Bitcoin - Explication des variations du hashrate lors du POW Summit

Le POW Summit fut l’occasion de tordre le cou aux excitations récurrentes liées aux variations soudaines du hashrate.

Bitcoin Hashrate

Jameson Lopp s’est penché sur la mesure du hashrate global après une citation de Satoshi en guise d’introduction du POW summit :

« Le Proof of Work est la solution au problème de synchronisation et permet de savoir quelle est le consensus mondial sans avoir à faire confiance à qui que ce soit. Nous n’avons pas à nous préoccuper de qui s’occupe des communications. Peu importe qui vous dit quelle chaîne est la plus longue, le Proof of Work parle de lui-même. »

Rentrant ensuite dans le vif du sujet, J. Lopp a déclaré qu’essayer de « mesurer le hashrate, c’est comme essayer de mesurer la vitesse du vent. Ni l’un ni l’autre ne peuvent être mesurés directement. Ils ne peuvent qu’être mesurés indirectement et estimés après coup. Connaître avec précision le hashrate total du réseau à un instant donné n’a pas de sens ».

Présentation de Jameson LOpp à partir de 1h02 :

Pour expliquer le calcul du hashrate, il faut d’abord définir ce qu’est la difficulté de mining. Il s’agit d’une mesure de la difficulté à laquelle les mineurs font face pour trouver un bloc. C’est-à-dire le nombre moyen de hachages nécessaires pour miner un bloc.

On « mine un bloc » lorsque l’on trouve un hash inférieur à une certaine valeur (nombre cible). Un hash est un nombre (exprimé en hexadécimal) que l’on obtient en passant l’en-tête d’un bloc à la moulinette de l’algorithme SHA-256. Plus ce nombre est petit et plus le hash commence par de nombreux zéros.

La difficulté de mining sert à maintenir le rythme d’un bloc de transactions toutes les dix minutes environ. Sans ce mécanisme, les blocs seraient trouvés de plus en plus vite à mesure que le nombre de mineurs augmente.

Pourquoi dix minutes ? Il s’avère que personne ne l’a demandé à Satoshi Nakamoto. L’une des explications est qu’il fallait un délai suffisant pour permettre aux blocs de se propager à tous les nœuds.

La difficulté de mining est donc ajustée tous les 2 016 blocs. On parle d’époque (~ deux semaines). Si les blocs sont minés plus rapidement que 10 minutes en moyenne, la difficulté augmente (le nombre cible diminue). Si les blocs sont minés plus lentement, la difficulté diminue (le nombre cible augmente).

Explication :

La probabilité qu’un jeté de dé soit inférieur à 2 est plus faible que celle d’être inférieur à 5. Le « 2 » correspond au nombre cible. Plus le nombre cible est bas et plus la difficulté augmente. Dans le cas des mineurs de bitcoin, plus le hash à trouver est petit est plus la probabilité de trouver un tel hash est faible (la difficulté augmente).

Le temps écoulé pour miner 2 016 blocs est déterminé sur la base des horodatages (‘timestamps’). La formule servant à calculer la difficulté de mining d’une nouvelle époque est :

Difficulté = (Difficulté de l’époque précédente) x (Temps écoulé au cours des 2 016 blocs précédents / 20 160 minutes)

C’est à partir de cette difficulté que l’on calcule le hashrate. La formule est :

Bitcoin Hashrate = [(Nombre de blocs trouvés en 24h / 144) x (difficulté de mining) x (2^32)] / 600

En sachant que :

-144 est le nombre total de blocs attendus sur une période de 24 heures.
-(Difficulté) x (2^32) représente la quantité moyenne de hachages nécessaire pour trouver un bloc.
-600 est le nombre de secondes dans 10 minutes.

Tout cela pour dire que l’on rencontre différentes valeur du hashrate selon les sites en raison de la période utilisée dans cette formule.

Il ne faut donc pas s’emballer lorsque le hashrate du bitcoin affiche une hausse soudaine de 20 % ou 40 %. De telles variations sont uniquement liées au fait que certains sites utilisent un pas de temps beaucoup trop étroit (une poignée de blocs).

Les blocs ne sont pas trouvés toutes les 10 minutes exactement. Deux blocs peuvent être trouvés à quelques dizaines de secondes d’intervalle, ou au contraire à plusieurs dizaines de minutes d’intervalle.

La plupart des sites web publient un hashrate estimé sur 24h. D’après Jameson Lopp, la période idéale est une semaine.