7. Mineurs et noeuds bitcoins

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Dans cette partie nous parlerons des différents types de nœuds sur Bitcoin, des mineurs et nous apprendrons les bases du mining de Bitcoin afin d'identifier rapidement si le mining de Bitcoin est une affaire rentable pour les plus curieux d'entre vous.

Les différents types de noeuds Bitcoin

Il existe plusieurs types de nœuds dans le réseau Bitcoin, chacun ayant une fonction spécifique. Voici une description de quelques-uns d'entre eux :

  1. Nœuds complets (Full Nodes) : Ce sont les nœuds les plus importants du réseau Bitcoin. Ils conservent une copie complète de la blockchain, vérifient toutes les transactions et les blocs, et respectent les règles du réseau. Les nœuds complets servent de référence pour vérifier les transactions et les blocs qui sont transmis dans le réseau.
  2. Nœuds de minage (Mining Nodes) ou mineurs : Ces nœuds utilisent la puissance de calcul pour résoudre des problèmes mathématiques afin de créer de nouveaux blocs dans la blockchain. Une fois qu'un nœud de minage a résolu le problème, il diffuse le nouveau bloc à tous les autres nœuds du réseau.
  3. Nœuds légers (Lightweight Nodes / SPV Nodes) : Ces nœuds ne conservent pas une copie complète de la blockchain. Ils téléchargent uniquement les en-têtes de blocs de la blockchain, ce qui nécessite moins de ressources en termes de stockage et de bande passante (internet). Les nœuds légers doivent faire confiance aux nœuds complets pour obtenir des informations correctes sur l'état de la blockchain.
differents noeuds crypto

Quel “problème mathématique” le mineur de Bitcoin résout exactement ?

Le “problème mathématique” que les mineurs de Bitcoin résolvent est en réalité une tâche de preuve de travail (Proof-of-Work). Cette tâche est fondamentalement une opération de hachage cryptographique qui est délibérément conçue pour être chronophage et difficile à résoudre, mais facile à vérifier une fois qu'une solution est trouvée.

Voici comment le processus se déroule pour un mineur individuel :

  1. Le mineur rassemble un ensemble de transactions en attente et les organise dans ce qu'on appelle un bloc candidat.
  2. Il prend l'en-tête du bloc, qui comprend des informations comme le hash du bloc précédent, l'horodatage et un nonce (nombre aléatoire) et applique la fonction de hachage SHA-256 (dans le cas de Bitcoin) à ces données.
  3. La fonction de hachage produit une sortie (appelée hash), qui est une chaîne de chiffres et de lettres. Pour que le bloc soit accepté par le réseau, ce hash doit être inférieur à une certaine valeur cible de difficulté définie par le protocole Bitcoin. Cette cible est ajustée tous les 2016 blocs (environ deux semaines) pour que le temps moyen de génération d'un bloc reste autour de 10 minutes.
  4. Le mineur change le nonce de l'en-tête du bloc et répète le processus de hachage jusqu'à ce qu'il trouve un hash qui est inférieur à la valeur cible. C'est ce qu'on appelle le “problème mathématique” à résoudre. En réalité, il s'agit plus d'une compétition de force brute dans laquelle le mineur génère des milliards de hash par seconde jusqu'à ce qu'il trouve une solution.
  5. Lorsque le mineur trouve une solution, il diffuse le bloc à tous les autres nœuds du réseau. Les autres nœuds vérifient facilement la solution en effectuant une seule fois la fonction de hachage avec les mêmes données. Si le bloc est valide, ils l'ajoutent à leur copie de la blockchain.
  6. Le mineur qui a résolu le problème reçoit une récompense sous forme de bitcoins nouvellement créés (ce qu'on appelle la récompense de bloc) ainsi que les frais de transaction inclus dans le bloc.

C'est grâce à ce processus de preuve de travail que Bitcoin parvient à maintenir la sécurité et l'intégrité de son réseau décentralisé. Chaque mineur contribue à ce processus en participant à la compétition pour trouver le prochain bloc valide.

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Histoire rapide de l'évolution du matériel pour miner du Bitcoin

L'évolution du matériel de minage de Bitcoin a suivi une trajectoire rapide et passionnante, caractérisée par l'innovation et l'amélioration constante de l'efficacité. Voici un aperçu de cette évolution :

  1. Processeurs (CPU) : À l'origine, le minage de Bitcoin était réalisé sur des ordinateurs personnels en utilisant les processeurs (CPU). C'est ainsi que le créateur du Bitcoin, Satoshi Nakamoto, a miné les premiers blocs de Bitcoin.
  2. Cartes graphiques (GPU) : Les mineurs ont vite découvert que les cartes graphiques étaient beaucoup plus efficaces pour le minage de Bitcoin que les CPU. Les GPU sont conçus pour effectuer des calculs parallèles pour le rendu graphique, ce qui se trouve être très utile pour le minage de Bitcoin.
  3. Circuits programmables de porte d'entrée (FPGA) : Les FPGA ont ensuite été adaptés pour le minage de Bitcoin. Ces appareils peuvent être programmés pour effectuer des tâches spécifiques, y compris le calcul de l'algorithme de hachage de Bitcoin. Ils étaient plus économes en énergie que les GPU, ce qui a permis de réduire les coûts de minage.
  4. Circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC) : Les ASIC sont le summum de l'efficacité en matière de minage de Bitcoin. Ils sont conçus pour effectuer une seule tâche – dans ce cas, l'algorithme de hachage SHA-256 utilisé par Bitcoin – et ils le font extrêmement bien. Les ASIC sont beaucoup plus puissants et économes en énergie que les FPGA, mais ils sont aussi plus coûteux à produire.

Aujourd'hui, la majorité du minage de Bitcoin est réalisée avec des ASIC, et la compétition est si féroce que les mineurs individuels ont souvent du mal à rivaliser avec les grands “fermes” de minage, qui peuvent se permettre d'acheter des milliers d'ASIC.

De plus, de nouvelles générations d'ASIC sont constamment développées, offrant une meilleure efficacité énergétique et une plus grande puissance de calcul. Cela signifie que les mineurs doivent constamment mettre à niveau leur matériel pour rester compétitifs.

Il est important de noter que l'utilisation croissante d'ASIC a également entraîné des controverses, certains affirmant qu'elle va à l'encontre de l'esprit décentralisé du Bitcoin, car elle favorise une concentration de la puissance de minage entre les mains d'un petit nombre d'acteurs capables de se procurer ces équipements coûteux.

Qu'est-ce qu'un pool de mining

Un pool de minage est un groupe de mineurs qui combinent leur puissance de calcul pour augmenter leur chance de résoudre un bloc et de gagner des récompenses de minage.

Le minage de Bitcoin, et de nombreuses autres cryptomonnaies, est une opération très intensive en termes de calcul et de concurrence. Chaque mineur ou groupe de mineurs essaie de résoudre un “problème mathématique” pour ajouter le prochain bloc à la blockchain. Le premier qui résout le problème gagne la récompense de bloc, actuellement 6,25 bitcoins et les frais de transactions contenus dans le bloc.

Comme la difficulté de ces problèmes est si élevée, il est très difficile pour un mineur individuel d'être le premier à trouver la solution. Par conséquent, les mineurs ont commencé à se regrouper en pools de minage, où ils combinent leur puissance de calcul et partagent les récompenses chaque fois qu'un membre du pool résout un bloc.

Les récompenses sont généralement partagées proportionnellement à la puissance de calcul que chaque membre a contribué, ce qui signifie que chaque mineur reçoit une part des bitcoins minés qui correspond à sa contribution à la puissance globale du pool.

Les pools de minage permettent aux mineurs individuels de recevoir des paiements plus réguliers et prévisibles, bien que généralement plus petits, plutôt que de compter sur la chance d'obtenir une grande récompense de bloc.

bitcoin mining pool
Pools de minage de Bitcoin – Source HashrateIndex

Il existe de nombreux pools de minage différents, chacun avec ses propres règles, frais, et méthodes de paiement. Certains des plus grands et des plus connus comprennent Foundry USA, F2Pool et Antpool.

Comment calculer la rentabilité du minage de Bitcoin

Le calcul de la rentabilité du minage de Bitcoin dépend de plusieurs facteurs, notamment :

Le coût de l'électricité : Le minage de Bitcoin consomme beaucoup d'électricité. Le coût de cette électricité peut varier considérablement selon votre emplacement (pays) et le type de contrat que vous avez négocié avec votre fournisseur en électricité. Vous devrez savoir combien vous payez par kilowatt-heure (kWh) pour pouvoir calculer vos coûts énergétiques.

Depuis l'invasion de l'Ukraine par la Russie en février 2022, le prix de l'électricité en Europe pour les particuliers et les professionnels a explosé. Le prix du kWh EDF (Électricité de France) est actuellement de ~0,21€ pour les particuliers et les professionnels, on peut retrouver une électricité beaucoup moins chère dans d'autres pays en Afrique et Asie (source). Il n'est donc pas conseillé de miner sérieusement en Europe.

prix electricite pas chere

Attention, il peut être tentant de vouloir se lancer dans le minage de bitcoin dans certains pays d'Afrique ou d'asie mais il existe toujours le risque de saisi par l'état ou de cambriolage de votre matériel.

La puissance de votre matériel de minage (hash rate) : Plus votre matériel de minage est puissant, plus vous serez en mesure de miner des Bitcoins. Cette puissance de minage est généralement mesurée en térahashs par seconde (TH/s).

La consommation d'énergie de votre matériel de minage : Outre la puissance de minage, vous devez également prendre en compte combien d'électricité votre matériel consomme. Cela est généralement mesuré en watts.

Le coût du matériel de minage : Les machines de minage ASIC peuvent coûter plusieurs milliers de dollars. Il est important de prendre en compte le coût initial de votre matériel lors du calcul de la rentabilité.

asic miner bitmain bitcoin

Sur cette image on peut apercevoir des ASIC miners vendus par l'entreprise Bitmain. Chaque machine a un prix, une puissance de calcul en mesurée en térahashs par seconde (T) et une consommation énergétique affichée. Nous verrons plus bas comment simuler la rentabilité du mining du Bitcoin.

La difficulté de minage de Bitcoin : La difficulté de minage est une mesure de la difficulté à trouver un hash inférieur à la cible donnée lors de la création d'un nouveau bloc. Elle est ajustée environ toutes les deux semaines pour s'assurer qu'un nouveau bloc est miné toutes les 10 minutes en moyenne. Plus la difficulté de minage est élevée, moins vous avez de chances de miner un bloc.

La récompense de bloc de Bitcoin : Actuellement, la récompense de bloc est de 6,25 bitcoins. Cependant, cette récompense est divisée par deux tous les quatre ans lors d'événements appelés “halvings”. Le prochain halving est prévu pour avril 2024.

Le prix du Bitcoin : Le prix du Bitcoin fluctue constamment. Si le prix du Bitcoin augmente, vos revenus de minage valent plus en termes de dollars ou d'euros. Cependant, si le prix chute, vos revenus de minage peuvent ne pas couvrir vos coûts.

Il existe de nombreux calculateurs de rentabilité de minage de Bitcoin en ligne où vous pouvez entrer ces facteurs et obtenir une estimation de vos bénéfices potentiels ou de vos pertes. Il est important de noter que le minage de Bitcoin est très compétitif, et il n'y a aucune garantie de rentabilité.

Simuler la rentabilité du mining de Bitcoin avec CryptoCompare

Cryptocompare est un outil en ligne permettant de facilement simuler la rentabilité du mining de Bitcoin à l'instant T. La simulation prend en compte le prix du Bitcoin à l'instant T ainsi que la récompense de bloc et la difficulté à miner des bitcoins à l'instant T. Entendez pas là que, si le prix du Bitcoin change et si la difficulté à miner augmente, le résultat futur ne sera pas la même mais c'est une bonne base pour se faire une idée.

Imaginons que nous souhaitons miner des bitcoins avec un ASIC “Bitmain Bitcoin Miner S19“. On sait que ce matériel consomme environ 3105 Watt par heure et propose une puissance de calcul (Hash Power) de l'ordre de 90 térahashs par seconde (TH/s).

bitmain bitcoin miner s19

Nous pouvons à présent reporter toutes ces données sur le simulateur de Cryptocompare.com en y ajoutant le prix de notre électricité au kWh ($), on peut laisser le pourcentage de commission de 1% pour le pool de minage car c'est une commission que nous devrons payer dans tous les cas si nous nous connectons à un pool. Comme vu plus tôt, il est presque impossible de réussir à miner du bitcoin tout seul par manque de puissance. En général, les pools de minage de Bitcoin prennent 1% de commission.

cryptocompare mining bitcoin

Dans cette simulation, on constate que le mining de bitcoins nous fait perdre de l'argent chaque mois car l'électricité est bien trop chère. Essayons avec une électricité bon marché d'environ 0,03$ le Kilowatt-heure (kWh) au lieu de 0,20$ à présent :

bitcoin mining rentable

Cette fois nous sommes rentables de plus de 1500 dollars par an au prix actuel, pas mal en sachant que l'ASIC “Bitmain Bitcoin Miner S19” coûte environ 1000 dollars pièce. Vous l'aurez compris, le prix de l'électricité est le nerf de la guerre et il faut ajouter à ça le fait que les machines (ASICs) font énormément de bruit, le prix du Bitcoin peut évoluer à la baisse et la difficulté à la hausse (ce qui réduira donc la rentabilité).

L'électricité pas chère n'est pas toujours évidente à obtenir, ne vous lancez pas tête baissée dans un projet de mining de Bitcoin sans vous concerter avec des vrais professionnels du secteur car cela nécessite énormément d'organisation pour installer le matériel et le protéger contre le vol et/ou les saisies !

Comment miner du Bitcoin ?

Nous n'expliquerons pas dans cet article comment miner du Bitcoin car tout simplement la manipulation n'est pas rentable sur un ordinateur personnel ou sur un smartphone.

Aujourd'hui le minage de Bitcoin doit être fait avec du matériel spécialisé, si vous souhaitez absolument tenter l'aventure du minage de crypto monnaies pour accumuler des bitcoins avec votre ordinateur personnel, ne minez pas du Bitcoin, redirigez vous sur des crypto monnaies alternatives plus rentables à miner et revendez ces crypto monnaies pour accumuler du Bitcoin.

Le mining est un marché très appétissant au premier regard mais il devient de plus en plus complexe de rentabiliser son investissement en prenant en considération le prix du matériel, le prix de l'électricité, la difficulté croissante à miner des blocs mais aussi le temps passé à mettre en place la machine.

Nombreux sont ceux qui se sont lancés dans une aventure pour miner de l'Ethereum, une autre crypto monnaie, sans prendre en compte le prix de l'électricité et l'augmentation constante de la difficulté.

Pour valider ce chapitre et passer à la suite, cliquez sur “Ce qu'il faut retenir” ci-dessous. Cette étape vous aidera avant de répondre au quiz de cette partie.