⛓️ Consensus blockchain

Bitcoin recalcule sa cible de preuve de travail tous les 2 016 blocs (environ deux semaines). Si ces blocs ont été trouvés plus vite que la cible de 10 minutes, la cible est abaissée (la difficulté augmente) ; si plus lentement, elle est relevée. Le changement maximal autorisé par ajustement est d'un facteur quatre, empêchant des variations extrêmes soudaines. Ce mécanisme de rétroaction maintient les temps de bloc moyens proches de 10 minutes, quel que soit le hashrate qui rejoint ou quitte le réseau.

Dans la preuve d'enjeu (Proof-of-Stake, PoS), les validateurs sont choisis pour proposer des blocs proportionnellement à la quantité de cryptomonnaie qu'ils immobilisent en garantie (leur « enjeu ») plutôt qu'en effectuant du calcul. Ethereum est passé de la preuve de travail à la preuve d'enjeu lors de « The Merge » en septembre 2022, réduisant sa consommation d'énergie d'environ 99,95 %. Attaquer une chaîne PoS nécessite de contrôler une majorité des pièces mises en jeu, et le protocole peut confisquer (« slasher ») l'enjeu des attaquants détectés.

Chaque bloc supplémentaire ajouté au-dessus du bloc d'une transaction rend son inversion exponentiellement plus difficile. La convention de Bitcoin de six confirmations (~60 minutes) reflète la probabilité qu'un attaquant disposant de 30 % du hashrate puisse secrètement miner un fork plus long à partir de ce point : la probabilité descend sous 0,1 % au sixième bloc. Pour les très grosses transactions, les commerçants peuvent exiger bien plus de confirmations.

Un nonce (nombre utilisé une fois) est un entier de 32 bits dans l'en-tête du bloc que les mineurs incrémentent en cherchant un hachage valide. Avec 2³² ≈ 4,3 milliards de possibilités par nonce, les mineurs modernes à haute vitesse peuvent épuiser l'espace des nonces en moins d'une seconde. Quand cela arrive, ils modifient un autre champ — généralement l'horodatage ou l'« extraNonce » dans la transaction coinbase — pour créer un nouvel ensemble de nonces à explorer.

Dans le minage égoïste (selfish mining), un mineur disposant d'un hashrate suffisant (aussi peu que ~33 %) retient les blocs trouvés, se constituant une avance privée. Il ne les publie que lorsque le réseau honnête est sur le point de rattraper son retard, faisant perdre aux mineurs honnêtes du travail sur une chaîne qui sera écartée. Le minage égoïste peut donner à l'attaquant une part disproportionnée des récompenses de bloc sans nécessiter les 51 % complets requis pour une double dépense, et c'est une vulnérabilité connue du consensus de Nakamoto.

Le réseau Bitcoin consomme environ 120 à 150 TWh par an, à peu près comparable à la consommation électrique annuelle d'un pays comme l'Argentine. Cette dépense énergétique est délibérée — c'est ce qui rend le registre coûteux à réécrire. Les critiques estiment que cette consommation est gaspillée pour un système de paiement, tandis que les défenseurs notent qu'une fraction croissante provient d'énergies renouvelables excédentaires et que la sécurité qu'elle achète est proportionnellement précieuse.

Oui — les contrats intelligents, les NFT, la finance décentralisée (DeFi), le suivi de provenance de chaîne d'approvisionnement, et l'identité numérique sont tous des domaines actifs. Ethereum a popularisé les blockchains programmables où du code arbitraire s'exécute dans une machine virtuelle sur chaque nœud, créant des applications sans confiance requise. Cependant, le calcul on-chain est coûteux par opération, donc beaucoup d'applications ne stockent que des engagements cryptographiques on-chain et gardent les données volumineuses hors chaîne.