Introduction
La décentralisation est un des aspects essentiels dans le monde des réseaux distribués (blockchain / DAG).
Cette décentralisation a pris plusieurs aspects avec des mécanismes de consensus différents tels que Proof of Work qui consiste à effectuer des calculs complexes avec des machines pour sécuriser le réseau et valider des transactions et le Proof of Stake consistant à mettre en séquestre des jetons natifs pour participer à la validation des transactions du réseau.
Cependant, et nous l’avons constaté ces dernières années, une décentralisation irréprochable n’est pas toujours facile à appliquer, notamment dû à une mauvaise répartition des tokens ou du contrôle des différents types de nœuds (nodes).
L’importance de la décentralisation
La décentralisation est un des trois points primordiaux faisant partie du trilemme des blockchain (composé de la sécurité, la scalabilité et la décentralisation).
Cet aspect est si important qu’il peut régir la santé et la sécurité d’un réseau.
En effet, si les utilisateurs prennent conscience qu’un réseau fonctionne, par exemple, avec 100 nœuds validateurs de blocs et que parmi ces 100 nœuds, 75 sont contrôlés par une même entité, la confiance n’est plus placée dans la décentralisation des pouvoirs qui régissent ce réseau, mais bien dans cette entité qui, si elle le décidait, pourrait compromettre le réseau et pourrait essayer de modifier ou empêcher le réseau de parvenir à un consensus pour la création et la validation de nouveaux blocs.
Voilà en quelques lignes une des grandes raisons qui tente de prouver que la décentralisation d’une blockchain est nécessaire pour qu’elle puisse perdurer. Néanmoins, certaines blockchains dites privées se veulent par nature centralisées ou déléguées à des acteurs définis.
Les compromis sont donc de mise dans les blockchains comme Bitcoin et Ethereum qui favorisent la décentralisation au détriment des performances ou encore Solana qui assume un système plus centralisé pour proposer une scalabilité supérieure.
Le coefficient de Nakamoto
Le coefficient de Nakamoto est un moyen de mesurer la résilience d’une blockchain face à des agissements frauduleux sur le réseau.
En d'autres termes, il permet d’estimer la fragilité de la blockchain face à un consensus malveillant.
Il est exprimé par un pourcentage déterminant le nombre minimum de nœuds validateurs à corrompre ou une puissance de calcul définie à posséder (souvent 51%) ou mettre en accord pour perturber le réseau de la blockchain ou y apporter des modifications.
Plus un coefficient de Nakamoto est élevé, plus cela signifie que la blockchain est décentralisée et donc difficile à corrompre. Cet outil en ligne vous permet de voir rapidement le coefficient de chaque blockchain en Proof of Stake.
Ce concept a été mis en lumière pour la première fois en 2017 par l’ancien CTO de Coinbase Balaji Srinivasan.
Le projet initial de Srinivasan était de trouver un moyen quantitatif de déterminer exactement le degré de décentralisation d'un système.
Pour le calculer, il a proposé une méthode qui combine le coefficient de Gini et la courbe de Lorenz (habituellement utilisées pour étudier l'inégalité et la non-uniformité au sein d'une population économique).
Le coefficient Nakamoto est créé en combinant ces mesures d'inégalité avec l'analyse des sous-systèmes de blockchain.
Balaji propose six sous-systèmes différents pour mesurer la décentralisation dans les réseaux blockchain :
- L'exploitation minière (par récompense)
- Client (par base de code)
- Développeurs (par engagement)
- Échanges (par volume)
- Nœuds (par le nombre)
- Propriété (par adresses)
Voici une illustration du coefficient de Nakamoto appliqué au minage (hashing rate) du bitcoin :
Comme expliqué plus haut, 51% de la puissance de calcul possédé par une entité sur la blockchain bitcoin permettraient de compromettre le réseau.
Or, nous pouvons observer sur le graphique ci-dessus que seulement 4 grands acteurs détiennent 52% de la puissance de calcul totale du réseau bitcoin, ce qui serait en théorie suffisant pour le compromettre.
Certains réseaux affichent une décentralisation encore moins grande avec, par exemple pour Ethereum 2.0, 3 acteurs seulement nécessaires pour théoriquement compromettre son intégrité.
Conclusion
Dans l’ensemble, nous avons compris que la décentralisation et un coefficient de Nakamoto élevé étaient des facteurs importants pour les réseaux blockchain de demain.
Cependant, pour le moment, aucun système n’a su mettre à grande échelle un réseau totalement décentralisé, sécurisé et offrant une bonne évolutivité à la fois qui représenterait une avancée majeure du domaine.
Néanmoins, il ne serait pas intéressant financièrement pour des acteurs malveillants d’agir s'il le pouvait, car le coup d'une attaque pourrait être estimé à plusieurs millions voir milliards de dollars dans le cas d'Ethereum ou Bitcoin, sans garantie de réussite.
Important : dans le cas d'Ethereum 2.0, une pénalité financière serait appliquée instantanément au cartel malveillant qui tenterait de corrompre le réseau. Du côté du Bitcoin, la perte financière se ferait principalement sur le coup en énergie pour faire fonctionner les machines.
