Recherche Menu Livre blanc Pi Le chapitre « Modèle de Token et Minage » et « Feuille de route » de la livre blanc de décembre 2021 a été publié comme un ajout à la livre blanc originale de 2019, contenant de nouvelles informations sur le Mainnet. La livre blanc originale de mars 2019 pourrait nécessiter une mise à jour de son contenu, veuillez donc consulter les communications récentes du réseau Pi pour les dernières informations. Ces deux livres blancs peuvent être modifiés en fonction des données collectées pendant la période de réseau fermé du Mainnet.
Initialement prévu en mars 2019 décembre 2021 Livre blanc : version originale de mars 2019 Introduction
Préface Avec la numérisation croissante du monde, les crypto-monnaies représentent la prochaine étape naturelle de l'évolution monétaire. Pi est la première monnaie numérique offerte aux gens ordinaires, représentant un pas important vers l'adoption des crypto-monnaies à l'échelle mondiale.
Notre mission : établir une plateforme de cryptomonnaie et de contrats intelligents qui est sécurisée et opérable par des personnes ordinaires.
Notre vision : créer l'écosystème et l'expérience en ligne les plus inclusifs au monde, propulsés par Pi (la cryptomonnaie la plus largement utilisée au monde).
Avertissement pour les lecteurs avancés : parce que la mission de Pi est d'être aussi inclusive que possible, nous en profiterons pour présenter notre novice en blockchain au Rabbit Hole.
Introduction : Pourquoi les cryptomonnaies sont-elles importantes Actuellement, nos transactions financières quotidiennes dépendent d'un tiers de confiance pour maintenir les enregistrements des transactions. Par exemple, lorsque vous effectuez une transaction bancaire, le système bancaire conserve les enregistrements et garantit que la transaction est sécurisée et fiable. De même, lorsque Cindy envoie 5 dollars à Steve via PayPal, PayPal conserve un enregistrement central, empruntant 5 dollars du compte de Cindy et créditant 5 dollars au compte de Steve. Des intermédiaires comme les banques et PayPal ainsi que d'autres acteurs du système économique actuel jouent un rôle important dans la réglementation des transactions financières mondiales.
Cependant, le rôle de ces intermédiaires de confiance a aussi ses limites :
Captation de valeur injuste. Ces intermédiaires ont accumulé des milliards de dollars de création de richesse (la capitalisation boursière de PayPal est d'environ 130 milliards de dollars), mais en réalité, ils n'ont rien transmis à leurs clients - les gens ordinaires sur le terrain, dont l'argent représente une part considérable de l'économie mondiale. De plus en plus de personnes sont laissées pour compte. Frais. Les banques et les entreprises facturent de lourds frais pour faciliter les transactions. Ces frais ont souvent un impact disproportionné sur les populations à faible revenu qui ont le moins de choix. Examen. Si un intermédiaire de confiance décide que vous ne devriez pas déplacer votre argent, il peut restreindre le mouvement de votre argent. Autorisé. Les intermédiaires de confiance agissent en tant que gardiens et peuvent empêcher arbitrairement quiconque de faire partie du réseau. Alias. Alors que les questions de confidentialité deviennent de plus en plus pressantes, ces puissants gardiens peuvent accidentellement divulguer - ou vous forcer à divulguer - plus d'informations financières sur vous-même que vous ne le souhaitez. Le "système de paiement électronique peer-to-peer" du Bitcoin a été lancé en 2009 par un programmeur anonyme (ou organisation) Satoshi Nakamoto, marquant un tournant pour la liberté monétaire. Pour la première fois dans l'histoire, les gens peuvent échanger de la valeur en toute sécurité, sans avoir besoin de tiers ou d'intermédiaires de confiance. Payer avec des Bitcoins signifie que des personnes comme Steve et Cindy peuvent se payer directement, contournant les frais institutionnels, les obstacles et les intrusions. Le Bitcoin est une véritable monnaie sans frontières, alimentant et connectant la nouvelle économie mondiale.
Introduction au grand livre distribué Le Bitcoin a réalisé cet exploit historique en utilisant un registre distribué. Bien que le système financier actuel repose sur un registre central de vérité traditionnel, les enregistrements du Bitcoin sont maintenus par une communauté de "validateurs" distribués qui accèdent et mettent à jour ce grand livre public. Pensez au protocole Bitcoin comme à un "Google Sheet" partagé mondialement, contenant des enregistrements de transactions, vérifiés et maintenus par cette communauté distribuée.
La percée du Bitcoin (et des technologies blockchain en général) réside dans le fait que, même si les enregistrements sont maintenus par une communauté, cette technologie leur permet toujours de parvenir à un consensus sur les transactions réelles, garantissant que les fraudeurs ne peuvent pas enregistrer de faux transactions ou dépasser le système. Cette avancée technologique permet d'éliminer les intermédiaires centraux sans compromettre la sécurité financière des transactions.
Les avantages des registres distribués En plus de la décentralisation, Bitcoin, ou crypto-monnaies en général, partage plusieurs propriétés intéressantes qui peuvent rendre l’argent plus intelligent et plus sûr, bien que différentes crypto-monnaies puissent être plus fortes dans certaines propriétés et plus faibles dans d’autres, en fonction de la mise en œuvre de leur protocole. Les crypto-monnaies sont stockées dans des portefeuilles de crypto-monnaies identifiés par des adresses accessibles au public et protégés par un mot de passe privé très fort (connu sous le nom de clé privée). Cette clé privée signe cryptographiquement les transactions, ce qui rend presque impossible la création de signatures frauduleuses. Cela assure la sécurité et la non-séquestration. Contrairement aux comptes bancaires traditionnels, qui peuvent être saisis par les autorités gouvernementales, la crypto-monnaie de votre portefeuille ne peut jamais être prise par quelqu’un sans vos clés privées. Les crypto-monnaies résistent à la censure, en raison de leur nature décentralisée, car n’importe qui peut soumettre des transactions à n’importe quel ordinateur du réseau pour enregistrement et vérification. Les transactions en cryptomonnaie sont immuables car chaque bloc de transactions représente une preuve cryptographique (hachage) de tous les blocs précédents qui existaient auparavant. Une fois que quelqu’un vous envoie de l’argent, il ne peut pas vous voler son paiement (c’est-à-dire pas de tickets rebondissants sur la blockchain). Certaines crypto-monnaies peuvent même prendre en charge les transactions atomiques. Les « contrats intelligents » construits sur ces crypto-monnaies s’appuient non seulement sur la loi pour l’application, mais aussi directement sur un code auditable publiquement, ce qui les rend peu fiables et permet de se débarrasser des intermédiaires de nombreuses entreprises, tels que le séquestre pour l’immobilier.
Protéger le registre distribué (minage) L'un des défis de la maintenance des enregistrements de transactions distribuées est la sécurité - en particulier, comment avoir un registre ouvert et modifiable tout en empêchant les activités frauduleuses. Pour relever ce défi, le Bitcoin a introduit un nouveau processus appelé minage (utilisant l'algorithme de consensus "preuve de travail") pour déterminer qui est "de confiance", afin de mettre à jour l'enregistrement partagé des transactions.
Vous pouvez considérer le minage comme un jeu économique, forçant les "validateurs" à prouver leur valeur en essayant d'ajouter des transactions à l'enregistrement. Pour être qualifié, le validateur doit résoudre une série de problèmes de calcul complexes. Le validateur qui résout d'abord l'énigme sera autorisé à publier le dernier bloc de transactions. Publier le dernier bloc de transactions permet au validateur de "miner" la récompense de bloc -- actuellement de 12,5 bitcoins (environ 40 000 dollars au moment de la rédaction).
Ce processus est très sécurisé, mais il nécessite d'énormes capacités de calcul et une consommation d'énergie, car les utilisateurs « brûlent de l'argent » pour résoudre des problèmes de calcul, afin de gagner plus de bitcoins. Le taux de récompense est si punitif que la publication de transactions honnêtes sur le registre Bitcoin est toujours dans le meilleur intérêt des validateurs.
Faire défiler vers le haut problème
Problème : La concentration du pouvoir et de l'argent rend les premières générations de cryptomonnaies inaccessibles. Au début de la naissance du Bitcoin, seules quelques personnes s'engageaient à vérifier les transactions et à miner les premiers blocs. Quiconque pouvait simplement faire fonctionner le logiciel de minage de Bitcoin sur son ordinateur personnel pour gagner 50 BTC. À mesure que la monnaie commençait à gagner en popularité, des mineurs astucieux réalisèrent que s'ils avaient plusieurs ordinateurs en fonctionnement, ils pouvaient gagner plus d'argent.
Avec la valorisation continue du Bitcoin, de nombreuses entreprises ont commencé à se précipiter pour miner. Ces sociétés ont développé des puces spécialisées (ASIC) et ont utilisé ces puces ASIC pour construire d'énormes fermes de serveurs afin de miner du Bitcoin. L'émergence de ces grandes entreprises minières a alimenté la ruée vers l'or du Bitcoin, rendant difficile pour les gens ordinaires de contribuer au réseau et d'en tirer des bénéfices. Leurs efforts commencent également à consommer de plus en plus d'énergie informatique, contribuant à des problèmes environnementaux de plus en plus graves dans le monde entier.
La facilité d'extraction du Bitcoin et l'émergence subséquente des fermes de mining de Bitcoin ont rapidement engendré une concentration massive du pouvoir de production et de la richesse au sein du réseau Bitcoin. Pour donner un peu de contexte, 87 % des Bitcoins sont maintenant détenus par 1 % du réseau Bitcoin, dont beaucoup ont été quasiment extraits gratuitement dans les premières étapes. Un autre exemple est l'une des plus grandes entreprises de mining de Bitcoin, Bitmain, qui génère des milliards de revenus et de profits.
La centralisation du pouvoir dans le réseau Bitcoin rend difficile l'utilisation de Bitcoin pour les gens ordinaires et est également coûteuse. Si vous souhaitez obtenir des Bitcoins, votre choix le plus simple est :
Fais-le toi-même. Il te suffit de te connecter à du matériel spécialisé (si cela t'intéresse, il y a un rig sur Amazon), puis d'entrer dans la ville. Il faut savoir qu'en raison de la compétition avec de grandes fermes de serveurs du monde entier, consommant autant d'énergie que le gouvernement suisse, tu ne pourras pas miner trop. Acheter des bitcoins sur la plateforme d'échange. Aujourd'hui, au moment de la rédaction de cet article, vous pouvez acheter des bitcoins à un prix unitaire de 3500 $/pièce (note : vous pouvez acheter une quantité partielle de bitcoins !). Bien sûr, cela comporte également de grands risques, car le prix du bitcoin est très volatile. Le Bitcoin a d'abord démontré comment les cryptomonnaies peuvent perturber les modèles financiers actuels, permettant aux gens de faire des transactions sans l'intervention d'un tiers. L'augmentation de la liberté, de la flexibilité et de la confidentialité continue de pousser la monnaie numérique à devenir inévitablement une nouvelle norme. Bien que le Bitcoin présente des avantages, sa concentration (peut-être involontaire) de l'argent et du pouvoir constitue un obstacle significatif à son adoption par le grand public. L'équipe centrale de Pi a mené des recherches pour essayer de comprendre pourquoi les gens hésitent à entrer dans le domaine des cryptomonnaies. On a toujours considéré que les risques d'investissement/minage étaient le principal obstacle à l'entrée.
Faire défiler vers le haut solution
Solution : Pi - support pour le minage sur les téléphones mobiles Après avoir identifié ces principaux obstacles à l’adoption, l’équipe de Pi Core s’est mise en quête d’un moyen de permettre aux gens ordinaires de miner (ou de gagner des récompenses en cryptomonnaie en validant les transactions sur un enregistrement de transaction distribué). Pour récapituler, l’un des principaux défis de la tenue d’un registre distribué des transactions est de s’assurer que les mises à jour de cet enregistrement ouvert ne sont pas frauduleuses. Bien que le processus de mise à jour des enregistrements de Bitcoin soit vérifié (brûler de l’énergie / de l’argent pour s’avérer crédible), il n’est pas convivial (ou planétaire). Dans le cas du Pi, nous avons introduit une exigence de conception supplémentaire, à savoir un algorithme de consensus très convivial et idéalement capable d’être exploité sur des PC et des téléphones portables.
En comparant les algorithmes de consensus existants (le processus d'enregistrement des transactions dans un grand livre distribué), le protocole de consensus Stellar est devenu le principal protocole candidat pour un minage convivial et axé sur le mobile. Le protocole de consensus Stellar (SCP) a été conçu par David Mazières, professeur d'informatique à l'Université de Stanford, qui est également le scientifique en chef de la Stellar Development Foundation. Le SCP utilise un nouveau mécanisme appelé protocole byzantin fédéré pour garantir que les mises à jour du grand livre distribué sont précises et fiables. Le SCP est également déployé en pratique via la blockchain Stellar, qui existe depuis 2015.
Aperçu des algorithmes de consensus Avant de présenter l’algorithme de consensus Pi, expliquons brièvement ce que l’algorithme de consensus fait pour la blockchain, ainsi que les types d’algorithmes de consensus couramment utilisés par les protocoles blockchain aujourd’hui, tels que Bitcoin et SCP. Par souci de clarté, cette section est clairement rédigée de manière trop simplifiée et n’est pas complète. Pour plus de précision, consultez la section Adaptation SCP ci-dessous et lisez le document Stellar Consensus Protocol.
La blockchain est un système distribué tolérant aux pannes conçu pour trier entièrement la liste des blocs de transactions. Les systèmes distribués tolérants aux pannes sont un domaine d’étude de l’informatique. Ils sont appelés systèmes distribués parce qu’ils n’ont pas de serveur centralisé, mais se composent plutôt d’une liste décentralisée d’ordinateurs appelés nœuds ou pairs qui doivent parvenir à un consensus sur le contenu et l’ordre total des blocs. Ils sont également connus sous le nom de tolérants aux pannes car ils peuvent tolérer un certain niveau de défaillance dans le système (par exemple, jusqu’à 33 % des nœuds peuvent tomber en panne alors que l’ensemble du système continue de fonctionner normalement).
Il existe deux grandes catégories d'algorithmes de consensus : l'une consiste à choisir un nœud comme leader pour produire le prochain bloc, l'autre n'a pas de leader clairement défini, mais tous les nœuds parviennent à un consensus sur le contenu du prochain bloc après avoir échangé des votes par l'envoi mutuel de messages informatiques. (Pour être strict, la dernière phrase contient plusieurs inexactitudes, mais elle nous aide à expliquer le contour général.)
Le Bitcoin utilise le premier algorithme de consensus : tous les nœuds Bitcoin rivalisent pour résoudre un problème cryptographique. Étant donné que la solution est trouvée de manière aléatoire, en essence, le nœud qui trouve la solution en premier est choisi par hasard comme leader du cycle de production du prochain bloc. Cet algorithme est appelé "preuve de travail" et entraîne une consommation d'énergie importante.
Introduction simplifiée au protocole de cohérence stellaire Pi utilise d’autres types d’algorithmes de consensus, qui sont basés sur le protocole de consensus stellaire (SCP) et un algorithme appelé protocole byzantin fédéré (FBA). De tels algorithmes ne gaspillent pas d’énergie, mais ils doivent échanger de nombreux messages réseau pour que les nœuds parviennent à un « consensus » sur ce que devrait être le prochain bloc. Chaque nœud peut déterminer indépendamment si une transaction est valide en fonction des signatures cryptographiques et de l’historique des transactions, tels que les autorisations d’effectuer des transformations et la double surcharge. Cependant, pour qu’un réseau d’ordinateurs se mette d’accord sur les transactions à enregistrer dans un bloc et sur l’ordre dans lequel ces transactions et blocs doivent être enregistrés, ils doivent s’envoyer des messages et effectuer plusieurs tours de vote pour parvenir à un consensus. Intuitivement, les messages provenant de différents ordinateurs du réseau concernant le prochain bloc sera le suivant sont les suivants : « Je suggère que nous votions tous pour le prochain bloc A » ; « Je vote pour le prochain bloc A » ; « Je confirme que la majorité des nœuds en qui j’ai confiance ont également voté pour le bloc suivant A », selon lequel l’algorithme de consensus permet à ce nœud de conclure : « A est le bloc suivant ; Il n’est pas possible d’avoir un autre bloc comme bloc suivant que A" ; Bien que les étapes de vote ci-dessus puissent sembler nombreuses, Internet est suffisamment rapide pour que ces messages soient légers, et par conséquent, un tel algorithme de consensus est plus léger que la preuve de travail de Bitcoin. L’un des principaux représentants de ce type d’algorithme est appelé Byzantine Fault Tolerance (BFT). Plusieurs des principales blockchains d’aujourd’hui sont des variantes basées sur BFT, telles que NEO et Ripple.
Une des principales critiques du BFT est qu'il a un point central : étant donné qu'il s'agit de votes, l'ensemble des nœuds participant au vote "quorum" est décidé de manière centralisée par le créateur du système dès le départ. La contribution de la FBA réside dans le fait que chaque nœud établit son propre "fragment d'arbitrage", plutôt qu'un seul fragment d'arbitrage déterminé de manière centrale, ce qui entraîne la formation de différents fragments d'arbitrage. De nouveaux nœuds peuvent rejoindre le réseau de manière décentralisée : ils déclarent les nœuds en lesquels ils ont confiance et persuadent d'autres nœuds de leur faire confiance, mais ils n'ont pas besoin de convaincre une autorité centrale.
SCP est une instance de FBA. Au lieu de consommer de l’énergie comme l’algorithme de preuve de travail de Bitcoin, les nœuds SCP protègent les enregistrements partagés en garantissant que les autres nœuds du réseau sont fiables. Chaque nœud du réseau construit une tranche arbitrée composée d’autres nœuds du réseau qu’il juge dignes de confiance. Les quorums sont formés en fonction des tranches de quorum de leurs membres, et les validateurs n’accepteront les nouvelles transactions que si et seulement si une proportion des nœuds de leur quorum acceptent également la transaction. Alors que les validateurs du réseau construisent leurs quorums, ces quorums aident les nœuds à parvenir à un consensus sur les transactions avec l’assurance de la sécurité. Vous pouvez en savoir plus sur le protocole de consensus stellaire en consultant cette présentation de la technologie SCP.
Adaptation de Pi au protocole de cohérence stellaire (SCP) L'algorithme de consensus de Pi est construit sur le SCP. Le SCP a été formellement prouvé [Mazieres 2015 est actuellement constant
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Le chapitre « Modèle de Token et Minage » et « Feuille de route » de la livre blanc de décembre 2021 a été publié comme un ajout à la livre blanc originale de 2019, contenant de nouvelles informations sur le Mainnet. La livre blanc originale de mars 2019 pourrait nécessiter une mise à jour de son contenu, veuillez donc consulter les communications récentes du réseau Pi pour les dernières informations. Ces deux livres blancs peuvent être modifiés en fonction des données collectées pendant la période de réseau fermé du Mainnet.
Initialement prévu en mars 2019
décembre 2021
Livre blanc : version originale de mars 2019
Introduction
Préface
Avec la numérisation croissante du monde, les crypto-monnaies représentent la prochaine étape naturelle de l'évolution monétaire. Pi est la première monnaie numérique offerte aux gens ordinaires, représentant un pas important vers l'adoption des crypto-monnaies à l'échelle mondiale.
Notre mission : établir une plateforme de cryptomonnaie et de contrats intelligents qui est sécurisée et opérable par des personnes ordinaires.
Notre vision : créer l'écosystème et l'expérience en ligne les plus inclusifs au monde, propulsés par Pi (la cryptomonnaie la plus largement utilisée au monde).
Avertissement pour les lecteurs avancés : parce que la mission de Pi est d'être aussi inclusive que possible, nous en profiterons pour présenter notre novice en blockchain au Rabbit Hole.
Introduction : Pourquoi les cryptomonnaies sont-elles importantes
Actuellement, nos transactions financières quotidiennes dépendent d'un tiers de confiance pour maintenir les enregistrements des transactions. Par exemple, lorsque vous effectuez une transaction bancaire, le système bancaire conserve les enregistrements et garantit que la transaction est sécurisée et fiable. De même, lorsque Cindy envoie 5 dollars à Steve via PayPal, PayPal conserve un enregistrement central, empruntant 5 dollars du compte de Cindy et créditant 5 dollars au compte de Steve. Des intermédiaires comme les banques et PayPal ainsi que d'autres acteurs du système économique actuel jouent un rôle important dans la réglementation des transactions financières mondiales.
Cependant, le rôle de ces intermédiaires de confiance a aussi ses limites :
Captation de valeur injuste. Ces intermédiaires ont accumulé des milliards de dollars de création de richesse (la capitalisation boursière de PayPal est d'environ 130 milliards de dollars), mais en réalité, ils n'ont rien transmis à leurs clients - les gens ordinaires sur le terrain, dont l'argent représente une part considérable de l'économie mondiale. De plus en plus de personnes sont laissées pour compte.
Frais. Les banques et les entreprises facturent de lourds frais pour faciliter les transactions. Ces frais ont souvent un impact disproportionné sur les populations à faible revenu qui ont le moins de choix.
Examen. Si un intermédiaire de confiance décide que vous ne devriez pas déplacer votre argent, il peut restreindre le mouvement de votre argent.
Autorisé. Les intermédiaires de confiance agissent en tant que gardiens et peuvent empêcher arbitrairement quiconque de faire partie du réseau.
Alias. Alors que les questions de confidentialité deviennent de plus en plus pressantes, ces puissants gardiens peuvent accidentellement divulguer - ou vous forcer à divulguer - plus d'informations financières sur vous-même que vous ne le souhaitez.
Le "système de paiement électronique peer-to-peer" du Bitcoin a été lancé en 2009 par un programmeur anonyme (ou organisation) Satoshi Nakamoto, marquant un tournant pour la liberté monétaire. Pour la première fois dans l'histoire, les gens peuvent échanger de la valeur en toute sécurité, sans avoir besoin de tiers ou d'intermédiaires de confiance. Payer avec des Bitcoins signifie que des personnes comme Steve et Cindy peuvent se payer directement, contournant les frais institutionnels, les obstacles et les intrusions. Le Bitcoin est une véritable monnaie sans frontières, alimentant et connectant la nouvelle économie mondiale.
Introduction au grand livre distribué
Le Bitcoin a réalisé cet exploit historique en utilisant un registre distribué. Bien que le système financier actuel repose sur un registre central de vérité traditionnel, les enregistrements du Bitcoin sont maintenus par une communauté de "validateurs" distribués qui accèdent et mettent à jour ce grand livre public. Pensez au protocole Bitcoin comme à un "Google Sheet" partagé mondialement, contenant des enregistrements de transactions, vérifiés et maintenus par cette communauté distribuée.
La percée du Bitcoin (et des technologies blockchain en général) réside dans le fait que, même si les enregistrements sont maintenus par une communauté, cette technologie leur permet toujours de parvenir à un consensus sur les transactions réelles, garantissant que les fraudeurs ne peuvent pas enregistrer de faux transactions ou dépasser le système. Cette avancée technologique permet d'éliminer les intermédiaires centraux sans compromettre la sécurité financière des transactions.
Les avantages des registres distribués
En plus de la décentralisation, Bitcoin, ou crypto-monnaies en général, partage plusieurs propriétés intéressantes qui peuvent rendre l’argent plus intelligent et plus sûr, bien que différentes crypto-monnaies puissent être plus fortes dans certaines propriétés et plus faibles dans d’autres, en fonction de la mise en œuvre de leur protocole. Les crypto-monnaies sont stockées dans des portefeuilles de crypto-monnaies identifiés par des adresses accessibles au public et protégés par un mot de passe privé très fort (connu sous le nom de clé privée). Cette clé privée signe cryptographiquement les transactions, ce qui rend presque impossible la création de signatures frauduleuses. Cela assure la sécurité et la non-séquestration. Contrairement aux comptes bancaires traditionnels, qui peuvent être saisis par les autorités gouvernementales, la crypto-monnaie de votre portefeuille ne peut jamais être prise par quelqu’un sans vos clés privées. Les crypto-monnaies résistent à la censure, en raison de leur nature décentralisée, car n’importe qui peut soumettre des transactions à n’importe quel ordinateur du réseau pour enregistrement et vérification. Les transactions en cryptomonnaie sont immuables car chaque bloc de transactions représente une preuve cryptographique (hachage) de tous les blocs précédents qui existaient auparavant. Une fois que quelqu’un vous envoie de l’argent, il ne peut pas vous voler son paiement (c’est-à-dire pas de tickets rebondissants sur la blockchain). Certaines crypto-monnaies peuvent même prendre en charge les transactions atomiques. Les « contrats intelligents » construits sur ces crypto-monnaies s’appuient non seulement sur la loi pour l’application, mais aussi directement sur un code auditable publiquement, ce qui les rend peu fiables et permet de se débarrasser des intermédiaires de nombreuses entreprises, tels que le séquestre pour l’immobilier.
Protéger le registre distribué (minage)
L'un des défis de la maintenance des enregistrements de transactions distribuées est la sécurité - en particulier, comment avoir un registre ouvert et modifiable tout en empêchant les activités frauduleuses. Pour relever ce défi, le Bitcoin a introduit un nouveau processus appelé minage (utilisant l'algorithme de consensus "preuve de travail") pour déterminer qui est "de confiance", afin de mettre à jour l'enregistrement partagé des transactions.
Vous pouvez considérer le minage comme un jeu économique, forçant les "validateurs" à prouver leur valeur en essayant d'ajouter des transactions à l'enregistrement. Pour être qualifié, le validateur doit résoudre une série de problèmes de calcul complexes. Le validateur qui résout d'abord l'énigme sera autorisé à publier le dernier bloc de transactions. Publier le dernier bloc de transactions permet au validateur de "miner" la récompense de bloc -- actuellement de 12,5 bitcoins (environ 40 000 dollars au moment de la rédaction).
Ce processus est très sécurisé, mais il nécessite d'énormes capacités de calcul et une consommation d'énergie, car les utilisateurs « brûlent de l'argent » pour résoudre des problèmes de calcul, afin de gagner plus de bitcoins. Le taux de récompense est si punitif que la publication de transactions honnêtes sur le registre Bitcoin est toujours dans le meilleur intérêt des validateurs.
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problème
Problème : La concentration du pouvoir et de l'argent rend les premières générations de cryptomonnaies inaccessibles.
Au début de la naissance du Bitcoin, seules quelques personnes s'engageaient à vérifier les transactions et à miner les premiers blocs. Quiconque pouvait simplement faire fonctionner le logiciel de minage de Bitcoin sur son ordinateur personnel pour gagner 50 BTC. À mesure que la monnaie commençait à gagner en popularité, des mineurs astucieux réalisèrent que s'ils avaient plusieurs ordinateurs en fonctionnement, ils pouvaient gagner plus d'argent.
Avec la valorisation continue du Bitcoin, de nombreuses entreprises ont commencé à se précipiter pour miner. Ces sociétés ont développé des puces spécialisées (ASIC) et ont utilisé ces puces ASIC pour construire d'énormes fermes de serveurs afin de miner du Bitcoin. L'émergence de ces grandes entreprises minières a alimenté la ruée vers l'or du Bitcoin, rendant difficile pour les gens ordinaires de contribuer au réseau et d'en tirer des bénéfices. Leurs efforts commencent également à consommer de plus en plus d'énergie informatique, contribuant à des problèmes environnementaux de plus en plus graves dans le monde entier.
La facilité d'extraction du Bitcoin et l'émergence subséquente des fermes de mining de Bitcoin ont rapidement engendré une concentration massive du pouvoir de production et de la richesse au sein du réseau Bitcoin. Pour donner un peu de contexte, 87 % des Bitcoins sont maintenant détenus par 1 % du réseau Bitcoin, dont beaucoup ont été quasiment extraits gratuitement dans les premières étapes. Un autre exemple est l'une des plus grandes entreprises de mining de Bitcoin, Bitmain, qui génère des milliards de revenus et de profits.
La centralisation du pouvoir dans le réseau Bitcoin rend difficile l'utilisation de Bitcoin pour les gens ordinaires et est également coûteuse. Si vous souhaitez obtenir des Bitcoins, votre choix le plus simple est :
Fais-le toi-même. Il te suffit de te connecter à du matériel spécialisé (si cela t'intéresse, il y a un rig sur Amazon), puis d'entrer dans la ville. Il faut savoir qu'en raison de la compétition avec de grandes fermes de serveurs du monde entier, consommant autant d'énergie que le gouvernement suisse, tu ne pourras pas miner trop.
Acheter des bitcoins sur la plateforme d'échange. Aujourd'hui, au moment de la rédaction de cet article, vous pouvez acheter des bitcoins à un prix unitaire de 3500 $/pièce (note : vous pouvez acheter une quantité partielle de bitcoins !). Bien sûr, cela comporte également de grands risques, car le prix du bitcoin est très volatile.
Le Bitcoin a d'abord démontré comment les cryptomonnaies peuvent perturber les modèles financiers actuels, permettant aux gens de faire des transactions sans l'intervention d'un tiers. L'augmentation de la liberté, de la flexibilité et de la confidentialité continue de pousser la monnaie numérique à devenir inévitablement une nouvelle norme. Bien que le Bitcoin présente des avantages, sa concentration (peut-être involontaire) de l'argent et du pouvoir constitue un obstacle significatif à son adoption par le grand public. L'équipe centrale de Pi a mené des recherches pour essayer de comprendre pourquoi les gens hésitent à entrer dans le domaine des cryptomonnaies. On a toujours considéré que les risques d'investissement/minage étaient le principal obstacle à l'entrée.
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solution
Solution : Pi - support pour le minage sur les téléphones mobiles
Après avoir identifié ces principaux obstacles à l’adoption, l’équipe de Pi Core s’est mise en quête d’un moyen de permettre aux gens ordinaires de miner (ou de gagner des récompenses en cryptomonnaie en validant les transactions sur un enregistrement de transaction distribué). Pour récapituler, l’un des principaux défis de la tenue d’un registre distribué des transactions est de s’assurer que les mises à jour de cet enregistrement ouvert ne sont pas frauduleuses. Bien que le processus de mise à jour des enregistrements de Bitcoin soit vérifié (brûler de l’énergie / de l’argent pour s’avérer crédible), il n’est pas convivial (ou planétaire). Dans le cas du Pi, nous avons introduit une exigence de conception supplémentaire, à savoir un algorithme de consensus très convivial et idéalement capable d’être exploité sur des PC et des téléphones portables.
En comparant les algorithmes de consensus existants (le processus d'enregistrement des transactions dans un grand livre distribué), le protocole de consensus Stellar est devenu le principal protocole candidat pour un minage convivial et axé sur le mobile. Le protocole de consensus Stellar (SCP) a été conçu par David Mazières, professeur d'informatique à l'Université de Stanford, qui est également le scientifique en chef de la Stellar Development Foundation. Le SCP utilise un nouveau mécanisme appelé protocole byzantin fédéré pour garantir que les mises à jour du grand livre distribué sont précises et fiables. Le SCP est également déployé en pratique via la blockchain Stellar, qui existe depuis 2015.
Aperçu des algorithmes de consensus
Avant de présenter l’algorithme de consensus Pi, expliquons brièvement ce que l’algorithme de consensus fait pour la blockchain, ainsi que les types d’algorithmes de consensus couramment utilisés par les protocoles blockchain aujourd’hui, tels que Bitcoin et SCP. Par souci de clarté, cette section est clairement rédigée de manière trop simplifiée et n’est pas complète. Pour plus de précision, consultez la section Adaptation SCP ci-dessous et lisez le document Stellar Consensus Protocol.
La blockchain est un système distribué tolérant aux pannes conçu pour trier entièrement la liste des blocs de transactions. Les systèmes distribués tolérants aux pannes sont un domaine d’étude de l’informatique. Ils sont appelés systèmes distribués parce qu’ils n’ont pas de serveur centralisé, mais se composent plutôt d’une liste décentralisée d’ordinateurs appelés nœuds ou pairs qui doivent parvenir à un consensus sur le contenu et l’ordre total des blocs. Ils sont également connus sous le nom de tolérants aux pannes car ils peuvent tolérer un certain niveau de défaillance dans le système (par exemple, jusqu’à 33 % des nœuds peuvent tomber en panne alors que l’ensemble du système continue de fonctionner normalement).
Il existe deux grandes catégories d'algorithmes de consensus : l'une consiste à choisir un nœud comme leader pour produire le prochain bloc, l'autre n'a pas de leader clairement défini, mais tous les nœuds parviennent à un consensus sur le contenu du prochain bloc après avoir échangé des votes par l'envoi mutuel de messages informatiques. (Pour être strict, la dernière phrase contient plusieurs inexactitudes, mais elle nous aide à expliquer le contour général.)
Le Bitcoin utilise le premier algorithme de consensus : tous les nœuds Bitcoin rivalisent pour résoudre un problème cryptographique. Étant donné que la solution est trouvée de manière aléatoire, en essence, le nœud qui trouve la solution en premier est choisi par hasard comme leader du cycle de production du prochain bloc. Cet algorithme est appelé "preuve de travail" et entraîne une consommation d'énergie importante.
Introduction simplifiée au protocole de cohérence stellaire
Pi utilise d’autres types d’algorithmes de consensus, qui sont basés sur le protocole de consensus stellaire (SCP) et un algorithme appelé protocole byzantin fédéré (FBA). De tels algorithmes ne gaspillent pas d’énergie, mais ils doivent échanger de nombreux messages réseau pour que les nœuds parviennent à un « consensus » sur ce que devrait être le prochain bloc. Chaque nœud peut déterminer indépendamment si une transaction est valide en fonction des signatures cryptographiques et de l’historique des transactions, tels que les autorisations d’effectuer des transformations et la double surcharge. Cependant, pour qu’un réseau d’ordinateurs se mette d’accord sur les transactions à enregistrer dans un bloc et sur l’ordre dans lequel ces transactions et blocs doivent être enregistrés, ils doivent s’envoyer des messages et effectuer plusieurs tours de vote pour parvenir à un consensus. Intuitivement, les messages provenant de différents ordinateurs du réseau concernant le prochain bloc sera le suivant sont les suivants : « Je suggère que nous votions tous pour le prochain bloc A » ; « Je vote pour le prochain bloc A » ; « Je confirme que la majorité des nœuds en qui j’ai confiance ont également voté pour le bloc suivant A », selon lequel l’algorithme de consensus permet à ce nœud de conclure : « A est le bloc suivant ; Il n’est pas possible d’avoir un autre bloc comme bloc suivant que A" ; Bien que les étapes de vote ci-dessus puissent sembler nombreuses, Internet est suffisamment rapide pour que ces messages soient légers, et par conséquent, un tel algorithme de consensus est plus léger que la preuve de travail de Bitcoin. L’un des principaux représentants de ce type d’algorithme est appelé Byzantine Fault Tolerance (BFT). Plusieurs des principales blockchains d’aujourd’hui sont des variantes basées sur BFT, telles que NEO et Ripple.
Une des principales critiques du BFT est qu'il a un point central : étant donné qu'il s'agit de votes, l'ensemble des nœuds participant au vote "quorum" est décidé de manière centralisée par le créateur du système dès le départ. La contribution de la FBA réside dans le fait que chaque nœud établit son propre "fragment d'arbitrage", plutôt qu'un seul fragment d'arbitrage déterminé de manière centrale, ce qui entraîne la formation de différents fragments d'arbitrage. De nouveaux nœuds peuvent rejoindre le réseau de manière décentralisée : ils déclarent les nœuds en lesquels ils ont confiance et persuadent d'autres nœuds de leur faire confiance, mais ils n'ont pas besoin de convaincre une autorité centrale.
SCP est une instance de FBA. Au lieu de consommer de l’énergie comme l’algorithme de preuve de travail de Bitcoin, les nœuds SCP protègent les enregistrements partagés en garantissant que les autres nœuds du réseau sont fiables. Chaque nœud du réseau construit une tranche arbitrée composée d’autres nœuds du réseau qu’il juge dignes de confiance. Les quorums sont formés en fonction des tranches de quorum de leurs membres, et les validateurs n’accepteront les nouvelles transactions que si et seulement si une proportion des nœuds de leur quorum acceptent également la transaction. Alors que les validateurs du réseau construisent leurs quorums, ces quorums aident les nœuds à parvenir à un consensus sur les transactions avec l’assurance de la sécurité. Vous pouvez en savoir plus sur le protocole de consensus stellaire en consultant cette présentation de la technologie SCP.
Adaptation de Pi au protocole de cohérence stellaire (SCP)
L'algorithme de consensus de Pi est construit sur le SCP. Le SCP a été formellement prouvé [Mazieres 2015 est actuellement constant