuelle de 160 pays. L’étude s'était basée sur les chiffres fournis par le fournisseur de données sur les cryptomonnaies et les statistiques de Bitcoin lui-même. Elle met ainsi en exergue que la quantité d’énergie utilisée pour l’extraction du bitcoin à l’échelle mondiale a dépassé la consommation énergétique de l’Irlande et de la plupart des pays africains. En effet, les chiffres avancés par Digitronics ont estimé que l'activité d'extraction de bitcoins consomme environ 29,05 TWh d’électricité par an alors qu’un pays comme l’Irlande n’en consomme que 25 TWh sur la même période.

Bien que le Bitcoin soit connu pour sa consommation excessive d'énergie électrique, les autres cryptomonnaies comme l'Ethereum par exemple qui vaut environ 10 milliards de dollars US en capitalisation boursière consomment aussi assez d'énergie. En 2018, l'Ethereum a consommé environ autant d'électricité que l'Islande. En effet, la transaction typique d'Ethereum consomme plus d'énergie qu'un ménage américain moyen n'en consomme par jour. « C'est un énorme gaspillage de ressources, même si vous ne croyez pas que la pollution et le dioxyde de carbone sont un problème. Il y a de vrais consommateurs - de vraies personnes - dont le besoin d'électricité est remplacé par ce produit », explique Vitalik Buterin, un informaticien canadien d'origine russe de 24 ans qui a inventé l'Ethereum alors qu'il n'avait que 18 ans.


Buterin compte trouver une solution au gaspillage d'énergie de son invention, l'Ethereum, en 2019. Cette année, Buterin, la Fondation Ethereum qu'il a co-fondée, et le mouvement plus large de l'open-source qui fait progresser la cryptomonnaie ont annoncé leur intention de réviser le code source d'Ethereum. Le nouveau code d'Ethereum pourrait alors, d'ici la fin de 2019, réaliser des transactions avec seulement 1 % de l'énergie consommée aujourd'hui, selon ses développeurs. Cette initiative de renaissance de l'Ethereum est à observer de prêt, selon Zaki Manian, qui conseille l'entreprise Cosmos. Selon lui, ce processus de développement d'Ethereum signifie que plusieurs développeurs et organisations doivent collaborer ouvertement, converger vers des spécifications, inventer toute la technologie pour les mettre en œuvre et les faire fonctionner ensemble de manière transparente. « C'est de loin le projet communautaire ouvert le plus ambitieux sur le plan technique qui ait jamais été tenté », dit-il. Tout comme le bitcoin, l'Ethereum s'appuie sur une chaîne de blocs, qui s'appuie sur une structure de données chaînées qui se compose d'arbres de hachages et d'empreintes cryptographiques permettant à l'ensemble des participants de s'accorder sur l'état d'un réseau à un instant T tout en garantissant les contraintes de cohérence, de disponibilité et de tolérance.

Autrement dit, la blockchain est une technologie de stockage et de transmission d’informations, transparente, sécurisée, et fonctionnant sans organe central de contrôle. Cependant, Buterin a conçu Ethereum pour faire plus que maintenir un grand livre sans autorité centrale. Sa vision était de faire d'Ethereum un calculateur principal, décentralisé, accessible à tous et essentiellement à l'abri des temps d'arrêt, de la censure et de la fraude. Ce qui donne à la chaîne de blocs d'Ethereum un tel potentiel, c'est sa capacité à stocker des données, à soutenir les décisions et à automatiser la distribution de la valeur. Il gère ces tâches au moyen de contrats intelligents, de programmes écrits par des utilisateurs ou des développeurs dans le langage de codage personnalisé d'Ethereum. Les contrats intelligents ont des applications commerciales évidentes, mais l'espoir à long terme est que les applications construites à partir de ces contrats feront finalement d'Ethereum la plateforme ultime de cloud computing.

Cette vision s'oppose à la réalité actuelle d'Ethereum. Bien qu'il y ait des applications de plusieurs millions de dollars en cours d'exécution, même Buterin dit qu'il soupçonne qu'Ethereum consomme plus de ressources qu'il n'en retire de bénéfices pour la société. Le problème, c'est l'exploitation minière. Comme la plupart des cryptomonnaies, l'Ethereum s'appuie sur une compétition informatique appelée preuve de travail (PoW), qui désigne en informatique une mesure économique et sécuritaire permettant de dissuader, sur un réseau informatique, des attaques par déni de service et autres abus de service tels que le spam en requérant de la puissance de calcul et de traitement par ordinateur au demandeur de service. Dans le système de validation par preuve de travail, tous les participants s'affairent à sécuriser cryptographiquement les transactions et à les ajouter au grand livre de la chaîne de blocs distribué à l'échelle mondiale. C'est un concours gagnant, récompensé par de nouvelles cryptomonnaies. Ainsi, plus vous avez de puissance de calcul, plus vous avez de chances d'en tirer profit.


Le minage par le système de validation par preuve de travail est difficile par conception L'idée est d'empêcher une entité de contrôler la chaîne de blocs. Par exemple, si le système informatique d'un mineur de bitcoin possédait plus de la moitié de toute l'énergie minière sur le réseau, ce mineur pourrait commettre des fraudes, en révisant des transactions achevées depuis longtemps. Les utilisateurs de bitcoin auraient peu de recours parce que les mineurs sont anonymes. En théorie, le système de validation par preuve de travail continue d'exploiter une affaire distribuée. Dans la pratique, cependant, le développement de circuits intégrés à application spécifique (ASIC) qui accélèrent l'exploitation minière, a concentré le pouvoir sur de nombreuses cryptomonnaies. L'Ethereum un algorithme PoW à forte intensité de mémoire pour son extraction. Cet algorithme d'extraction pénalise l'utilisation des ASIC. Ce que l'algorithme PoW d'Ethereum n'a pas empêché, cependant, c'est la croissance explosive des ressources informatiques consacrées à l'extraction de la cryptomonnaie. La puissance de calcul consacrée à cette tâche a plus que doublé en 2017, alors que la valeur du jeton est passée de 8 $ à 862 $ et que les sociétés de minage ont construit des centres de données spécialisés remplis d'unités de traitement graphique à usage général, qui conviennent bien à l'exploitation minière de l'Ethereum.

La demande d'énergie qui en a résulté a provoqué une réaction négative de la part des environnementalistes. Les services publics et les communautés, quant à eux, voient les risques financiers et les coûts d'opportunité s'ils s'adressent à des mineurs de cryptomonnaies qui engloutissent de l'électricité bon marché tout en créant quelques emplois. Les exploitants miniers peuvent avoir besoin de services publics pour mettre à niveau leur équipement, ce qui pourrait devenir superflu si les prix de la cryptomonnaies s'effondrent et que les activités minières sont interrompues. La dynamique récente du marché appuie les préoccupations des services publics. La valeur de l'éther a culminé à 1385 $ en janvier 2018 et a ensuite amorcé une descente. En novembre dernier, il se négociait à un peu plus de 111 $, un niveau suffisamment bas pour effacer la marge bénéficiaire des mineurs et inciter certains à ralentir ou à cesser leurs activités minières. Selon une projection de Digiconomist, les mineurs d'Ethereum ont probablement réduit leur consommation énergétique totale de plus de la moitié en moins de 20 jours.

Il n'est donc pas surprenant que certains services publics, comme Hydro-Québec, dont le siège social est à Montréal, fixent des tarifs d'électricité plus élevés pour les mineurs. Un tel refoulement de la part des services publics et de leurs organismes de réglementation pourrait éroder davantage la sécurité des cryptomonnaies basées sur le système de validation par preuve de travail. La restriction de l'accès à l'électricité et l'augmentation des coûts de l'énergie empêcheront les nouveaux mineurs d'entrer dans le jeu, accélérant ainsi la concentration de l'énergie minière. En se concentrant, le risque de collusion et de fraude augmente. Pour Buterin, la réduction de la consommation d'énergie fait partie de la vision d'Ethereum depuis ses débuts. La plupart des autres partisans d'Ethereum sont d'accord. « Il est largement accepté dans la communauté d'Ethereum que PoW utilise beaucoup trop d'énergie. Pour moi, c'est la priorité numéro un », déclare Paul Hauner, cofondateur de la société australienne Sigma Prime, co-fondateur de la cybersécurité et du développement de la chaîne de blocs.

Le plan d'Ethereum est de remplacer le système de validation par preuve de travail par la preuve d'enjeu ou preuve de participation (PoS), une méthode par laquelle une chaîne de blocs d'une cryptomonnaie vise à atteindre un consensus distribué. Au lieu de millions de processeurs qui traitent simultanément les mêmes transactions, la preuve d'enjeu en choisit un au hasard pour faire le travail. Alors que la preuve de travail (PoW) demande aux utilisateurs d'exécuter plusieurs fois les algorithmes de hachage ou de calculer des puzzles mathématiques selon des algorithmes pour valider les transactions électroniques, la preuve d'enjeu (PoS) demande à l'utilisateur de prouver la possession d'une certaine quantité de cryptomonnaie pour prétendre à pouvoir valider des blocs supplémentaires dans la chaîne de bloc et de pouvoir toucher la récompense, s'il y en a une, à l'addition de ces blocs.

La preuve d'enjeu réduira la consommation d'énergie par transaction d'Ethereum de plus de cent fois, selon Buterin. Réduire la puissance de calcul et la consommation d'énergie n'est pas seulement un geste écologique. Cela pourrait également présenter un avantage financier, car il devrait réduire le taux d'émission de nouvelle cryptomonnaie afin d'encourager les validateurs. « Parce que les validateurs par preuve d'enjeu ne dépensent pas toute cette énergie, nous n'avons pas à les récompenser autant », explique Darren Langley, développeur principal de la chaîne de blocs de Rocket Pool, à Brisbane, en Australie. Le passage à la validation par preuve d'enjeu pourrait également renforcer la sécurité. Avec le PoS, l'emplacement du compte de chaque validateur est connu et peut être détruit si ce validateur enfreint les règles. Vlad Zamfir, principal développeur de PoS de la Fondation Ethereum, compare cette situation à celle de la communauté Bitcoin qui obtient le pouvoir d'incinérer les centres de données d'un mineur qui abuse de son pouvoir.

Source : IEEE Spectrum

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Avatar de N9GAZAKI
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 15:19
En résumé : Mettre un pansement sur une jambe de bois

On y revient sans cesse : IOTA
Avatar de abriotde
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 16:30
La cryptomonnaie répond a un besoin (plein de besoins). Mais elle est face à un défi: la preuve de travail est valable d'un point de vue sécurité mais pas d'un point de vue efficacité. Plusieurs approches existent pour lui trouver une alternative.
Ethereum semble tenir un bon bout.
La cryptomonaie a réussit le premier défi : gagner la confiance du public et s'émanciper. Elle est en passe de réussir celui d'être accepter par les institutions financière (du moins certaines). Alors je pense qu'elle réussira celui là.
Le décentralisé est bien mieux que le centralisé, il laisse l'homme plus libre, il est plus solide face aux attaques... mais la partie n'est pas gagné car les états veulent tout contrôler.
Avatar de abriotde
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 16:34
Citation Envoyé par N9GAZAKI Voir le message
En résumé : Mettre un pansement sur une jambe de bois
C'est comme ça que le monde fonctionne et il fonctionne bien mieux ainsi que par révolution. On nous promet demain on va tout changer... Au final on change rien. Il faut changer par petites touche corriger les défauts, peaufiner certains points, revoir certains concept mais toujours persévérer. Au final le résultat est toujours bien mieux qu'une refonte. La cryptomonaie en est a ses début mais elle complête pleinement dans le concept de monaie locale alternative...
Avatar de N9GAZAKI
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 16:54
Citation Envoyé par abriotde Voir le message
C'est comme ça que le monde fonctionne et il fonctionne bien mieux ainsi que par révolution. On nous promet demain on va tout changer... Au final on change rien. Il faut changer par petites touche corriger les défauts, peaufiner certains points, revoir certains concept mais toujours persévérer. Au final le résultat est toujours bien mieux qu'une refonte. La cryptomonaie en est a ses début mais elle complête pleinement dans le concept de monaie locale alternative...
Ce que tu dis, de mon point de vue n’est que partiellement vrai, surtout dans le domaine de l’IT en générale
Pour moi BTC sera la première génération, ETH la deuxième pleine promesse, mais le challenge énergétique est beaucoup trop grand, il demande une revue complète de la tek choisie.
C’est pour cela que j’en reviens à la solution Tangle de IOTA, qui atteint les mêmes objectifs en termes de sécurité, de scalabilité, et sa preuve de travail (POW) est pour moi la meilleur solution actuellement (avec XPR) au gigantesque pb énergétique
Avatar de SofEvans
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 17:57
Citation Envoyé par abriotde Voir le message
C'est comme ça que le monde fonctionne et il fonctionne bien mieux ainsi que par révolution.
Mouuuuiii ... mais non.
En IT, j'aurais difficilement pu te donner tord, car généralement repartir de from scratch est trop coûteux à court (et moyen ?) terme.

Mais dans "le monde", je pense que beaucoup de peuple qui renversent une régime dictatorial (ou même simplement monarchique) sont bien content de repartir du début.
Ce n'est pas pour rien qu'en 1789, le peuple français a aboli la monarchie, a instauré la république et fait la déclaration des droits de l'homme et du citoyen (bon ok, ça s'est étalé sur plusieurs année et ça a bien été le bazar entre-temps, mais de mon point de vue c'était mieux que de laisser la monarchie en place et de faire petit pansement sur petit pansement).
Je pense que des fois, repartir de from scratch, c'est juste la chose à faire.

Pour en revenir à ETH, wait & see : on verra si la baisse d’énergie sera aussi marqué, et si ça tiens la route après.
Avatar de Steinvikel
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 03/01/2019 à 20:07
Citation Envoyé par SofEvans Voir le message
je pense que beaucoup de peuple qui renversent une régime dictatorial (ou même simplement monarchique) sont bien content de repartir du début.
Ce n'est pas pour rien qu'en 1789, le peuple français a aboli la monarchie, a instauré la république et fait la déclaration des droits de l'homme et du citoyen (bon ok, ça s'est étalé sur plusieurs année et ça a bien été le bazar entre-temps, mais de mon point de vue c'était mieux que de laisser la monarchie en place et de faire petit pansement sur petit pansement).
La monarchie que connaissait la France bien que dénominé "absolue" n'était en réalité pas toute puissante, elle devait opérer avec des pressions de la part du clergé, et de la noblesse.
L'instauration de la République s'est faite de manière très fermée, et a consisté en une répartition des pouvoirs sur un peu plus de personnes... mais toujours les mêmes --> les plus fortunés, les plus appuyés.
La royauté a été chassé du pouvoir, les bourgeois s'y sont installés... investissant un pouvoir aux marchands (je parle pas du poissonnier du coin, mais d'économie hein) et aux banques, un pouvoir bien plus conséquent qu'auparavant dont on perçoit très clairement les dérives aujourd'hui.

ETH indique que PoS réduit la consommation à 1% par rapport à PoW... en est-il de même pour la sécurité ?
Je lis dans les commentaires plus hauts que c'est plus faible en terme de sécurité... pourrait-on donner un ordre de grandeur svp ?
Avatar de vxlan.is.top
Membre éclairé https://www.developpez.com
Le 08/01/2019 à 18:08
Avatar de Steinvikel
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 08/01/2019 à 19:45
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