Qu’est-ce que le minage de crypto-monnaie, exactement ?

« Miner du bitcoin demande de l’énergie », « les mineurs d’Ethereum sont de plus en plus nombreux »… Dans le monde des crypto-monnaies, « miner » ne veut pas dire creuser la terre, ou extraire du charbon. Le terme concerne une étape cruciale et un principe fondamental des crypto-monnaies. C’est l’acte qui permet de s’assurer de l’intégrité de la blockchain, de créer de nouvelles unités de crypto-monnaies, et qui fait fonctionner tout l’écosystème crypto.

Mais, concrètement, qu’est-ce que le minage ? Et que se passe-t-il exactement ?

C’est quoi, une blockchain ?

Avant de répondre aux questions sur le minage, il faut comprendre comment fonctionne une blockchain.

Pour faire simple, une blockchain est une sorte de journal virtuel partagé, qui enregistre toutes les interactions de tous les participants du journal. Tout le monde peut écrire dans le journal, et tout le monde en a la même version. Aucun des participants n’a plus d’autorité que les autres sur la tenue du journal, et il n’est pas hébergé qu’à un seul endroit, car tout le monde en possède une copie. C’est ce qu’on appelle un système décentralisé.

Un système décentralisé présente de nombreux avantages, notamment le fait qu’aucune personne n’ait l’ascendant sur d’autres, que la sécurité soit garantie par le grand nombre d’utilisateurs de la blockchain, et que le système soit transparent. Néanmoins, un tel système décentralisé doit répondre à des problèmes de taille : comment s’assurer que tous les participants au journal y inscrivent bien les mêmes choses ? Comment s’assurer que le journal n’a pas été falsifié ? Afin de garantir la sécurité de la blockchain, une étape de vérification des informations a été mise en place : c’est cette étape particulière qui va permettre de miner.

De quoi parle-t-on quand on parle de minage ?

Le minage désigne le procédé de validation des transactions faites sur une blockchain (ou, pour reprendre l’exemple du journal, les phrases qui y sont inscrites). « Ces transactions sont validées par groupe, ou par bloc, explique Claire Balva, la directrice des secteurs blockchain et crypto de KPMG, interrogée par Numerama. Les mineurs sont ensuite mis en compétition les uns avec les autres par le système pour savoir qui aura le droit de les valider. » La validation de ces opérations est une étape clé pour les blockchains, et le processus est désigné par l’appellation « protocole de consensus » : c’est ce qui permet de s’assurer que tous les registres ont la même version.

Il existe différents protocoles de consensus : les deux plus utilisés sont la proof of work (qui concerne le bitcoin, et de nombreuses autres crypto-monnaies), et la proof of stake (l’Ethereum prépare sa transition vers ce modèle). S’il existe d’autres protocoles, ils ne sont pas aussi largement employés, cet article ne mentionnera donc le cas que de ces deux systèmes.

Le minage avec la proof of work

Dans une blockchain utilisant un protocole de proof of work (preuve de travail en français), il faut répondre à une équation pour pouvoir valider les transactions. « Il s’agit d’une équation complexe, reprend Claire Balva, donc il faut que les mineurs mis en compétition pour la validation testent énormément de possibilités. Ils vont devoir utiliser la puissance de calcul de leurs ordinateurs pour y arriver — c’est notamment pour cela que le réseau Bitcoin consomme de l’énergie. »

À un moment, un mineur va réussir à trouver la bonne réponse à l’équation. Cette réponse est très difficile à trouver, mais il est facile de vérifier si elle est juste. « C’est comme si vous vous trouviez devant une porte d’immeuble, sans avoir le code pour rentrer, explique Claire Balva. Le code est difficile à trouver, car il faut essayer de nombreuses combinaisons. Mais une fois qu’on a trouvé le bon, il est très facile pour tout le monde de vérifier qu’on a la bonne réponse. »

À partir du moment où un bloc de transaction est validé, le mineur qui a trouvé la réponse à l’équation va être récompensé pour son travail avec des unités de crypto-monnaies : les mineurs reçoivent 6,25 bitcoins par validation sur cette blockchain. L’acte de miner permet donc de créer de nouvelles unités de crypto-monnaies.

Le hashrate et son impact sur le minage

Théoriquement, tous les mineurs peuvent valider les blocs, mais dans les faits, la puissance de calcul (aussi appelée hashrate) demandée est telle qu’aujourd’hui seulement les professionnels peuvent y arriver. Cette difficulté est due à l’une des caractéristiques principales du bitcoin : un nouveau bloc est miné toutes les dix minutes. Ce nombre a été décidé par Satoshi Nakamoto, le créateur du bitcoin, et est inscrit dans le code de la blockchain, c’est donc une constante pour les mineurs.

Comment assurer cette fréquence de 10 minutes ? « En faisant s’adapter la difficulté de l’équation à la puissance de calcul qui est sur le réseau », indique Claire Balva. Concrètement, le hashrate a continuellement augmenté depuis les débuts du bitcoin, et les calculs sont donc devenus plus difficiles avec le temps. Mais l’inverse est vrai aussi : lorsque le hashrate baisse, les équations s’adaptent.

C’est d’ailleurs ce qu’il s’est passé au mois de juillet 2021, lorsque la majorité des fermes de minage installées en Chine ont dû fermer, privant ainsi le réseau de leur puissance de calcul. À ce moment-là, la difficulté de l’équation a baissé de 28%, afin de s’assurer qu’il ne fallait pas plus de 10 minutes aux ordinateurs pour trouver la réponse.

Le réajustement de la difficulté se fait toutes les deux semaines environ. « Le réseau regarde sur les derniers blocs le temps moyen qu’il a fallu, et réajuste en fonction tous les 2016 blocs, donc toutes les deux semaines, annonce Claire Balva. Si le minage des 2016 derniers blocs a pris plus de 2 semaines à être réalisé, la difficulté est réduite, et inversement. »

Le minage avec la proof of stake

Dans des systèmes utilisant la proof of stake (ou preuve d’enjeu en français), le consensus ne se fait pas en trouvant la réponse à une équation. À la place, pour valider un bloc, il faut mettre en jeu une partie de ses possessions en crypto-monnaies. Par exemple, sur la blockchain Ethereum, il faudra engager 32 ETH (soit plus de 106 000 euros au cours actuel) afin de tenter de devenir validateur.

Une fois que les mineurs auront passé cette étape, « les validateurs seront choisis au hasard, est-il précisé sur le site de la blockchain, et les crypto-monnaies mises en jeu serviront à s’assurer du bon comportement des validateurs. Par exemple, si un validateur se déconnecte au moment de la création d’un bloc ou ne le valide pas, il peut perdre une partie de son argent pour avoir porté préjudice aux autres. » À l’issue de la validation des blocs, les mineurs seront également récompensés par des ETH.

Il existe des subtilités dans le protocole de proof of stake utilisé par les différentes blockchains. Par exemple, l’Ethereum demandera à un comité de participants de vérifier que la validation réalisée est bien en ordre. La blockchain Cardano utilise le protocole de proof of stake Ouroboros, qui divise les blockchains en « slot » et en « epoch » ; Tezos utilise un protocole qui permet aux personnes qui n’auraient pas assez de crypto-monnaie pour participer activement d’avoir un pouvoir de délégation.

Qu’en est-il pour les stablecoins ?

Les stablecoins sont un cas à part dans le monde des crypto-monnaies, et cette affirmation s’applique également pour leur création. La valeur des stablecoins est indexée à une monnaie fiduciaire, comme le dollar ou l’euro, ou à un métal, comme de l’or ou du platine —contrairement aux autres cryptos, dont la valeur est uniquement déterminée par leur popularité ou leur utilité. Elles fonctionnent sur des blockchains, mais elles n’ont pas toujours leur propre chaine : elles s’appuient en grande partie sur celle de l’Ethereum ou de Binance.

Et le fait qu’elles ne soient pas directement adossées à leur propre blockchain change tout pour ces crypto-monnaies, car leur création ne passe pas par les mêmes étapes. Étant donné qu’elles n’ont pas de blockchain qui leur est propre, elles ne peuvent pas être obtenues par les mineurs en récompense de leur travail. Leur émission est donc gérée par des « des smartcontracts, établis sur des blockchains existantes, et ce sont ces contrats qui vont gérer leur création. Il n’y a donc pas de minage vraiment spécifique aux stablecoins », informe Claire Balva.

Toutes les crypto-monnaies ont-elles des mineurs ?

Les principales crypto-monnaies ont leur propre blockchain, mais d’autres, en général les plus petites ou les projets les plus obscurs existent sur les chaines développées par d’autres organismes : c’est ce qu’on appelle des tokens. Pour reprendre la définition très claire de 20 minutes, « un ‘coin‘ est une unité de valeur qui est propre à une blockchain. Un ‘token‘ est une unité de valeur d’un actif numérique qui n’a pas sa propre blockchain ».

Les tokens sont devenus extrêmement populaires ces dernières années, car il n’y a pas besoin de créer sa propre blockchain — et ils nécessitent moins de moyens techniques pour être mis en place. Or, pour les tokens, « il n’y a pas d’acte de minage » informe Claire Balva. Comme pour les stablecoins (qui sont également des tokens, bien que leur nom puisse prêter à confusion), leur émission est gérée par des smartcontracts. Pour ces crypto-monnaies, il n’y a donc pas besoin de mineurs.