Qu’est-ce que le coefficient de Nakamoto ?

coefficient de nakamoto blockchain

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 tel que Proof of Work qui consiste à effectuer des calcules complexe 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).  

Pour mesurer cette décentralisation, certains outils et notamment le coefficient de Nakamoto ont été mis en place. 

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 actuelle telle que bitcoin qui favorise une décentralisation au détriment d’une évolutivité, ou encore Solana qui admet un système plus centralisé pour proposer une scalabilité supérieure. 

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.

nakamoto coefficients ethereum bitcoin

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). 

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 expliquer plus haut, 51% de la puissance de calcul possédé par une entité sur la Blockchain Bitcoin permettrait de compromettre le réseau.

Comme expliquer plus haut, 51% de la puissance de calcul possédé par une entité sur la blockchain bitcoin permettrait 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 un facteur important 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.