La consommation énergétique est devenue un sujet crucial à l’ère de la numérisation croissante et de la montée en puissance des technologies blockchain. Alors que les cryptomonnaies continuent de gagner en popularité, il est essentiel de comprendre les différents mécanismes de consensus utilisés pour valider les transactions et leur impact sur l’environnement. Deux approches majeures sont actuellement utilisées : le Proof of Work (PoW) et le Proof of Stake (PoS). Cet article explorera en détail ces deux méthodes et analysera leur consommation énergétique respective.

I/ Proof of Work (PoW) – La preuve du travail

Le Proof of Work est le mécanisme de consensus à l’origine de la révolution blockchain avec la création de Bitcoin. Dans le PoW, les mineurs doivent résoudre des problèmes mathématiques complexes pour valider les transactions et ajouter des blocs à la chaîne de blocs. Ce processus requiert une puissance de calcul considérable et plutôt énergivore. Il s’agit avant tout d’une mesure de protection du système. D’autres projets utilisent également ce protocole comme Monero ou Litecoin.

1/ Fonctionnement du PoW

Le processus PoW repose sur la résolution de puzzles cryptographiques grâce à des algorithmes spécifiques, tels que l’algorithme SHA-256 utilisé par Bitcoin. Les mineurs rivalisent pour trouver une solution valide en utilisant leur puissance de calcul. Une fois qu’un mineur trouve une solution, il est récompensé par une quantité fixe de la cryptomonnaie en question.

2/ Consommation énergétique du PoW

La principale critique du PoW concerne sa consommation énergétique élevée. En raison de la course à la puissance de calcul entre les mineurs, de plus en plus de ressources informatiques sont nécessaires pour maintenir le réseau sécurisé. Cette compétition conduit à l’utilisation massive de matériel spécialisé, comme les ASICs (circuits intégrés spécifiques à une application), qui consomment d’énormes quantités d’électricité.

3/ Préservation de l’intégrité du système

La consommation énergétique s’explique avant tout par le mécanisme de consensus. Afin de valider une transaction, les mineurs doivent obtenir un consensus de 51% quant à la véracité de cette transaction. Si le PoW ne demandait pas de grandes ressources énergétiques, n’importe quelle entité pourrait obtenir 51% de la masse totale de validateurs afin de pouvoir influencer les transactions. Avec l’obligation d’une puissance de calcul importante, regrouper 51% de la puissance de calcul du réseau représente un coût énergétique si important qu’il ne devient dès lors plus rentable de modifier les transactions. Cette consommation permet donc à Bitcoin de préserver l’intégrité de son système.

II/ Proof of Stake (PoS) – La preuve d’enjeu

Le Proof of Stake est une alternative au PoW qui vise à résoudre les problèmes liés à la consommation énergétique élevée. Au lieu de se fier à la puissance de calcul, le PoS attribue le droit de valider les transactions en fonction de la possession de cryptomonnaie (l’enjeu). Beaucoup de projets utilisent ce protocole de consensus, Ethereum, Cardano ou encore Matic.

1/ Fonctionnement du PoS

Dans le PoS, les mineurs sont appelés validateurs. Ils verrouillent une certaine quantité de cryptomonnaies dans un portefeuille afin de démontrer leur engagement envers le réseau. Le choix des validateurs pour valider les transactions est effectué de manière pseudo-aléatoire, en tenant compte de la quantité de cryptomonnaies qu’ils détiennent. Plus un validateur possède de cryptomonnaies, plus il a de chances d’être sélectionné pour valider les transactions.

2/ Consommation énergétique du PoS

Comparé au PoW, le PoS nécessite beaucoup moins de puissance de calcul, ce qui se traduit par une consommation énergétique réduite. Étant donné que les validateurs n’ont pas besoin d’effectuer des calculs intensifs, ils peuvent utiliser des appareils grand public pour participer au consensus. Cette approche est considérée comme plus écologique et durable.

3/ Préservation de l’intégrité du système

De part le mécanisme d’enjeu, pour qu’une entité puisse disposer de 51% de la cryptomonnaie verrouillée ce qui représente un coût si important que l’opération est presque impossible à réaliser à la vue des capitalisations boursières des cryptomonnaies utilisant ce système.

III/ Comparaison entre PoW et PoS

Pour évaluer les mérites respectifs du PoW et du PoS, il est important de considérer plusieurs facteurs.

Le PoW est souvent considéré comme étant plus sécurisé et décentralisé que le PoS, car il est coûteux de s’engager dans une attaque de 51% qui permettrait à un acteur malveillant de prendre le contrôle du réseau. Le PoS est ainsi moins sécurisé car dans le cas où un acteur arrive à réunir 51% de l’enjeu il peut compromettre le réseau.

Le PoS de part la simplicité de son fonctionnement, il n’a pas besoin de machine possédant une puissance de calcul particulière et peut même fonctionner directement sur des serveurs clouds. Cependant la localisation de ces serveurs peut influer sur l’intégralité de la blockchain comme dans le cas d’Ethereum. Les serveurs étant majoritairement américain, ces derniers ont pu demander l’interdiction de Tornado Cash, une application décentralisée permettant l’anonymisation de fonds.

D’un point de vue énergétique, le constat est sans appel, le PoW est très énergivore au contraire du PoS. La consommation énergétique étant un problème majeur dans l’écosystème de la cryptomonnaie, les projets récents se tournent plus naturellement vers cette solution dans une démarche d’éco-responsabilité.

Le PoS est considéré comme plus évolutif et efficace que le PoW. Il n’y a pas de limite à la vitesse des transactions dans le PoS, contrairement au PoW où la vitesse dépend de la puissance de calcul des mineurs. De plus, le PoS n’a pas besoin de matériel spécialisé coûteux, ce qui le rend plus accessible à un plus grand nombre de participants.

La consommation énergétique est un enjeu crucial dans le développement des technologies blockchain. Le Proof of Work (PoW) et le Proof of Stake (PoS) sont deux mécanismes de consensus majeurs qui ont des impacts différents sur l’environnement. Bien que le PoW offre une sécurité et une décentralisation robustes, il consomme beaucoup d’énergie. D’autre part, le PoS réduit considérablement la consommation énergétique mais peut être perçu comme moins sécurisé.

Il est de conséquence primordial de préjuger de la pertinence du choix d’un projet en terme de processus de certification non pas seulement par le biais de la consommation mais aussi de l’utilité de ce dernier / ses besoins de sécurisations et autres critères précités.