Bitcoin et la menace des pools

Le bitcoin est aussi décentralisé que son engrenage le moins décentralisé. Le pools constituent avec les fabricants d’ASIC un maillon faible.

Les mineurs et leur pool

Les mineurs sont au cœur de la mécanique du bitcoin. Ils forgent le consensus à coup de gigawatts d’énergie chiffrée : le « proof of work ».

Leur industrie est aux yeux des énergéticiens une source de revenus importante. Pouvant s’installer n’importe où, les mineurs consomment bien souvent de l’électricité qui serait autrement gaspillée. Ils sont une béquille financière pour accommoder l’arrivée des sources d’électricité intermittentes que sont l’éolien et le photovoltaïque.

Cerises sur le gâteau, les mineurs peuvent s’effacer rapidement lors des pics de demande d’électricité. Ils peuvent aussi lutter contre le réchauffement climatique en recyclant le méthane provenant des plateformes pétrolières trop éloignées de la civilisation pour qu’il soit rentable de l’exploiter.

Voici qui résume bien la situation :

pic.twitter.com/F9MGlgBWrv

— Nicolas Teterel #FixTheFilters (@NTeterel) January 15, 2024

Le travail d’un mineur est de passer des électrons dans des ASICs qui hachent avec l’algorithme SHA-256. Un mineur génère des hashs toute la journée et, c’est tout…

Mais fut un temps où un mineur devait aussi :

-Faire tourner un nœud pour recevoir les blocs.
-Construire soi-même les blocs en sélectionnant les transactions.
-Créer la racine de l’arbre de Merkle de toutes ces transactions.
-Hacher pour tenter de trouver un hash valide (« trouver un bloc de transactions »).

Face à la multiplication des mineurs, ces derniers se sont rapidement regroupés dans des « pools ». La première fut « slush pool » devenue aujourd’hui Braiins.

Il s’agit de coopératives qui permettent aux mineurs de mettre leur puissance de calcul en commun afin de lisser leurs revenus.

Depuis, les mineurs se contentent de hacher, abandonnant aux pools la responsabilité de construire les blocs et de sélectionner les transactions.

Une pool pour les contrôler tous

Malheureusement, les mineurs ont tendance à s’agglutiner dans une poignée de pools pour obtenir des paiements les plus réguliers possibles.

Cela dit, un millier de pools ne serait pas viable non plus. Mais le fait est qu’aujourd’hui, seulement deux pools (Foundry USA et Antpool) agglomèrent près de 55 % du hashrate.

En sachant qu’Antpool appartenait au fabricant Bitmain avant 2021 et que la quatrième plus grande pool ViaBTC (11 %) est aussi très proche du fabriquant d’ASICs.

En somme, seule une petite poignée de pools a le privilège de sélectionner les transactions :

Deux pools contrôlent la sélection de 55 % des transactions #bitcoin . pic.twitter.com/ciBStxtA9i

— Nicolas Teterel #FixTheFilters (@NTeterel) January 10, 2024

De ce point de vue, le bitcoin – un réseau de paiement censé être non censurable – est à la merci d’une capture réglementaire.

Il est plus facile pour l’OFAC d’imposer la censure de certaines transactions à une poignée de pools plutôt qu’à des milliers de mineurs disséminés aux quatre coins du monde.

Sans compter que les pools peuvent même s’autocensurer. Ce fut récemment le cas de F2Pool. Notre article sur le sujet : F2Pool pris la main dans le sac.

S’en remettre aux pools pour sélectionner des transactions signifie aussi s’exposer au truandage. Certains d’entre eux n’hésitent pas à vendre de l’espace de bloc en catimini.

Ce fut par exemple le cas du bloc 774628 qui donna le coup d’envoi de la mode des « ordinals ». Remarquez que les frais de transaction furent de seulement 200 $ alors que les blocs situés juste à côté ont rapporté 5 000 $.

Dit autrement, la pool en question a potentiellement privé ses mineurs de 4 800 $. L’opacité règne. Les mineurs n’ont aucun moyen de savoir si leur pool leur a reversé l’intégralité des frais.

Le système FPPS

Ce problème d’opacité s’épaissit un peu plus en raison du fonctionnement du système de paiement des pools : FPPS (Full Pay Per Share). Quasiment toutes les pools l’utilisent. Il est avantageux pour les mineurs en ça que leur travail est rémunéré quoi qu’il arrive.

Si une pool joue de malchance et trouve moins de blocs que prévu, le mineur reçoit tout de même ce qui a été convenu à l’avance. Les mineurs bénéficient alors de flux de trésorerie stables. Mais il y a des inconvénients.

Le premier est que nous avons récemment découvert une collusion entre les pools qui utilisent une cagnotte commune pour lisser leurs propres revenus. C’est peu rassurant pour la décentralisation du réseau. Notre article sur le sujet : Un cartel de pools dévoilé.

Le second inconvénient est que les pools FPPS font une estimation basse des frais de transaction qu’ils s’engagent à payer. Elles ajustent le tir après coup. Mais reversent-elles vraiment 100 % de l’argent ?…

C’est une vraie question, d’autant plus que la mode des inscriptions d’ordinals a rapporté la bagatelle de 557 bitcoins en frais de transaction l’année dernière. Ces frais sont de moins en moins triviaux. Leur part dans les revenus des mineurs double après chaque halving.

Les problèmes soulevés ici peuvent être adressés au moins en partie grâce à la seconde version de Stratum, le protocole par lequel les mineurs communiquent avec les pools.

Stratum V2

La principale caractéristique de Stratum V2 et de rendre aux mineur le privilège de sélectionner les transactions.

D’autres caractéristiques appréciables sont le chiffrement des communications et la réduction de la consommation de bande passante. D’une part en codant les messages en binaire et d’autre part en éliminant les messages redondants. Nous pouvons lire sur stratumprotocol.org :

« Le protocole JSON-RPC de Stratum V1, lisible par l’homme, rend les messages 2 à 3 fois plus lourds que nécessaire. Les encodages binaires de Stratum V2 minimisent la taille des messages, ce qui accélère les communications entre les mineurs et les pools. »

Par ailleurs, Stratum V1 ne convient pas aux grandes installations comprenant des centaines ou des milliers de machines qui communiquent chacune directement avec une pool. Il en découle un gaspillage inutile d’énergie non négligeable.

Lorsque l’on met tout bout à bout, Stratum V2 réduit la taille moyenne des messages d’environ 100 octets (non chiffrés) à 48 octets (chiffrés).

Autre avantage : la suppression les blocs vides. Leur existence tient au fait que Stratum V1 ne permet pas d’envoyer de manière isolée le hash du bloc précédent. Les pools envoient donc un bloc vide de transactions pour le communiquer rapidement.

Pourquoi ? Parce que ce hash est la seule donnée absolument nécessaire pour que le mineur puisse commencer à hacher. Le recevoir avant les transactions offre la possibilité de hacher pendant quelques secondes supplémentaires. Des blocs sont parfois trouvés dans ce laps de temps. Il en résulte des blocs vides.

Avec Stratum V2, les pools n’ont plus qu’à communiquer le hash du dernier bloc puisque ce sont les mineurs qui ont la responsabilité de construire les blocs. Le hash est envoyé via un message dédié et optimisé de 32 octets.

La pool Ocean mène la charge

Luke Dashjr a ressuscité sa pool Eligius fermée en 2017 grâce au financement de Jack Dorsey.

« OCEAN résout un problème pour les bitcoiners que, je pense, nous ressentons tous : la plus grande centralisation des pools qui pourrait compromettre un certain nombre d’attributs du bitcoin qui nous sont chers », a déclaré Jack Dorsey, cofondateur de Twitter et CEO de Block.

Pour ce faire, Ocean installera Stratum V2 dans le courant de l’année. Les mineurs pourront alors construire eux-mêmes leurs blocs avec les transactions qu’ils auront choisies.

Autre spécificité alignée sur l’ethos du bitcoin, Ocean est NO KYC (Know your customer). Tout est légal dans la mesure où la pool n’a pas la garde des bitcoins. Les mineurs sont payés directement via la transaction coinbase. Voici par exemple le cinquième bloc miné par Ocean, le bloc 824915.

De cette façon, le mineur est certain de recevoir 100 % des frais de transaction, ce qui n’est pas forcément le cas avec le système FPPS.

Autre avantage de la pool Ocean : le filtrage des « inscriptions » d’ordinals et autres shitcoins BRC-20 :

You can’t filter my inscriptions @ocean_mining! My precious ordinals! REEEEEE pic.twitter.com/Uam797XXSb

— Austin Barnhill (@bh30317) January 4, 2024

Le co-fondateur de la pool (@GrassFedBitcoin) est convaincu qu’il faut considérer les inscriptions comme une attaque ddos. Son avis est qu’il est hasardeux de penser que le casino des BRC-20 et autres ordinals disparaîtra de lui-même.

« Je comprends qu’on ne puisse pas vraiment définir le spam et donc l’éliminer de la blockchain.

Mais je ne pense pas non plus que, dans un autre contexte, quiconque tolérerait que des mineurs soient payés pour exclure purement et simplement des transactions.

A l’exception d’un seul, celui de prendre littéralement les transactions les plus rémunératrices, bien sûr. Mais si celles-ci sont d’une nature étrange qui tire parti d’une vulnérabilité évidente pour stocker des données en contravention avec le cas d’utilisation prévu (tel qu’hérité des choix de conception au fil des ans) de la blockchain du bitcoin, alors je pense que si les mineurs peuvent les inclure, cela devient aussi controversé que de prendre l’argent du gouvernement pour exclure des transactions de « vilains ».

En fin de compte, les pro-spammers ne tiennent pas compte du fait que le bitcoin s’écroule si nous n’obligeons pas les mineurs à rejeter activement l’argent qu’ils peuvent gagner en attaquant le réseau.

Tout ne s’ajuste pas comme il faut comme par magie en raison de principes de base d’économie. »

Les pools, avec les fabricants d’ASICs, ont toujours été le point faible de la décentralisation du réseau. L’arrivée d’une pool comme Ocean est sans conteste une bonne nouvelle.