Comprendre Bitcoin en 10 mns : Le minage et les mineurs

Le minage de bitcoins est une activité particulièrement controversée dans les médias traditionnels qui l’attaquent volontier sous l’angle de sa monstrueuse empreinte carbone supposée.

Pour autant, ce secteur fascine également, y compris au sein de la communauté, en partie en raison d’une certaine opacité. Qui sont ces mineurs et contrôlent-ils réellement le prix du Bitcoin ? Comment font-ils pour survivre dans ce marché baissier et qu’attendre de ce fameux halving que tout le monde évoque avec crainte ou espérance ? Où se trouvent les fermes de minages et comment fonctionnent-elles ? Pourrais-je me lancer dans l’aventure avec un peu de matériel ou doit-on forcément passer à une échelle industrielle pour être rentable ? Comme vous peut-être, je me suis posé toutes ces questions et bien d’autres encore afin d’y répondre dans ce dossier. Découvrons ensemble le merveilleux monde du minage de bitcoins.

Le minage de bitcoin

Avant de se plonger dans des sujets plus profonds et complexes il est important de reprendre les bases. En d’autres termes : qu’est-ce que le minage de bitcoins, comment cela fonctionne t-il et en quoi ce minage est nécessaire au fonctionnement du réseau Bitcoin. Découvrons ensemble le merveilleux monde de la Preuve de Travail et des machines de minages Asics. Je ne pourrais malheureusement pas reprendre en détail le fonctionnement de Bitcoin dans ce dossier et je conseille aux plus néophytes de se renseigner en amont sur le sujet avant de poursuivre la lecture.

Proof-of-Work

La validation d’un bloc de transaction pouvant être ajouté à la chaîne la plus longue passe par la vérification d’une preuve de travail. Ce fonctionnement se base sur deux principes :

• d’une part faire réaliser aux acteurs du consensus une tâche afin de limiter les intentions d’interagir de façon malhonnête avec le réseau.
• d’autre part de trouver cette fameuse tâche à accomplir de façon à ce qu’elle soit relativement complexe à réaliser, mais très facilement vérifiable. Je vais donner quelques exemples afin d’illustrer mes propos.

Si la notion semble exotique, il existe pourtant des contextes dans notre environnement quotidien impliquant des actions régies par la preuve de travail. L’une d’entre elle est particulièrement connue, il s’agit du Captcha.

Crées en 2000 à l’université de Carnegie Mellon, ces Completely Automated Public Turing test To tell Computers and Humans Apart (et oui, ce n’était pas un terme russe ou danois), sont donc des tests permettant de discriminer l’authentique utilisateur humain du vulgaire bot de spam.

Le Captcha a été principalement développé à destination des sites internet afin de limiter les attaques malveillantes par déni de services (Ddos) par exemple. Aujourd’hui ces petits tests basés sur la vision se retrouvent dans tous les formulaires d’internet et illustrent très bien le concept de preuve de travail. En effet si l’action prend moins d’une minute à exécuter par l’utilisateur, la vérification est encore plus fulgurante côté serveurs.

Le Captcha incarne ainsi une bonne illustration de la Preuve de Travail. Bien évidemment, miner des bitcoins ne se résume pas à résoudre des Captchas à longueur de journée comme nous allons le voir dans la prochaine partie.

Qu’est-ce que le minage de bitcoins ?

C’est sur Reddit que l’utilisateur 2Panik propose à la communauté une explication originale du principe du minage de bitcoin qui parlera tout particulièrement aux joueurs de RPG et autres amateurs de fantasie. Ce dossier m’offre l’occasion idéale de vous la présenter :

• Le monde virtuel de Bitcoin est peuplé de joueurs évoluant ensemble, mais avec des objectifs et train de vie propres. Ils améliorent leurs personnages au fur et à mesure de l’intérêt grandissant pour ce jeu.
• A peu près toutes les 10 minutes, un Boss (monstre) apparaît qui doit être défait au bénéfice du fonctionnement harmonieux du jeu. Le vaincre offrira des récompenses afin d’inciter les joueurs à l’affronter.
• Les joueurs se rassemblent alors en groupes (pool) pour le défaire puisque seul le coup fatal rapporte les récompenses. Il est ainsi plus aisé d’être à plusieurs et de partager le butin que de tenter l’aventure en solitaire.
• Une fois le Boss surgit du néant, les joueurs n’ont plus rien à faire d’autres que de regarder leurs personnages l’affronter, à l’aide d’équipements diversement performants, de façon automatique.

Les monstres qui apparaissent deviennent de plus en plus coriaces au fur et à mesure que les joueurs progressent alors que les récompenses diminuent. En effet plus il y’a de joueur plus les récompenses sont compliquées à obtenir, mais elles sont également divisées par deux lors d’événements spéciaux récurrents, connus à l’avance, baptisés « halving » (qui signifie « division par 2 » en anglais, ça tombe bien).

Les récompenses peuvent être librement échangées entre les joueurs et même avec d’autres utilisateurs qui n’ont pas d’équipement. Enfin une équipe de volontaires est mise en place pour surveiller les tentatives de triches de certains joueurs malhonnêtes.

Si vous maîtrisez le fonctionnement du minage de bitcoins, vous devrez avoir reconnu les principaux acteurs du système lors de l’explication. En effet les joueurs sont donc les mineurs et le Boss le prochain bloc de la chaîne. En ce qui concerne le butin, il s’agit des transactions Coinbase qui récompensent le mineur validant le bloc en premier. Les guildes représentent les pools de mineurs et les volontaires sont les fulls-Nodes.

Les machines de minages

Au commencement du réseau Bitcoin, les mineurs étaient principalement des passionnés qui découvraient avant la majorité cette révolution. Ces pionniers faisaient donc tourner leurs ordinateurs personnels – des machines tout ce qu’il y avait de plus traditionnel – pour obtenir des bitcoins.

Il faut le souligner, et nous en reparlerons dans l’étude de la distribution des bitcoins, à l’époque les récompenses étaient vraiment beaucoup plus généreuses qu’aujourd’hui. Pour vous donner un ordre d’idée, la moitié de l’ensemble des bitcoins disponibles (soit 10.5 millions d’unités sur les 21 millions qui finiront par être minées) avaient déjà été extraits le 28 novembre 2012.

Les mineurs des origines utilisaient tout simplement les processeurs de leurs ordinateurs, puis les cartes graphiques que l’on retrouvait dans des machines grand public. Mais petit à petit furent développées des machines spécifiques au minage de bitcoins ou autres cryptomonnaies partageant le meme algorithme de minage. L’age des Asics pouvait débuter, ces circuits imprimés dédiés spécifiquement à la réalisation d’une tâche très spécifique. Ils sont très efficaces dans leurs domaines, mais absolument pas polyvalent.

Voici un récapitulatif des principales machines dédiées au minage de bitcoins ainsi que leurs caractéristiques. Les principaux critères à prendre en compte lors du choix d’une machine plutôt qu’une autre sont la puissance de calcul, l’efficacité en termes de consommation électrique et le prix, bien évidemment :

Antminer S9

Prix Bitmain : 101$

Le S9 est la machine dédiée au minage de bitcoins, probablement la plus emblématique du secteur. En effet lancée en 2015, c’est la principale machine qu’ont retrouve dans les fermes bénéficiant d’une électricité abordable (la limite basse se situe vers les 5cts/Kwh). Elle a également permis des augmentations significatives de la puissance de calcul déployée sur le réseau Bitcoin des années 2015-2016 jusqu’à provoquer le triplement de la difficulté de l’époque (on rappellera en effet au passage que le réseau Bitcoin est ainsi configuré, qu’il adapte en temps réel sa difficulté à la puissance des machines qui minent sa blockchain). Avec sa puissance de calcul de 14 TH et son efficacité de 0.1 Joule par GH portant sa consommation électrique à 1350w c’était en effet une très bonne opportunité pour les mineurs.

DragonMint 16T

Développé par un nouvel acteur du secteur Halong Mining, le DragonMint possède comme son nom l’indique sans ambiguïté, 16 Téra Hashs par machine. Le développement et la recherche autour de cette machine ont été colossaux puisque une centaine de personnes se sont consacrées à son développement et que près de 30 millions de dollars ont été nécessaires pour pour le financer. Avec son efficacité électrique de 0.075J/GH portant sa consommation à 1480W ces machines sont donc environ d’un tiers plus efficace que leurs concurrentes Antminer S9.

Antminer T17

Prix Bitmain : 1270$

Dernières machines des usines de Bitmain lancées en mai 2019, les Antminer T17 apportent avec elle un nouveau niveau de puissance de calcul. C’est 40TH que propose chaque unité de cette machine de minage pour une consommation de 2200W. Son efficacité énergétique est également largement améliorée par rapport au modèle S9, quasiment divisé par deux puisqu’elle est de 0.055J/GH.

Le secteur étant dynamique et particulièrement concurrentiel, il existe encore de nombreuses autres machines dédiées au minage de bitcoins avec leurs propres caractéristiques, efficacités énergétiques et prix.

Voilà qui conclue le premier épisode de ce dossier consacré au minage de bitcoins. Maintenant que nous avons posé quelques bases nous pourrons rapidement aller plus loin en explorant l’écosystème et ses acteurs. Si vous avez des remarques ou des questions, n’hésitez pas à nous en faire part !