Qu’est-ce que l’algorithme Casper ?

¿Qué es el algoritmo Casper?
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En lisant le nom Casper, vous avez peut-être automatiquement pensé au petit fantôme amusant qui porte ce nom.

Cependant, Casper est également le titre d’une mise à jour très attendue du réseau Ethereum qui fera progressivement passer le mécanisme de consensus de la plateforme de la preuve de travail (PoW) à la preuve d’enjeu (PoS).

En quoi consiste cette mise à jour, comment va-t-elle fonctionner et comment va-t-elle influencer le réseau Ethereum ? Dans les paragraphes suivants, nous allons décrire ce qu’est Casper et comment il fonctionne.

Pourquoi l’algorithme Casper ?
 

Comme nous l’avions prévu, Casper est une mise à jour du réseau Ethereum, également appelé Ethereum 2.0 ou Serenity.

Mais, avant d’expliquer en quoi consiste ce protocole, il est nécessaire d’analyser les principaux problèmes auxquels le réseau Ethereum actuel est confronté et que la mise à jour Casper tente de résoudre.

Ethereum, comme le bitcoin et de nombreuses autres crypto-monnaies, utilise un mécanisme de consensus de type Proof of Work. Il s’agit d’un algorithme dans lequel les participants au réseau (mineurs) résolvent des énigmes cryptographiques pour valider les transactions, créer de nouveaux blocs et assurer la sécurité du réseau.

Malgré sa popularité, ce mécanisme de consensus présente des limites importantes. 

  • Évolutivité : le problème le plus important auquel est actuellement confronté le réseau Ethereum est l’évolutivité. Le réseau Ethereum supporte des centaines d’applications décentralisées et doit traiter un nombre élevé de transactions par seconde.

L’utilisation accrue du réseau Ethereum, grâce à la création de plus de Dapps et à l’exécution de nombreuses transactions, a entraîné une augmentation du temps et du coût des transactions. Pour que le réseau soit adopté en masse, des efforts doivent être faits pour augmenter massivement la vitesse des transactions.

  • Durabilité environnementale : un autre problème des systèmes PoW est qu’ils nécessitent un grand nombre de mineurs dotés d’un équipement informatique très puissant qui leur permet d’obtenir des récompenses. Cela se traduit par des dépenses énergétiques considérables qui pourraient fortement affecter la durabilité environnementale.
  • La décentralisation : Les utilisateurs qui peuvent accéder à des équipements miniers plus rapides et plus efficaces sont plus susceptibles de valider des transactions, de créer de nouveaux blocs et de gagner des récompenses. 

Cela signifie que le minage des crypto-monnaies utilisant la preuve de travail est souvent concentré entre quelques groupes de mineurs qui, dans le cas d’Ethereum, représentent 70 % du taux de hachage, ce qui va à l’encontre de la philosophie de décentralisation qui caractérise les crypto-monnaies.

Comment fonctionne l’algorithme de preuve d’enjeu de Casper ?

Comme nous l’avons dit dans le paragraphe précédent, grâce à la mise à jour Casper, la blockchain Ethereum va passer à l’algorithme Proof of Stake.

Ensuite, nous verrons comment Casper diffère des autres protocoles Proof of Stake.

Tout d’abord, dans ce type d’algorithme, les mineurs seront remplacés par des validateurs. 

Ensuite, le consensus sera atteint par le vote des validateurs. Comme dans tout algorithme basé sur le PoS, le vote de chaque validateur dépendra du nombre d’Ethers déposés, c’est-à-dire de sa participation.

Le mécanisme fonctionne comme suit :

  1. Les validateurs misent une partie de leurs Ethers ;
  2. Ensuite, ils commenceront à valider les blocs qui seront ajoutés à la chaîne ;
  3. Une fois qu’ils ont ajouté un bloc, ils reçoivent une récompense proportionnelle à leur mise.

Une caractéristique très intéressante de Casper, qui le différencie de la plupart des autres protocoles POS, est qu’il est conçu pour fonctionner dans un système non fiable et être plus tolérant aux défaillances byzantines. 

Cela signifie qu’il utilise un processus par lequel les validateurs malveillants peuvent être sanctionnés. En d’autres termes, si un validateur agit de manière malveillante, il sera immédiatement puni et tous les enjeux seront réduits.

Il en va de même si les validateurs ont des temps d’inactivité très longs avec leur nœud. La négligence ou la paresse leur fera perdre leur mise.

FFG et CBC

Deux implémentations de Casper ont été développées jusqu’à présent :

  • Friendly Finality Gadget (FFG) : ce projet est dirigé par Vitalik Buterin et constitue la première étape de la transition du réseau Ethereum de PoW à PoS, en utilisant un modèle hybride PoW/PoS. L’objectif est de créer une transition en douceur vers le PoS. La première version du code a été publiée en mai 2018.
  • Corriger par construction (CBC) : CBC Casper est dirigé par Vlad Zamfir et s’appuie sur un oracle de sécurité pour modifier constamment un protocole de paiement partiellement construit jusqu’à ce que le système soit complet. 

Bien que les deux versions aient été développées pour Ethereum, Casper est un modèle PoS qui peut être adopté et mis en œuvre sur d’autres réseaux blockchain.

Phases d’Ethereum 2.0

Selon les dernières informations, Ethereum 2.0 devrait être lancé en trois phases, d’ici 2022.

  • Phase 0 : dans cette première phase, le mécanisme de preuve d’enjeu (PoS) d’Ethereum 2.0 est en place. La mise à niveau du réseau de PoW à PoS permettra à Ethereum d’évoluer et de fonctionner plus rapidement et avec moins de puissance de calcul. 
  • Phase 1 : vise à améliorer radicalement l’évolutivité, avec l’introduction du sharding, qui permettra pour la première fois la validation parallèle des transactions.
  • Phase 3 : la troisième et dernière étape verra le lancement d’eWASM, qui succédera à EVM (Ethereum Virtual Machine).

En décembre dernier, nous avons assisté au lancement officiel de la première phase d’Ethereum 2.0 (phase 0) avec la mise à niveau Serenity qui représentait la première étape vers une meilleure évolutivité et une meilleure sécurité. Cette mise à niveau permettra de réduire la congestion et les coûts élevés du gaz sur le réseau Ethereum.

Avantages et inconvénients de Casper

AVANTAGES DE CASPERComme nous l’avons avancé, le passage du mécanisme de consensus Proof of Work de Casper à Proof of Stake résoudra les problèmes liés à l’évolutivité, augmentant la vitesse des transactions et assurant l’adoption massive d’Ethereum ; à la durabilité environnementale, puisque le fait de ne pas avoir besoin d’équipements puissants permettra d’économiser les coûts énergétiques et la pollution environnementale ; à la décentralisation, évitant le problème de l’exploitation minière concentrée dans les mains de quelques-uns et allant à l’encontre de la décentralisation.

Un autre grand avantage de Casper est l’amélioration du niveau de sécurité de la blockchain. Avec la preuve d’enjeu, il est difficile pour une attaque à 51% d’avoir lieu car, grâce au mécanisme de punition des validateurs, cela ne vaudrait pas la peine d’essayer.

INCONVÉNIENTS DE CASPERAu début, Casper ne promet pas une véritable décentralisation car la participation exige un dépôt minimum de 1 500 ETH (environ 3172,47 $). En outre, les validateurs les plus riches sont choisis plus fréquemment, ce qui leur permet d’obtenir plus de récompenses. 

Cela rend la participation à Ethereum hors de portée de l’utilisateur moyen, favorisant la domination des « baleines ». Selon Vitalik Buterin, l’exigence minimale sera réduite à 32 ETH lorsque l’Ethereum atteindra 100 % PoS après la CBC.

Avec Casper, les validateurs verrouillent l’ETH dans un contrat intelligent pendant 3 à 12 mois. La volatilité du prix des ETH exposera les validateurs à un risque d’illiquidité important, ce qui désavantagera leur participation.

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