Dans le système économique traditionnel, les États et les gouvernements peuvent imprimer des billets à leur guise. Ce n’est pas le cas avec Bitcoin, pour deux raisons :
- Il existe une limite de 21 millions de pièces et cette quantité ne peut pas être modifiée
- Le nombre de pièces émises en récompense du travail effectué est limité dans le logiciel et diminue de moitié tous les 210 000 blocs grâce à un processus appelé halving
Jusqu’à ce que les 21 millions de bitcoins soient entièrement émis (vers l’année 2140), de nouvelles pièces sont mises en circulation toutes les 10 minutes. Ces pièces sont obtenues par les mineurs en compensation du travail effectué. Les mineurs, à leur tour, génèrent et valident les blocs qui forment le grand registre comptable qu’est le réseau blockchain.
Si l’on pense à l’extraction de l’or, celle-ci consiste à remuer la terre avec de lourdes machines pour obtenir suffisamment d’or afin de couvrir les coûts d’exploitation et de dégager un bénéfice. Il en va de même pour le minage de bitcoin, à la différence près que les machines sont des équipements informatiques complexes qui effectuent des calculs informatiques et obtiennent en compensation deux incitations :
- De nouveaux bitcoins mis en circulation
- Les frais de transaction
Le processus de minage de bitcoins est toujours le même : les mineurs reçoivent un nouveau problème mathématique toutes les dix minutes et le plus rapide à le résoudre remporte les nouvelles pièces mises en circulation. Ce problème mathématique repose sur des calculs aléatoires visant à trouver la solution et ainsi obtenir la validation du bloc. Celui qui le déchiffre remporte la récompense, à condition que les autres membres du réseau confirment que la réponse est correcte.« Le réseau horodate les transactions en les hachant (en leur appliquant une transformation cryptographique) dans une chaîne continue de preuve de travail basée sur des hashs. Il se forme ainsi un registre qui ne peut être modifié sans refaire la preuve de travail. La chaîne la plus longue ne sert pas seulement de preuve de la séquence des événements survenus, mais aussi de preuve qu’elle provient du plus grand ensemble de puissance CPU. Tant que la majorité de la puissance CPU est contrôlée par des nœuds qui ne coopèrent pas pour attaquer le réseau, ils généreront la chaîne la plus longue et devanceront les attaquants. »
Satoshi Nakamoto dans le Livre blanc de Bitcoin
Rôle du minage
Les cryptomonnaies étant un système décentralisé, nous avons besoin d’un système permettant de vérifier toutes les opérations effectuées. C’est important pour éviter que quelqu’un puisse utiliser la même quantité de bitcoins plus d’une fois ou soit capable d’introduire de fausses pièces sur le marché. La mission du minage est essentiellement de certifier que personne n’utilise les pièces deux fois et que personne ne puisse introduire de faux bitcoins sur le marché.
Ainsi, les mineurs vérifient les transactions et regroupent les dernières transactions créées dans un ensemble appelé bloc. L’ensemble des blocs pourrait être comparé à l’ensemble des pages d’un grand livre (registre comptable) qui certifie tous les mouvements et le solde des utilisateurs.
Coopérative de minage ou pool
Plus la puissance de calcul dont on dispose est grande, plus il devient facile de résoudre un bloc et donc d’obtenir une récompense. C’est pour cette raison qu’ont été créés les pools de minage, afin de réaliser un travail commun et d’obtenir ainsi une récompense équitable entre tous les membres pour le travail effectué.
Rejoindre un pool nous garantit davantage de chances de résoudre un bloc et d’obtenir la récompense. Si nous le faisions de manière individuelle, il se pourrait que nous n’obtenions jamais de récompense, que ce soit par pure probabilité ou parce que nous disposerions de moins de puissance de calcul que la concurrence.
Ainsi, s’associer à d’autres utilisateurs qui apportent des machines de minage nous garantit davantage de probabilités d’obtenir une récompense.
La récompense du mineur
Le code de Bitcoin établit que lorsqu’un bloc est validé, une quantité déterminée de pièces est obtenue. Actuellement, on obtient 12,5 bitcoins pour chaque nouveau bloc validé, mais cette valeur sera bientôt modifiée et réduite de moitié. Il faut tenir compte du fait qu’à cette quantité fixe de bitcoins s’ajoutent les frais de chacune des transactions.
Tous les 210 000 blocs, la quantité de bitcoins donnée en récompense est réduite de moitié, ce que l’on appelle le halving. Cela implique que la valeur de chaque bitcoin doit augmenter pour que le minage reste rentable.
Le prochain halving aura lieu le 23 mai 2020 à 06:29:48, et fera passer la récompense par bloc de 12,5 BTC actuellement à 6,25 BTC.« Par convention, la première transaction du bloc est une transaction spéciale qui génère une nouvelle pièce appartenant au créateur du bloc. Cela ajoute une incitation pour que les nœuds soutiennent le réseau, fournit un moyen initial de distribuer et de mettre en circulation les pièces, puisqu’il n’existe aucune autorité pour les créer. Cet ajout régulier d’une quantité constante de nouvelles pièces est analogue aux chercheurs d’or qui dépensent des ressources pour le mettre en circulation. Dans notre cas, les ressources sont le temps CPU et l’électricité consommés. »
Satoshi Nakamoto dans le Livre blanc de Bitcoin
De quoi ai-je besoin pour miner des bitcoins ?
Les premiers bitcoins ont été minés à l’aide du processeur des ordinateurs, car très peu de personnes minaient. À mesure que de nouvelles personnes se sont lancées dans le minage, la difficulté a augmenté en raison de la hausse de la puissance de calcul du réseau, ce qui a rendu l’obtention d’une récompense beaucoup plus compliquée. C’est ainsi que l’on est passé aux cartes graphiques, car les GPU (processeurs graphiques) disposent d’une puissance de calcul supérieure à celle du processeur.
Le 16 décembre 2009, la version 0.2 du logiciel Bitcoin a été lancée, avec une nouveauté intéressante : elle permettait l’utilisation de plusieurs processeurs dans un même système. Ce jour-là a marqué un avant et un après.
Ce que permettait la v0.2 de Bitcoin, c’était le développement de machines spécialisées dans le calcul : les ASIC. En gros, un ASIC est un ordinateur doté de nombreux processeurs. La puissance de calcul de chacun de ces systèmes est bien supérieure et a rendu le minage par cartes graphiques complètement obsolète.
La difficulté et le hash rate
Il faut comprendre que plus on ajoute d’équipements informatiques au réseau, plus sa capacité de calcul augmente. Et, en même temps, plus la concurrence pour obtenir une récompense est forte.
La difficulté est le calcul nécessaire pour garantir que les blocs soient obtenus toutes les dix minutes. Si les nouveaux blocs étaient soudainement générés en moins de 10 minutes en moyenne pendant 2016 blocs, Bitcoin se réajusterait automatiquement pour augmenter la complexité du problème. L’inverse se produit si, soudainement, la moyenne sur ces 2016 blocs dépassait 10 minutes.
Le hash rate correspond quant à lui à la capacité de traitement du réseau Bitcoin apportée par chacun des équipements ajoutés. La somme de la puissance de tous les équipements du réseau donne le hash rate total du réseau.
Rentabilité du minage de Bitcoin
Selon la puissance de notre ASIC et le pool auquel nous appartenons, nous aurons plus ou moins de chances d’obtenir des bitcoins. La rentabilité dépend de la valeur du Bitcoin, de la difficulté du réseau et du facteur déterminant : le coût de l’électricité.
C’est le prix de l’électricité qui déterminera réellement s’il est viable ou non de miner du Bitcoin, et si nous obtiendrons une compensation pour le travail effectué. Les grandes fermes de minage s’installent généralement dans des pays ou des régions ayant accès à une électricité bon marché, surtout issue d’énergies renouvelables, principalement hydraulique. Malheureusement, en Espagne, en raison du coût élevé de l’électricité, il n’est pas viable de miner du Bitcoin.
Il ne faut pas seulement tenir compte de l’électricité directe nécessaire pour alimenter le mineur. Il faut également refroidir toute la chaleur générée, ce qui augmente considérablement le coût électrique.
Il faut tenir compte du coût d’acquisition de l’équipement et de la concurrence, autrement dit du nombre de machines opérant sur le réseau, qui a tendance à augmenter. C’est ce qui fera que notre opération de minage, avec le coût de l’électricité, sera rentable ou non.
Enfin, il faut prendre en compte le développement de nouveaux systèmes spécialisés. Les systèmes de minage de Bitcoin continuent d’évoluer, ce qui peut signifier qu’à tout moment notre ASIC devienne obsolète ou, en d’autres termes, que sa rentabilité diminue.
