{"id":226,"date":"2022-01-04T23:46:04","date_gmt":"2022-01-04T22:46:04","guid":{"rendered":"http:\/\/ludom.cc\/?p=226"},"modified":"2022-01-05T16:08:56","modified_gmt":"2022-01-05T15:08:56","slug":"demystification-du-minage-sur-bitcoin-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ludom.cc\/index.php\/2022\/01\/04\/demystification-du-minage-sur-bitcoin-2\/","title":{"rendered":"D\u00e9mystification du minage sur Bitcoin 2"},"content":{"rendered":"\n

Dans mon premier article de la s\u00e9rie<\/a>, je recadrais le d\u00e9bat. Si l’on veut faire un progr\u00e8s \u00e9cologique, la question n’est pas “Pour ou contre Bitcoin?”, mais “Comment faire que Bitcoin soit plus \u00e9colo”. Maintenant que la bonne probl\u00e9matique est pos\u00e9e, je vais vulgariser ce qu’est concr\u00e8tement le minage, bas\u00e9 sur une approche “historique” et de terrain, d\u00e9pouill\u00e9 des fantasmes et de chiffres bricol\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

La preuve de travail – une r\u00e9alit\u00e9 concr\u00e8te<\/h2>\n\n\n\n

Je fais ici un gros effort de simplification. Pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet, il existe des ressources diverses \u00e0 consulter, principalement en anglais<\/a>. J’utilise l’orthographe suivant : un “miner” pour parler des machines qui servent \u00e0 miner du Bitcoin, un “mineur” quand je parle des personnes qui travaillent dans l’industrie du minage.<\/p>\n\n\n\n

L’impossible statistique<\/h4>\n\n\n\n

Avant d’entrer dans le vif du sujet, toute personne qui s’int\u00e9resse \u00e0 l’industrie du minage doit faire un deuil : il est impossible d’avoir une statistique d\u00e9taill\u00e9e et il n’existera jamais de moyens de les obtenir. Nous pouvons avoir des donn\u00e9es globales tr\u00e8s pr\u00e9cises : puissance de calcul, parts des pools dans ce processus. Mais l’identit\u00e9 des mineurs ou le type de machine utilis\u00e9 nous restera inconnu. C’est une cons\u00e9quence de l’aspect “permissionless” de Bitcoin : il n’est pas n\u00e9cessaire de s’identifier pour participer. De plus, pour des raisons de s\u00e9curit\u00e9 informatique, il est utile de cacher sa localisation. Il est possible de faire des conjectures bas\u00e9es sur l’exp\u00e9rience du terrain ou certaines donn\u00e9es industrielles parcellaires rendues publiques. Malheureusement, elles ne seront jamais pr\u00e9cises et il ne faut jamais les prendre pour argent comptant.<\/p>\n\n\n\n

C’est notamment le cas du Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index<\/a> (Cambridge Index) qui est souvent cit\u00e9 sans filtre par les m\u00e9dias. Vous r\u00e9aliserez que les fourchettes sont tr\u00e8s tr\u00e8s tr\u00e8s larges. Certains r\u00e9sultats sont contredits par une investigation sur le terrain, comme l’absence de mining en Chine selon le Cambridge Index <\/a>d\u00e9menti par un reportage sur place qui explique comment les mineurs chinois poursuivent leurs activit\u00e9s malgr\u00e9 l’interdiction<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

La seule estimation fiable est la puissance de calcul que l’on peut d\u00e9duire math\u00e9matiquement en observant le rythme de validation des blocs. Ensuite d\u00e9duire la consommation \u00e9lectrique n\u00e9cessiterait de conna\u00eetre quels mod\u00e8les de miners sont en fonctionnement. L’efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des miners s’am\u00e9liore \u00e0 chaque nouveau mod\u00e8le, mais il y a de vieilles machines qui tournent toujours apr\u00e8s des ann\u00e9es. C’est pour cette raison que le Cambridge Index propose une fourchette qui fluctue d’un facteur 6.7<\/a> (5.27 GW pour le plus bas, 35.34 GW pour le plus haut). L’estimation de 14 GW ne me semble pas d\u00e9connant, mais cela peut tr\u00e8s bien \u00eatre 10GW ou 25 GW.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 cette incertitude sur la consommation \u00e9lectrique, il faut ensuite ajouter l’impossibilit\u00e9 de savoir r\u00e9ellement o\u00f9 se trouvent les machines dans le monde. La tentative du Cambridge Index dans ce domaine est objectivement truff\u00e9e d’erreurs : l’absence de mining au Venezuela et de Chine, 5% de mining en Irlande plus connue pour sa fiscalit\u00e9 avantageuse que par ses fermes de minage. Certains pseudosp\u00e9cialistes prennent ces chiffres pour argent comptant et calculent l’empreinte carbone total de Bitcoin en multipliant la part de chaque pays avec la moyenne nationale du CO2 \u00e9mis par kWh. Cette m\u00e9thode est simpliste et ne prend pas en compte le fait que le minage n’est pas une activit\u00e9 qui consomme la m\u00eame \u00e9lectricit\u00e9 que d’autres industries ou que les particuliers. Une part tr\u00e8s importante des machines tourne en utilisant une \u00e9lectricit\u00e9 en dehors du r\u00e9seau \u00e9lectrique. Il s’agit \u00e9galement d’une industrie qui s’installe \u00e0 proximit\u00e9 des centrales et qui ne subit pas de perte li\u00e9e au transport de l’\u00e9lectricit\u00e9. De plus, une part tr\u00e8s importante utilise des surplus de centrales hydro\u00e9lectriques, notamment pendant les heures creuses. Les b\u00eates moyennes nationales ne sont donc pas une mani\u00e8re pertinente pour \u00e9valuer la qualit\u00e9 \u00e9cologique de Bitcoin.<\/p>\n\n\n\n

Pour autant, ce n’est pas parce que l’on n’arrive pas \u00e0 mesurer ou estimer l’impact \u00e9cologique de Bitcoin qu’il n’existe pas. Je ne cherche pas \u00e0 le minimiser, mais \u00e0 trouver une mani\u00e8re fiable pour l’appr\u00e9hender. Je mets \u00e9galement en garde sur les raccourcis que certains d\u00e9tracteurs utilisent.<\/p>\n\n\n\n

Est-ce que toute tentative de statistiques est inutile ? Non, elles sont tr\u00e8s utiles pour se faire une id\u00e9e, mais il faut faire attention aux comparaisons abusives, le Cambridge Index nous met d’ailleurs en garde sur ce point<\/a>. Que Bitcoin consomme plus ou moins qu’un pays ne dit rien de son impact environnemental r\u00e9el.<\/p>\n\n\n\n

Une approche historique et la connaissance du terrain<\/h4>\n\n\n\n

Alors si aucune statistique fiable n’est possible, comment savoir comment se passe r\u00e9ellement le mining ? Eh bien, comme on a toujours proc\u00e9d\u00e9 quand on manque de donn\u00e9es quantitatives : on utilise des donn\u00e9es qualitatives, on essaye d’en faire une synth\u00e8se et d’en tirer des tendances.<\/p>\n\n\n\n

Bitcoin n’est pas tr\u00e8s vieux, 13 ans seulement d’existence, mais son industrie de minage a beaucoup \u00e9volu\u00e9 pourtant. Encore aujourd’hui, elle poursuit toujours une discr\u00e8te m\u00e9tamorphose. Pour des raisons de vulgarisation, je vais structurer cette \u00e9volution en phases, celles-ci sont intimement li\u00e9es \u00e0 l’adoption de Bitcoin et au prix du satoshi, ainsi qu’\u00e0 l’\u00e9volution technique des miners (sur ce point-l\u00e0, je recommande cet article de CoinDesk<\/a>) :<\/p>\n\n\n\n

La phase des mineurs “b\u00e9n\u00e9voles”<\/strong> : Au lancement de Bitcoin, la r\u00e9compense de 50 BTC par bloc ne valait rien du tout. Tous les mineurs \u00e9taient des curieux qui participaient pour tester et s\u00e9curiser un r\u00e9seau encore embryonnaire. Le minage ne suivait pas une logique \u00e9conomique : les rares participants minaient avec leur ordinateur personnel et utilisaient l’\u00e9lectricit\u00e9 de leur prise. La limitation \u00e9tait avant tout la bonne volont\u00e9 des participants.<\/p>\n\n\n\n

La phase des mineurs amateurs<\/strong> : Puis les bitcoins ont commenc\u00e9 \u00e0 s’acheter, \u00e0 avoir une valeur. Des personnes ont commenc\u00e9 \u00e0 acheter des ordinateurs pour miner dans leur cave. Ils voyaient l\u00e0 une mani\u00e8re de se faire un revenu compl\u00e9mentaire. Ils bricolaient du code et des machines pour gagner en efficacit\u00e9. C’est \u00e0 ce moment qu’il \u00e9tait devenu impossible de miner avec un simple ordinateur personnel suite \u00e0 l’adoption des miners GPU puis FPGA. Il n’y avait pas encore de logique industrielle. La limitation \u00e9tait avant tout l’aspect underground de l’activit\u00e9, seuls les rares initi\u00e9s pouvaient miner.<\/p>\n\n\n\n

La phase industrielle chinoise<\/strong> : Puis, le d\u00e9veloppement des machines ASICs et de leur production quasiment exclusive en Chine ont redistribu\u00e9 les cartes gr\u00e2ce \u00e0 des machines optimis\u00e9es pour le mining de Bitcoin. Avec la m\u00eame \u00e9lectricit\u00e9, il \u00e9tait possible de faire plus de calcul. Pendant plusieurs ann\u00e9es, les nouvelles g\u00e9n\u00e9rations de machines se sont succ\u00e9d\u00e9 surpassant largement les pr\u00e9c\u00e9dentes, rendues rapidement obsol\u00e8tes. La difficult\u00e9 de calcul s’est multipli\u00e9e par 1 million en 5 ans. L’investissement pour acheter des machines a explos\u00e9 et l’activit\u00e9 devint de plus en plus industrielle. Elle se d\u00e9veloppa particuli\u00e8rement en Chine o\u00f9 il \u00e9tait plus facile d’obtenir les miners et des kWh bon march\u00e9. L’acc\u00e8s aux machines \u00e9taient l’enjeu principal car la rentabilit\u00e9 du minage \u00e9tait importante et l’offre d’ASICs tr\u00e8s largement inf\u00e9rieure \u00e0 la demande.<\/p>\n\n\n\n

La phase industrielle internationale<\/strong> : En dehors de la Chine, l’industrie du mining \u00e9tait encore domin\u00e9e par des particuliers ou des petites installations. Mais petit \u00e0 petit, l’am\u00e9lioration des ASICs s’est tass\u00e9e et la rentabilit\u00e9 de l’industrie s’est effondr\u00e9e en 2018. Le prix de l’\u00e9lectricit\u00e9 est devenue l’enjeu central et les mineurs de tous horizons (chinois, europ\u00e9ens et nord-am\u00e9ricains principalement) se sont mis \u00e0 chasser l’\u00e9lectricit\u00e9 bon march\u00e9 pour y installer leurs machines. La r\u00e9cente interdiction du mining en Chine a acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 l\u2019internationalisation de l’industrie. C’est ainsi que des pays comme le Kazakhstan, la Russie, le Canada et plus r\u00e9cemment les USA sont devenus des g\u00e9ants de l’industrie. \u00c0 pr\u00e9sent que les machines se font de moins en moins rares et que la concurrence devient de plus en plus f\u00e9roce, la limitation principale est devenue le prix de l’\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Voil\u00e0 sch\u00e9matiquement comment nous sommes arriv\u00e9s \u00e0 la situation actuelle, cette \u00e9volution industrielle s’accompagne bien entendu d’un changement dans la source \u00e9lectrique. Alors que les premiers Bitcoiners utilisaient leur prise \u00e9lectrique, petit \u00e0 petit les besoins \u00e9lectriques augmentant, les mineurs ont d\u00fb trouver des arrangements aupr\u00e8s des fournisseurs d’\u00e9lectricit\u00e9. Les premiers arrangements \u00e0 grande \u00e9chelle ont \u00e9t\u00e9 conclus en Chine avec les mineurs qui profitaient d’\u00e9normes surplus hydro\u00e9lectriques du sud pendant la saison des pluies. L’autre moiti\u00e9 de l’ann\u00e9e, ils migraient dans le nord du pays pour profiter de l’\u00e9lectricit\u00e9 (carbon\u00e9e) subventionn\u00e9e par l’\u00c9tat. Cette \u00e9volution s’est accompagn\u00e9e \u00e9galement par des changements logistiques : des sous-sols de maison, les machines ont migr\u00e9 vers des hangars en zone industrielle ou \u00e0 proximit\u00e9 des centrales \u00e9lectriques. \u00c0 pr\u00e9sent, la tendance est de les installer dans des containers faciles \u00e0 installer et \u00e0 transporter.<\/p>\n\n\n\n

Quelques mots sur le mining hors Bitcoin<\/h4>\n\n\n\n

Bien entendu, le minage ne se limite pas \u00e0 Bitcoin, ni m\u00eame aux cryptomonnaies. Il existe dans les jeux vid\u00e9o une pratique qui s’appelle le farming qui consiste \u00e0 faire tourner des machines 24\/7 pour r\u00e9cup\u00e9rer de la monnaie du jeu ou des cartes \u00e9lectroniques pour des jeux comme FIFA<\/a> ensuite revendues \u00e0 des joueurs. Il faut avoir conscience que ce ph\u00e9nom\u00e8ne est en plein essor.<\/p>\n\n\n\n

De nombreuses altcoins utilisent la preuve de travail comme Bitcoin, les principales \u00e9tant Ethereum, Litecoin\/Dogecoin (qui sont min\u00e9s conjointement) et Monero. Sans entrer dans le d\u00e9tail, toutes ces alternatives utilisent des algorithmes diff\u00e9rents de Bitcoin pour \u00e9viter d’\u00eatre en concurrence avec le r\u00e9seau le plus puissant. Ces cryptomonnaies qui sont apparues \u00e0 peu pr\u00e8s au moment o\u00f9 le mining de Bitcoin commen\u00e7ait \u00e0 s’industrialiser ont servi d’alternative pour tous les mineurs amateurs qui ne pouvaient plus miner Bitcoin de mani\u00e8re rentable. Ainsi la pratique du minage s’est maintenue dans le monde malgr\u00e9 l’\u00e9crasant d\u00e9veloppement industriel chinois.<\/p>\n\n\n\n

Certaines de ces cryptomonnaies peuvent toujours \u00eatre min\u00e9es de mani\u00e8re rentable \u00e0 l’aide d’ordinateurs personnels. Cela peut provoquer des p\u00e9nuries de machines qui n’\u00e9taient pas destin\u00e9es \u00e0 cette utilisation<\/a>. Cela rend \u00e9galement possible le hack de servers<\/a> ou de cloud d’entreprises<\/a> pour miner discr\u00e8tement aux frais de la victime. Ces exemples d\u00e9montrent les avantages de l’industrialisation de Bitcoin et de l’utilisation de machines sp\u00e9cialement con\u00e7ues qui emp\u00eache l\u2019utilisation d’autres machines. Il faut avoir conscience que si le minage de Bitcoin devait redevenir underground par des interdictions, ces pratiques pourraient devenir rentables sur la reine des cryptomonnaies.<\/p>\n\n\n\n

Ce qui est important dans la preuve de travail<\/h4>\n\n\n\n

La s\u00e9curit\u00e9 d’un protocole comme Bitcoin ne repose pas uniquement sur la puissance de calcul, le nombre et l’ind\u00e9pendance des n\u0153uds du r\u00e9seau sont bien plus importants. La preuve de travail est plus une mani\u00e8re de cr\u00e9er un consensus math\u00e9matique sur l’\u00e9tat de la blockchain. Ce qui est important n’est pas la quantit\u00e9 de calculs, mais l’impossibilit\u00e9 pour un agent mal intentionn\u00e9 d’\u00e9galer la puissance de calcul de tous les autres. Autrement dit, il faut rassembler trois conditions : contr\u00f4ler les machines n\u00e9cessaires (1 million d’ASICs \u00e0 vu de nez), avoir l’alimentation \u00e9lectrique suffisante (7 GW au bas mot) et faire tout \u00e7a discr\u00e8tement (bonne chance). M\u00eame si c’est la combinaison de ces trois contraintes qui est le vrai challenge, il faut avouer que la difficult\u00e9 de rassembler les miners est en soi impossible. En plus, apr\u00e8s voir \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour r\u00e9aliser une attaque et \u00e0 supposer que cela suffise pour d\u00e9truire Bitcoin, ils seraient bons pour aller \u00e0 la casse, car ils ne servent qu’\u00e0 miner sur Bitcoin. <\/p>\n\n\n\n

On reproche parfois \u00e0 la preuve de travail de Bitcoin de n’avoir aucune autre utilit\u00e9 que s\u00e9curiser Bitcoin, mais c’est justement l’un des fondements de sa s\u00e9curit\u00e9. C’est gr\u00e2ce \u00e0 cette ind\u00e9pendance \u00e0 toute autre activit\u00e9 utile qu’il existe une infrastructure enti\u00e8rement d\u00e9di\u00e9e \u00e0 la s\u00e9curit\u00e9 de Bitcoin. Celle-ci est incompatible avec toute autre infrastructure de calculateurs\/ordinateurs qui pourraient servir \u00e0 une attaque. Dans cette situation d’ind\u00e9pendance, une diminution de la puissance de calcul et\/ou de la consommation \u00e9lectrique ne pose pas de probl\u00e8me de s\u00e9curit\u00e9. La qualit\u00e9 de la preuve de travail ne d\u00e9pend pas de l’intensit\u00e9 des calculs, mais des rapports de force entre les diff\u00e9rents acteurs qui fournissent les calculs. Ce point est important \u00e0 retenir si l’on souhaite trouver des moyens de diminuer l’empreinte carbone de Bitcoin.<\/p>\n\n\n\n

Il n’est nulle part inscrit que Bitcoin doit consommer de grandes quantit\u00e9s d’\u00e9nergie pour fonctionner ou pour \u00eatre s\u00e9curis\u00e9. Le d\u00e9veloppement du mining et de la consommation \u00e9lectrique li\u00e9e sont les cons\u00e9quences d’autre chose. Mon prochain article sera consacr\u00e9 au v\u00e9ritable moteur derri\u00e8re le d\u00e9veloppement de cette industrie et de sa consommation \u00e9lectrique.<\/p>\n\n\n\n

L’illusion de la preuve d’enjeu et autres solutions miracles<\/h4>\n\n\n\n

Avant d’aborder les moyens de diminuer l’impact \u00e9cologique de Bitcoin, je souhaite \u00e9vacuer le marronnier que l’on nous balance r\u00e9guli\u00e8rement : “La preuve de travail est d\u00e9pass\u00e9e, il existe maintenant d’autres consensus qui ne n\u00e9cessitent plus de minage : la preuve d’enjeu (proof-of-stake, PoS) ou d’autres trucs dans le m\u00eame genre.”<\/p>\n\n\n\n

Effectivement, il existe d’autres consensus et la preuve d’enjeu et ses variants en sont les principaux repr\u00e9sentants. Il consiste \u00e0 remplacer le consensus \u00e9tabli math\u00e9matiquement gr\u00e2ce \u00e0 la preuve de travail par un consensus interne bas\u00e9 sur le contr\u00f4le de jetons. Ce type de consensus a certains avantages comparativement \u00e0 la preuve de travail, c’est d’ailleurs la raison pour laquelle les d\u00e9veloppeurs d’Ethereum souhaitent adopter la preuve d’enjeu. Mais la preuve d’enjeu sacrifie certaines valeurs fondamentales de Bitcoin :<\/p>\n\n\n\n