Qu’est-ce que le minage du bitcoin et est-ce rentable ?

Historiquement, le minage était un terme réservé à ceux qui creusaient de profonds souterrains à la recherche d'or et autres métaux. De nos jours, ces nouveaux types de mineurs sont à la recherche d’un tout autre trésor, et emploient des méthodes bien différentes.

Les mineurs de Bitcoin, équipés d’ordinateurs de pointe et non pas de pioches, sont essentiels à l’écosystème du bitcoin : ils participent à la puissance informatique nécessaire au maintien de la blockchain et vérifient des milliers de transactions chaque jour, tout en protégeant le réseau contre les hackers, par leur capacité à suivre les transactions et créer de nouveaux bitcoins (ce sont les seuls à pouvoir le faire).

En savoir plus sur le bitcoin et son fonctionnement.

L’art du minage du bitcoin n’a pas encore dix ans, mais il est déjà passé du simple hobby que tout le monde peut pratiquer chez lui à un marché industrialisé et gourmand en énergie.

La décentralisation est au cœur du bitcoin. Si l’importance de la blockchain est bien comprise, le fonctionnement de ce registre public est souvent ignoré, car il n’est pas contrôlé par une personne ou entité unique. Alors, qu’est-ce que le minage du bitcoin et quel est son fonctionnement ?

Qu’est-ce que le minage du bitcoin ?

Le minage du bitcoin est le processus qui permet de garantir que le bitcoin fonctionne correctement. Il s’agit de la seule manière d’injecter de nouveaux bitcoins sur le marché. Les mineurs sont des particuliers ou des entreprises qui contribuent à la puissance informatique nécessaire au fonctionnement du réseau de blockchain à la base de la monnaie numérique, le bitcoin. Ces ordinateurs sont responsables de vérifier toutes les transactions de bitcoin et, en échange, ont la possibilité de « miner » les bitcoins qui viennent d’être créés.

Bien qu’Internet ait créé un réseau de communication universel et rapide, le développement d’un système réellement centralisé, capable de fonctionner à l’échelle mondiale, était limité par trois problématiques. Premièrement, sans responsable désigné, qui tiendrait un registre de toutes les transactions (et paierait les coûts associés) ? Deuxièmement, à qui ces teneurs de registre devraient-ils rendre compte ? Et troisièmement, comment inciter des gens à devenir teneurs de registre ?

Satoshi Nakamoto, le créateur du bitcoin, a trouvé une solution à ces trois questions. Des individus, appelés mineurs, utilisent leurs propres ordinateurs pour alimenter et maintenir la blockchain, et contribuent ainsi à l’organisation des transactions d’autres personnes. Les ordinateurs d’autres mineurs vérifient le travail pour garantir que le consensus public concernant les transactions est exact (si les informations du mineur d’origine ne correspondent pas à celles de tous les autres, c’est que quelque chose ne va pas). En contrepartie, les mineurs facturent des frais de transaction et ont la possibilité de gagner le nouveau bitcoin que le protocole émet toutes les dix minutes environ (tant que les bitcoins continuent d’être créés).

Avoir recours à des mineurs de bitcoin pour faire fonctionner la blockchain répondait à de nombreux problèmes posés par les systèmes précédents. Le système est décentralisé : le registre n’est pas soumis à un contrôle unique et tout le monde peut accéder aux transactions et les vérifier. Le système est incitatif : les gens ont une raison pour utiliser leur équipement et payer les frais d’électricité nécessaires au fonctionnement de la blockchain, puisqu’ils sont rémunérés en bitcoins. Le système est protégé contre les hackers : puisqu’il est alimenté par de nombreux ordinateurs dans le monde, et pas par une source unique, il est très difficile (voire impossible) pour quiconque de prendre le contrôle de plus de 50 % du réseau.

Comment le minage du bitcoin fonctionne-t-il réellement ?

Aujourd’hui, le minage du bitcoin est principalement effectué par des systèmes informatiques extrêmement puissants appelés « rigs » (forages) qui font tourner des logiciels personnalisés nuit et jour. Tous les rigs (forages) sont construits pour la même raison : miner de nouveaux bitcoins. Cependant, pour miner du bitcoin, ils doivent participer à la mise à jour du registre public et à la validation du travail des autres mineurs qui soutiennent la blockchain. Chaque bitcoin en circulation a été créé par une opération de minage, ce qui signifie que chaque bitcoin appartient à un mineur jusqu’à ce qu’il décide (si c’est le cas) de le vendre.

Chaque transaction de bitcoin pénètre initialement sur le réseau sous le statut « en attente » ou « non confirmée ». Il existe donc un flux constant qui doit être vérifié par les mineurs pour que la transaction soit confirmée. Le principe est le même que pour une banque qui compense un paiement à l’aide de votre carte de débit. Ces transactions contiennent toutes les informations importantes nécessaires à la transaction, par exemple les adresses bitcoin de chaque partie, la date, et d’autres données optionnelles comme les codes de transaction, les numéros de référence ou les messages échangés.

Minage du bitcoin et « hash » (hachage)

Les mineurs (aussi appelés nœuds de minage) commencent alors automatiquement à organiser ces données. Tout d'abord, ils réduisent toutes les informations de la transaction en un hachage unique : une chaîne alphanumérique de 64 caractères. Cette opération permet non seulement de condenser un grand nombre d’informations en un petit fichier, mais aussi de chiffrer les informations représentées par le hachage. Une fois que le hachage est créé, les informations sous-jacentes qu’il représente ne peuvent pas être modifiées sans perturber le hachage, car ceci alerterait les autres mineurs impliqués dans la blockchain.

Il faut noter que la blockchain est structurée par ordre chronologique et que les logiciels de minage commencent automatiquement par rassembler les transactions les plus récentes, avant de passer aux deuxièmes transactions dans la liste, puis les troisièmes, etc. Une fois qu’une transaction est sous la forme d’un hachage, celui-ci est combiné aux informations d’une autre transaction, pour former un nouveau hachage. Les transactions sont sans cesse ajoutées les unes aux autres et regroupées sous un hachage unique, jusqu’à former un bloc. Ces blocs sont ajoutés pour faire croître la chaîne de transactions (d’où le nom de « blockchain »).

Minage du bitcoin et nonces

Au cours de ce processus, un mineur est en concurrence avec les autres pour être celui qui scellera le bloc afin de l’insérer à la chaîne. En effet, seul le mineur qui ajoute un bloc à la chaîne sera récompensé par de nouveaux bitcoins. Cependant, sceller un bloc est un jeu de hasard, plutôt qu’une véritable compétence. Les mineurs s’affrontent pour trouver le hachage aléatoire que le protocole de bitcoin recherche. Ils envoient alors plusieurs propositions (des nonces, ou nombres aléatoires) dans l’espoir de tomber juste.

La nature aléatoire de ce processus signifie que les mineurs ne peuvent pas trouver de schéma à suivre ou déterminer le hachage suivant qui sera nécessaire pour fermer un bloc et gagner de nouveaux bitcoins : tout est une question de chance. Néanmoins, ils peuvent optimiser leurs chances de réussite. Plus l’ordinateur d’un mineur est puissant, plus il peut envoyer de propositions. Pour mieux comprendre, pensez au loto : plus vous achetez de tickets, plus vous avez de chances de gagner, mais il n’est pas sûr que vous remportiez le gros lot, peu importe le nombre de tickets achetés.

Dès qu’un mineur ferme un nouveau bloc, il crée un numéro de bloc qui vient suivre le dernier bloc ajouté à la chaîne. Ainsi, le nouveau bloc est mathématiquement lié aux autres blocs de transactions de la chaîne, déjà confirmés et vérifiés par le réseau.

Une fois que le nouveau bloc a été ajouté à la blockchain, il doit être confirmé par les autres mineurs. Le mineur qui a fermé le bloc doit faire approuver sa preuve de travail (PoW) par les autres mineurs pour s’assurer que les informations sont exactes. Plusieurs autres mineurs vérifient alors que le hachage du bloc correspond à celui des informations qu’il représente, et parviennent à un consensus quant à la légitimité du nouveau bloc. Ce modèle consensuel empêche les fraudeurs de falsifier les nouvelles transactions ou les transactions précédentes et permet de lutter contre la « double dépense » (le fait de dépenser un bitcoin déjà dépensé ou n’étant plus en possession de la personne concernée), car la blockchain reconnaît les nouvelles transactions qui impliquent des bitcoins déjà dépensés.

Ainsi, les mineurs agissent comme commissaires aux comptes du travail des autres acteurs, pour s’assurer que tout le monde respecte les règles.

Pourquoi miner du bitcoin ?

Le mineur qui complète le PoW pour ajouter un nouveau bloc à la blockchain (qui a donc vérifié un groupe de transactions pendant un délai donné) est récompensé de deux manières : ils reçoivent de nouveaux bitcoin émis par le protocole, et ils facturent des frais de transaction. Il s’agit d’une manière d’acquérir des bitcoin sans avoir à les acheter.

Le protocole bitcoin impose la vitesse et le volume de mise sur le marché des nouveaux bitcoins. Les nouveaux bitcoins sont envoyés aux mineurs fructueux toutes les dix minutes, mais l’algorithme qui contrôle cet envoi ne suit pas une structure chronologique.
Il est conçu pour ajuster la difficulté pour les mineurs de fermer un nouveau bloc, afin que le flux d’injection de nouveaux bitcoins reste stable à cette vitesse. Ainsi, le taux d’émission de bitcoins n’est pas affecté par l’augmentation du nombre de mineurs en action ou de la puissance informatique appliquée. La récompense reste la même, peu importe le nombre de mineurs en concurrence, et le nouveau bitcoin offert reste le même, quelle que soit la puissance informatique proposée. Le seul paramètre qui change est la chance que chaque mineur a de remporter la récompense.

Tandis que de nouveaux bitcoins continuent d’être émis toutes les dix minutes, le volume de ces nouveaux bitcoins émis pour les mineurs chanceux est modifié, et est réduit de moitié tous les quatre ans (techniquement, tous les 210 000 blocs). Lorsque le bitcoin a commencé à être miné par Satoshi, en 2009, la récompense était de 50 bitcoins, avant de tomber à 12,5 bitcoins en 2012, puis au niveau actuel en 2016. La prochaine réduction, à 6,25 bitcoins, devrait avoir lieu en 2020. Les mineurs espèrent alors que les volumes plus faibles seront compensés par des prix plus élevés.

Il ne pourra y avoir que 21 millions bitcoins en circulation et la grande majorité est déjà minée (le 17 millionième bitcoin a été émis en avril 2018). Le taux constant d’émission de volumes toujours plus faibles de nouveaux bitcoins signifie que le dernier bitcoin devrait être miné en 2140.

Les mineurs gagnent des frais de transaction, en plus des nouveaux bitcoins émis. Très souvent, la nécessité du bitcoin et des autres crypto-monnaies est justifiée par les pourcentages considérables que les systèmes de paiement et les banques prélèvent sur les milliards de transactions exécutées chaque jour. Cependant, on suppose à tort, que le bitcoin est gratuit, même s’il reste moins cher que l’offre actuelle du système financier traditionnel. Les mineurs ne sont pas dans l’obligation de facturer des frais de transaction et, il n'y a pas si longtemps, ils n’en appliquaient qu’à certains types de transactions, par exemple les opérations particulièrement importantes ou extrêmement restreintes. Les frais de transaction ont explosé, et la dépendance des mineurs à ce flux de revenus va continuer de croître.

Le minage du bitcoin est-il rentable ?

En bref, il est impossible de déterminer si le minage du bitcoin est une pratique généralement rentable. Il existe trop de variables : le coût du matériel et de l’énergie nécessaire pour l’alimenter diffère en fonction des régions du globe et le rendement dégagé par chaque mineur dépend de sa capacité à affronter un nombre croissant de concurrents, tous à la recherche du même objectif.

Les chances d’un chercheur d’or de trouver une pépite s’amoindrissent lorsque d’autres personnes cherchent dans le même territoire. Et bien, le même principe s’applique aux mineurs du bitcoin : plus il existe de concurrents sur le marché, moins le mineur a de chances de gagner le nouveau bitcoin et d’encaisser les frais de transaction. Il n’y a pas d’autres gisements de bitcoin à exploiter et les mineurs du bitcoin sont tous en concurrence pour le même trésor ou rien.

Même s’il est impossible de déterminer avec précision si le minage du bitcoin est rentable, nous avons trois certitudes. Premièrement, la majorité des mineurs du bitcoin enregistraient des bénéfices au cours des premières années. Deuxièmement, certains mineurs doivent continuer à en tirer des avantages, sinon ils ne continueraient pas à miner. Et troisièmement, si certains gagnent peut-être encore de l’argent à miner du bitcoin, cette activité est moins rentable qu’auparavant et la concurrence est toujours plus rude.

Ce troisième point est démontré par la difficulté à fermer un nouveau bloc et à gagner la récompense. Selon blockchain.com, le degré de difficulté à trouver un nouveau bloc (mesuré par la puissance de hachage déployée par tous les mineurs) a connu une augmentation exponentielle en 2018, comme le montre l’augmentation de la concurrence.