Bitcoin Mining - Comment ça marche vraiment ?

Le minage de cryptomonnaies est une activité popularisée par le Bitcoin. En vérifiant les transactions sur la blockchain bitcoin, le mineur participe à la sécurisation du réseau, en échange de récompense en BTC. Le minage constitue actuellement une industrie florissante. Mais qu’est-ce que le bitcoin mining exactement ? Comment se lancer dans cette activité ? Quelles sont les opportunités et les risques qu’il présente ? Découvrez notre guide complet pour comprendre et débuter cette activité.

Qu’est-ce que le minage de bitcoins ?

Le bitcoin mining est un procédé qui consiste à participer à la sécurisation du réseau blockchain, en échange d’une récompense en crypto monnaie. 

Il désigne le processus de validation des opérations de transfert qui seront ajoutées à la base de données de la blockchain. Puisque les crypto monnaies sont décentralisées, elles n’ont besoin d’aucune entité spécifique pour confirmer la transaction. Avec le bitcoin, ce sont les mineurs qui vont effectuer ce travail et seront rémunérés en BTC.

Historique et évolution du minage de bitcoins

Le minage de bitcoins a commencé en janvier 2009, juste après la publication et le lancement du protocole à open source du bitcoin. Comme mentionné dans le whitepaper ou livre blanc en français, le minage n’était possible qu’avec des CPU, soit les unités centrales de traitement d’un ordinateur. 

L’activité était très centralisée, car il y avait très peu de mineurs, Satoshi Nakamoto étant lui-même le premier mineur. En 2009, le minage ne rapportait rien puisque le BTC n’avait même pas de valeur.

La difficulté d’extraction était très élevée par rapport à la puissance de calcul totale et l’outil était peu sophistiqué. La difficulté correspondait à 4,3 milliards de hachages par double SHA-256 en moyenne pour trouver un bloc, ce qui est énorme pour un processeur central. 

Cette activité devient rentable à partir de 2010 avec l’arrivée des premières plateformes d’exchange et la hausse des volumes.

Voici les dates marquant l’évolution du matériel à travers les années : 

• Septembre 2010 : publication du code d’implémentation de minage par GPU par puddinpop, ayant permis à tout le monde de l’utiliser et de l’améliorer ;
  
• Novembre 2010 : apparition de la première coopérative de minage Bitcoin.cz Mining qui est devenue Slush Pool ;
  
• Mai 2011 : apparition du premier FPGA ou Field-Programmable Gate Array consacré au minage, qui permettait un meilleur rendement que les cartes graphiques ;
  
• 2013 : apparition des premiers circuits spécialisés (ASIC) sur le marché.

Pourquoi miner du bitcoin ?

Le minage sert à maintenir la stabilité et le bon fonctionnement du réseau de la crypto monnaie. C’est un moyen de garantir que seules les opérations de transfert valides sont vérifiées dans la blockchain de Bitcoin.

Pour faire simple, miner du bitcoin présente de nombreux avantages comme le fait de : 

• Participer à la sécurisation collective de l’écosystème ;
  
• Recevoir des rémunérations en bitcoins qui peuvent prendre de la valeur dans le futur ;
  
• Générer des revenus en résolvant des problèmes mathématiques ;
  
• Participer à la finance décentralisée ;
  
• Rejoindre un pool de minage ou utiliser une plateforme d’extraction en ligne pour avoir plus de chances de faire des gains.

Le minage est un moyen de sécuriser le réseau, car un algorithme de difficulté est inséré au sein du code pour éviter des attaques malveillantes sur l’infrastructure Bitcoin. 

Il est programmé pour maintenir une durée de 10 minutes pour la création d’un nouveau bloc. La difficulté de minage est ajustée tous les 2016 blocs, soit environ tous les 14 jours. Les mineurs peuvent prendre en compte le hashrate pour se renseigner sur la puissance de calcul cumulée utilisée dont le réseau dispose pour valider la transaction. Plus le hashrate est élevé, plus il sera difficile de corrompre l’écosystème.

C’est quoi le halving Bitcoin ?

Le halving Bitcoin est une notion importante à connaître pour toute personne qui s’intéresse à la génération de ce jeton. Signifiant littéralement “division de moitié”, il s’agit d’un événement périodique qui consiste à diviser la rémunération de minage de bitcoins par deux tous les 210 000 blocs, soit environ tous les quatre ans. 

À l’origine, la récompense était de 50 BTC par bloc. Ainsi, le premier halving a eu lieu en 2012, le deuxième en 2016 et le troisième en 2020. La récompense à 50 BTC est donc passée de 25 BTC, à 12,5 BTC, puis à 6,25 BTC.

Le code de Bitcoin a été programmé pour n’émettre que 21 millions de BTC. En janvier 2023, 19,27 millions de BTC étaient en circulation, mais de nouveaux sont créés toutes les 10 minutes. 

On estime que le minage du dernier bitcoin arrivera vers 2140. Le dernier jeton miné ne mettra pas forcément fin à l’activité, car les mineurs vont continuer à sécuriser l’écosystème. C’est pourquoi, on les appelle parfois “participants à la sécurisation du réseau”, 

Au lieu d’être récompensé en fraction de BTC pour avoir validé les blocs, ils peuvent néanmoins percevoir des rémunérations liées aux opérations de transfert validées sur le réseau.

Comment fonctionne le minage bitcoin ?

Le minage consiste à valider les transactions sur le réseau de transfert bitcoin en contrepartie d’une récompense en fractions de BTC. À noter que, les informations relatives aux opérations de transfert sont enregistrées sous la forme de hash value. Le minage est donc un moyen de mettre de nouveaux jetons en circulation.

La blockchain et le minage

Pour comprendre le minage, il faut d’abord comprendre le fonctionnement de la blockchain. Pour faire simple, cette base de données décentralisée est une espèce de grand registre accessible à tous sur lequel sont stockées toutes sortes d’informations. Celles-ci sont chronologiques, infalsifiables, sécurisées et transparentes. De nombreuses transactions se font simultanément dans ce grand registre distribué.

Pour Bitcoin, l’opération de transfert des 10 dernières minutes est regroupée dans un bloc. Cet ensemble de données nouvellement créé doit être contrôlé et vérifié à travers le processus d’extraction. 

La blockchain ne fait intervenir aucune autorité spécifique, car ce sont les mineurs qui se chargent de garantir l’authenticité et la sécurité. Cette section, regroupant les informations relatives aux transactions, devient accessible à tous les utilisateurs du registre lorsqu’elle vient s’ajouter à la chaîne et se trouve verrouillée à la section de chaîne précédente.

En résumé, la blockchain est composée de trois éléments clé : 

• Les blocs : groupements de transactions se distinguant les uns des autres grâce à un code unique appelé “hash”. Dans cet article, ils sont aussi appelés “unité de validation”, “ensemble de données”, “section de chaîne”
  
• Les nœuds : ordinateurs interconnectés à la blockchain hébergeant une copie de la base de données ;
  
• Les mineurs : les individus chargés de vérifier le respect des standards de sécurité des nouveaux blocs créés.

Le processus de minage de Bitcoin

Maintenant que vous comprenez le fonctionnement de la blockchain, vous vous doutez bien que le minage est un processus très complexe qui doit passer par plusieurs étapes.

Les transactions

Avant d’être ajoutées à la base de données de la blockchain, les opérations de transfert vont d’abord passer par un processus de validation. Le processus de minage commence à partir de ce moment. 

Supposons que A effectue un transfert de bitcoin vers le portefeuille de B. L’opération de transfert est d’abord intégrée dans une unité de validation. Ce dernier va collecter et regrouper plusieurs transactions par des nœuds miniers. Il arrive que plusieurs mineurs collectent les mêmes transactions. Mais elles ne seront pas confirmées jusqu’à ce que l’unité de validation soit minée.

La création d’un bloc

L’ensemble des mineurs vérifient la validité de l’opération transfert et la confirment. Ils choisissent ensuite l’entête du bloc le plus récent afin de l’intégrer dans le nouveau en tant que hash. 

Les mineurs doivent résoudre des problèmes mathématiques complexes encore et encore via un “nonce”. Il s’agit d’un nombre aléatoire qui change continuellement jusqu’à ce que les contribuants au processus de consensus trouvent la sortie ou le hachage valide, selon la condition. 

Une fois la solution trouvée, le bloc est ajouté à la chaîne et sera publié sur l’ensemble du réseau. B recevra alors la transaction de A.

Pour que le bloc puisse être miné, il doit répondre à des caractéristiques précises. Le hachage de l’entête de la section de chaîne ne doit pas être supérieur à la cible, faute de quoi il ne sera pas valide. Cet ensemble de données doit avoir une taille maximale de 2 Mo. L’horodatage du bloc ne doit pas excéder deux heures dans le futur.

La preuve de travail (Proof-of -Work)

Seuls les blockchains de type Proof-of-Work (PoW) ou preuve de travail, comme Bitcoin permettent le mining. Dans ce type de consensus, le minage de cryptos établit l’ordre chronologique des opérations de transfert. Cela implique que les entrées précédentes dans la blockchain de la cryptomonnaie ne peuvent plus être modifiées. 

Le Proof-of-Work consiste à résoudre des problèmes algorithmiques complexes. C’est ainsi que le premier mineur qui trouve la solution, fournit une preuve de travail. Celle-ci atteste qu’il a trouvé la solution au problème.

La PoW incite naturellement les mineurs à rester honnêtes. En effet, pour pouvoir attaquer le réseau, il faut déployer une puissance de calcul phénoménale pendant une longue période. 

Une telle attaque ne garantit pas un bénéfice, car elle est particulièrement coûteuse en électricité. Ainsi, les participants ont tout intérêt à miner honnêtement et recevoir les rémunérations de bloc à travers le consensus de preuve de travail.

La récompense des mineurs

Le mineur qui parvient à trouver la clé permettant de sceller le bloc et d’en créer un nouveau se trouve récompensé. Les récompenses sont la contrepartie de l’effort fourni par le mineur. 

Le hashprice correspond à la rémunération moyenne quotidienne qu’un mineur reçoit pour chaque calcul de terahash (USD/TH/s par jour).

La rémunération de ces opérateurs de vérification est composée des frais des transactions incluses dans le bloc et la rémunération qui a créé de nouveaux bitcoins.

Les récompenses sont déterminées par le taux d’émission fixé par un algorithme et donc impossible à modifier. Il faut noter que la prime d’extraction est divisée en deux tous les quatre ans environ. Le prochain halving prévu au printemps 2024, réduira la récompense à 3,125 BTC.

Voici un aperçu des récompenses sur d’autres cryptos :

• Ethereum : 2 ETH par bloc ;
• Monero : 2,15 XMR par bloc ;
• Litecoin : 12,5 LTC par bloc ;
• Ravencoin : 5000 RVN par bloc ;
• Zcash : 2,5 ZEC par bloc.

Utilisation du hashrate dans le minage de Bitcoin

Le hashrate, ou taux de hachage, est une donnée importante pour les personnes qui se livrent à des activités de minage. Il s’agit de la puissance de calcul totale qui est nécessaire à la création de blocs et à la vérification des opérations de transfert sur une blockchain. 

Le hashrate présente de nombreuses utilités. Il permet de mesurer le niveau de compétitivité des mineurs, les coûts de leur activité ainsi que leur rentabilité. 

En effet, dans le processus de création de bloc, les acteurs du réseau entrent en concurrence pour résoudre une opération mathématique en premier. Pour les participants, il est donc essentiel d’être le plus rapide et ainsi d’avoir une capacité de traitement élevée.

Matériel et logiciel pour miner des bitcoins

Pour miner du bitcoin, il faut disposer avant tout d’un ordinateur très puissant, d’une bonne alimentation électrique et d’une connexion internet stable. Il existe deux types de matériel dont le choix dépend de votre stratégie.

ASIC : Le matériel dédié au minage de Bitcoin

Les ASIC ou “Application-Specific Integrated Circuit” sont des outils spécifiquement conçus pour effectuer un seul type de calcul. Ils sont dédiés aux calculs d’un algorithme uniquement, par exemple l’algorithme SHA-256 pour Bitcoin et ses forks tels que Bitcoin Cash.

Celui d’Ethereum est Ethash. À moins d’avoir le même algorithme pour le consensus par preuve de travail (PoW), les autres crypto actifs ne peuvent pas être minées par le même matériel ASIC. 

Contrairement aux Rigs, les ASIC possèdent une très grande capacité de traitement de calcul et consomment ainsi plus d’électricité. Il est recommandé de les placer dans une pièce isolée, car ils génèrent beaucoup de bruit.

GPU et CPU : Autres options pour miner

Les rigs de minage constituent un excellent moyen de miner du bitcoin tout seul. Il s’agit d’un ordinateur classique possédant plusieurs cartes graphiques. Les cartes graphiques GPU, souvent utilisées dans les jeux vidéo, permettent de miner des crypto monnaies.

Les rigs GPU, une méthode très populaire, offrent plus de choix de crypto actifs à miner. Ils consomment également moins d’électricité que d’autres matériels de minage et génèrent moins de bruit. Mais en contrepartie, leur puissance de calcul est moins élevée.

Le CPU est un type différent de rig de minage qui utilise des processeurs pour extraire les données de la blockchain. Il fait référence à l’utilisation d’un ordinateur pour miner des cryptos.  

Bien qu’il soit plus accessible, il est de moins en moins utilisé en raison de sa forte consommation énergétique. Votre ordinateur peut surchauffer à tout moment s’il est mal refroidi. Pour miner par CPU, il faut avoir un bon processeur en tenant compte des noyaux, des threads ainsi que de la vitesse.

Les logiciels de minage

Les logiciels de minages sont essentiels à l’obtention de la PoW qui valide le travail du mineur. Ces programmes informatiques permettent d’adapter la puissance de calcul brut de la marche vers l’algorithme dédié de la cryptomonnaie, en l’occurrence le SHA-256. 

Pour choisir son logiciel, il faut prendre en considération un certain nombre d’éléments tels que la cryptomonnaie à miner, l’outil informatique utilisé ainsi que les spécificités du logiciel.

Les pools de minage

Générer des cryptos peut être une tâche particulièrement ardue lorsqu’il est fait à titre individuel. C’est la raison pour laquelle des mineurs rejoignent un pool de minage pour travailler en coopération afin de résoudre les énigmes de la blockchain.

Qu’est-ce qu’un pool de minage ?

Le pool de mining ou “mining pool” est un espace rassemblant des mineurs (participants) pour travailler en coopération dans le but d’extraire des blocs de crypto-monnaies.

Ce regroupement est un moyen de faciliter le travail de minage tout en obtenant des avantages équitables pour tous au sein du groupe. Il s’agit d’une bonne option pour augmenter les chances d’obtenir des gains face à l’accroissement du nombre de participants et donc de l’augmentation de la concurrence.

Le pool de minage fonctionne sur le modèle d’un seul mineur, car les participants mettent en commun leurs ressources.

Avantages et inconvénients des pools de minage

Ils présentent de nombreux avantages : 

• Ils facilitent les travaux de minage ;
  
• De meilleures chances de faire des gains ;
  
• Le maintien de l’évolutivité du minage de crypto ;
  
• La réduction des dépenses en matériel et en énergie ;
  
• Des gains équitables entre tous les mineurs au sein du groupe ;
  
• Moins de risque de générer des blocs vides.

Ce système présente toutefois certaines faiblesses : 

• La perte d’un certain contrôle sur le processus de minage ;
  
• Un faible retour sur investissement en cas de frais élevés associés aux pools miniers ;
  
• La forte centralisation du système dominé par les administrateurs de pool.

Comment choisir un pool de minage ?

Il faut tenir compte de deux éléments essentiels pour bien choisir son pool. Le premier est la taille du pool de minage. Plus sa capacité de hachage est conséquente, plus les chances d’obtenir des gains sont élevées.

Le second élément à prendre en compte est les frais appliqués par le pool de minage. De nos jours, de nombreux pools de minage appliquent le même taux, mais il est toujours utile de bien se renseigner avant. Ils s’élèvent généralement à 1 ou 2%.

Le Bitcoin Cloud Mining

Au lieu de rejoindre des pools de minage, d’autres mineurs choisissent d’opter pour le cloud mining.

Qu’est-ce que le cloud mining ?

Il s’agit d’une technique plus simple et plus économique pour miner des BTC. Il consiste à utiliser la capacité de calcul d’une entreprise spécialisée dans le minage de Bitcoin. Cela signifie que vous louez la capacité de résolution à l’entreprise pour gérer votre minage depuis le cloud.

Cette technique ne nécessite donc pas de connaissances techniques et vous n’avez pas besoin d’acheter du matériel coûteux. Les frais liés à l’électricité ne sont pas forcément à votre charge car ils peuvent être négociés.

Celui qui choisit cette option va ainsi conclure un contrat avec l’entreprise de cloud mining. Il obtient ainsi une certaine quantité de hashrate, selon les modalités du contrat souscrit. Une fois le contrat validé et la somme payée, le client disposera de la capacité de calcul qui lui permettra de recevoir régulièrement des rémunérations sur son portefeuille crypto.

Comment faire du cloud mining ?

1. Créez un portefeuille Bitcoin ;
2. Rendez-vous sur une plateforme de Cloud mining ;
3. Créez un compte et accéder à l’onglet “miner” ;
4. Recevez la récompense ;
5. Répétez l’opération toutes les 4 heures tout en augmentant la vitesse de minage.

Quels sont les atouts et les risques ?

Le cloud mining présente des avantages techniques et économiques : 

• Pas besoin d’acheter et d’entretenir le matériel de minage ;
• Générer des gains de manière passive ;
• Pas besoin de connaissances approfondies sur l’activité;
• Tarif d’électricité avantageux ;
• Absence de nuisance sonores ou toute autre contrainte liée au matériel ;
• Liberté dans le choix de la durée du contrat et de la puissance de traitement informatique.

Mais cette technique présente tout de même quelques faiblesses :

• Dépendance à l’entreprise ;
• Fraude et arnaque de certaines entreprises ;
• Risque de perte financière lorsque les bénéfices ne couvrent pas les coûts du contrat ;
• Forte concurrence réduisant le rendement obtenu.

Rentabilité et coûts du minage de Bitcoin

Bien qu’il s’agit d’un procédé complexe et coûteux, l’extraction de bitcoin peut être rentable. Pour s’assurer de faire des gains, il faut tenir compte des facteurs qui influencent la rentabilité. Prévoyez à l’avance toutes les dépenses à engager afin de calculer la rentabilité du minage.

Les facteurs influençant la rentabilité

La rentabilité et les coûts du mining de bitcoin dépendent de plusieurs facteurs.

Le prix du bitcoin et les récompenses de bloc

Lorsque la valeur du bitcoin est élevée, les gains des mineurs sont tout aussi importants. Bien que la rémunération de bloc soit réduite de moitié tous les 210 000 blocs, le minage demeure rentable tant que le prix du jeton reste élevé.

Les caractéristiques du matériel de minage

Un autre facteur qui influence la rentabilité est les caractéristiques connexes de votre matériel d’éxtraction. Plus le taux de hachage est élevé, plus le nombre de BTC minés est important dans un laps de temps donné.

Les coûts énergétiques dans votre pays

Le coût de l’électricité est différent d’un pays à un autre. C’est pourquoi des fermes de minage sont très développées dans les régions où l’électricité ne coûte pas cher, voire gratuite. 

La flambée des prix de l’énergie pouvant être liée à des conditions climatiques, impacte la rentabilité. Il faut alors envisager l’utilisation des sources d’énergie renouvelable pour réduire les coûts énergétiques.

La difficulté de minage

Elle augmente continuellement au fur et à mesure que le nombre de mineurs accroît. Cela nécessite une capacité de calcul supplémentaire pour miner de nouvelles pièces. 

Cette difficulté s’auto-ajuste tous les 2 016 blocs afin de maintenir le temps de bloc cible de 10 minutes. Cette mesure a des répercussions sur les dépenses, car il faut plus d’énergie et de temps pour prendre le contrôle du réseau.

Les coûts associés au minage

Le minage nécessite un important investissement puisque l’industrie est ultra-compétitive.

Le coût du matériel

Il faut prévoir les dépenses liées à l’électricité, mais également du matériel de minage utilisé. Il est question de trouver le juste équilibre, car les valeurs varient d’un matériel à un autre en fonction de leur capacité. Les coûts ne sont pas les mêmes si vous utilisez votre propre matériel, par exemple si vous faites partie d’un pool de minage. La meilleure option est d’utiliser des machines performantes avec une consommation énergétique moins chère.

Les frais administratifs et autres frais

Les frais administratifs désignent principalement les coûts d’exploitation et les coûts de production de l’industrie. Il peut s’agir de l’électricité ou encore du salaire du personnel. Vous pourriez aussi engager des frais supplémentaires liés aux installations du matériel et des différents équipements tels que les équipements de refroidissement et de réduction du bruit des machines.

Calculer la rentabilité du minage de Bitcoin

Pour calculer la rentabilité de cette activité, il faut tenir compte des facteurs suivants : 

• Hashrate ;
• Coût de l’électricité ;
• Prix du Bitcoin ;
• Difficultés du réseau.

Le calcul est relativement complexe, mais il existe des sites qui permettent de calculer la rentabilité d’une exploitation minière. Il suffit d’insérer les informations nécessaires telles que la puissance de hash, la consommation électrique, le coût par KWh et la crypto-monnaie à miner et le calculateur affiche le résultat.

La différence entre mining et staking

D’autres cryptomonnaies ne permettent pas de faire du minage, mais plutôt du staking. Le staking est également un moyen de participer à la sécurisation de l’écosystème décentralisé et d’être récompensé en cryptomonnaie. Mais leur fonctionnement est totalement différent.

Alors que les mineurs valident et sécurisent les transactions au moyen d’une capacité de calcul, le staking ne fonctionne pas de la même manière. Il suffit d’immobiliser des cryptos dans un smart contract de manière à participer aux opérations se déroulant sur une blockchain. Le staking est donc beaucoup moins énergivore que le minage.

La différence se situe ainsi principalement sur le mécanisme utilisé par la crypto. Le Bitcoin utilise le Proof-of-Work (PoW) qui permet de valider les transactions et de les rassembler en blocs. 

Par contre, d’autres cryptomonnaies utilisent le Proof-of-Stake (PoS) ou preuve d’enjeu en français. Le staking consiste pour les participants à verrouiller leurs tokens. Le protocole va alors attribuer aléatoirement le droit de valider un bloc à un des participants. Celui qui a le plus de tokens verrouillés a ainsi plus de chances d’être choisi pour valider la transaction.

Conclusion

Depuis le rebond du prix du bitcoin, le minage a regagné du terrain. Cette activité a toute son importance pour le maintien de la sécurité de l’écosystème, mais elle constitue également un bon moyen de générer des revenus. Si vous souhaitez vous lancer dans cette activité en tant que particulier, tâchez de faire les bons choix. Pour que l’activité soit rentable, il est préférable d’avoir son propre générateur d’électricité afin de réduire les coûts au maximum. 

Mais face à la complexité croissante du minage, il est aussi recommandé de rejoindre un pool de minage fiable, surtout si vous êtes débutants. Si vous vous demandez : « Bitcoin, comment ça marche ? », n’hésitez pas à vous renseigner davantage sur les processus techniques impliqués dans le minage.

Si le minage de Bitcoin est essentiel pour la création et la vérification des transactions sur la blockchain, comprendre le fonctionnement du bitcoin est tout aussi crucial pour saisir pleinement l’impact de cette technologie. Le Bitcoin, en tant que première cryptomonnaie décentralisée, repose sur un système complexe qui élimine le besoin d’une autorité centrale pour valider les transactions. Ce processus de validation, effectué par les mineurs, garantit non seulement la sécurité et l’intégrité des transactions, mais contribue également à la création de nouveaux bitcoins. À travers le mécanisme de preuve de travail (Proof-of-Work), les mineurs résolvent des problèmes algorithmiques pour ajouter des transactions à la blockchain, un processus qui, tout en étant énergivore, est vital pour maintenir la fiabilité et la transparence du réseau Bitcoin.