Analyse en profondeur des centres de minage d'Ethereum

Examen de la centralisation du minage en proof of work (PoW), des implications de Casper sur le proof of stake (PoS) et plus.

Traduction de l'article de Matthias De Aliaga https://medium.com/tokenanalyst/deep-diving-into-ethereum-mining-pools-1d51848223b7

Miner en groupe est devenu commun sur chaque blockchain de proof of work (preuve de travail), car ça permet aux mineurs d'avoir un revenu stable. Cela a eu pour effet de réduire considérablement le nombre d'entités validant la blockchain Ethereum.

Ce post analyse le degré de centralisation causé par les centres de minage d'Ethereum. Il examine également la transition à venir vers le proof of stake (preuve de participation) avec Casper - et ses implications pour la centralisation d'Ethereum.

Penchons-nous d'abord sur ce qu'est un centre de minage et pourquoi quelqu'un en utiliserait t-il un.

Qu'est-ce qu'un centre de minage?

Un centre de minage est une mise en commun de ressources de calcul par des mineurs qui partagent leur puissance de traitement sur un réseau. Si le groupe exploite un bloc, la récompense est répartie en fonction des contributions fournies par chaque mineur. Il est commun pour l'exploitation d'avoir une petite taxe pour l'organisateur (0-2%). Les mineurs optent pour les pools (groupe de mineurs) car ils permettent des revenus réguliers, tandis que miner seul peut nécessiter de longues périodes avant de résoudre un bloc.

Voici quelques-uns des plus grands centre de minage du réseau Ethereum:

Y a-t-il un inconvénient?

À mesure que les mineurs gravitent autour des pools les plus importants, le nombre d'entités validant les blocs est réduit; des milliers de mineurs peuvent fournir la puissance de hachage, mais en fin de compte l'organisateur du pool contrôle quelles informations sont soumises dans un bloc.

Le diagramme ci-dessous utilise des carrés pour représenter un validateur de blocs - avec une taille relative à la puissance de calcul.

Comme vous pouvez le voir, la centralisation est un spectre qui peut aller d'une adresse contrôlant le réseau (entièrement centralisée) à chaque adresse validant des blocs. Sous le protocole PoW (et aussi la plupart des implémentations de PoS), il est préférable d'avoir plus de parties en compétition pour la validation de bloc, aucune entité ne détenant une grande partie de la puissance de hachage. L'état actuel des choses est représenté par l'image de droite - un écosystème de plus en plus centralisé.

Quel est le pire qui puisse arriver?

Il est bien connu qu'une organisation contrôlant la majorité de la puissance d'un réseau serait capable de tenter une attaque avec une probabilité significative de succès.

Si l'attaquant réussi il serait capable de:

• Dépenser un éther plusieurs fois (double dépense)
• Modifier les transactions dans les derniers blocs
• Créer une méfiance du public à l'égard de l'authenticité de la blockchain

Une attaque est peu probable, car les bénéfices d'un pool dépassent les gains potentiels d'une attaque courte. Cela dit, il est toujours important d'analyser les pires scénarios de menaces potentielles en matière de cybersécurité.

Regardons de plus près la répartition des mineurs qui ont obtenu une récompense de bloc:

Seulement 14 adresses différentes ont extrait les 7 derniers jours des blocs Ethereum (39975 blocs)!

Au cours des 7 derniers jours (du 4 au 11 juin 2018), Ethermine et Sparkpool représentaient à elles seules 49,6% des récompenses en bloc - et l'ajout de f2pool au mélange atteindrait un total de 64,1% du réseau.

Les centre de minage ne sont pas économiquement incités à effectuer une telle attaque, et il est peu probable qu'ils le soient un jour. Cependant, le réseau Ethereum ne devrait pas avoir 3 entités qui produisent plus de 60% des Ethereum.

Un réseau idéal est protégé d'un point de vue technique et économique. Les développeurs d'Ethereum travaillent dur pour répondre aux changements qui permettraient une vérification plus distribuée. Examinons de plus près les plans en cours d'élaboration pour améliorer la centralisation - et analysons s'ils résolvent les problèmes créés par le protocole actuel de preuve de travail.

Qu'est ce que Casper?

Casper est un algorithme de consensus de proof of stack qui, au lieu d'utiliser la puissance de calcul pour assurer la décentralisation de la validation de bloc, repose sur un enjeu économique dans le réseau. En bref, les utilisateurs verrouillent leurs Ethers dans le réseau et gagnent la puissance de vote relative à leur mise; ils sont à leur tour récompensés en Ether au fil du temps.

Comment cela affectera-t-il la centralisation?

Dans mon précédent article de blog (https://bit.ly/2t9e1AO), j'ai analysé la distribution des differentes balances d'Ether. L'une des conclusions était que les 10 premières adresses détenaient 11,4% d'Ether.

Bien que la distribution soit toujours aussi surprenante - c'est beaucoup mieux que le scénario précédent. Alors que précédemment les deux meilleurs pools contrôlaient 49,6% de la puissance de hachage, l'adresse supérieure a "seulement" 1,5% de l'Ether total.

Des centres de minage aux centres de stockage

La participation au système de proof of stake de Casper aura une exigence minimum (au moins 32 Ether) - empêchant l'utilisateur moyen de participer directement. Plus tôt dans l'article, nous avons expliqué comment les centres de minage permettent aux petits mineurs de participer à la validation des blocs. Dans ce cas, les centres de stockage permettent aux personnes disposant de faibles soldes ETH de participer au réseau.

Cela ne va-t-il pas entraîner le même problème de centralisation?

Il existe une différence cruciale entre miner et stocker. Dans les centre de minage, les participants ne font que risquer l'Ether qu'ils n'ont pas encore retiré du pool. Cela signifie que les mineurs n'ont pas d'incitation à être responsables avec qui ils fournissent leur puissance de calcul - à court terme, ils font le même profit.

Dans Casper, les participants doivent déposer (et donc risquer) leur Ether: s'il y a une activité malveillante d'un pool, cela entraînera une pénalité pour tous les utilisateurs. Cela force les utilisateurs à être conscients de qui ils ont confiance. De plus, le pourcentage d'éther perdu augmente à mesure que la taille du pool augmente:

Pénalité d'éther = 3 x le pourcentage d'utilisateurs dans le réseau.

Ainsi, si un pool détenant 25% du réseau est piraté (ce qui n'est pas déraisonnable, puisque Ethermine détient actuellement 25,6%), perdrait 75% de son dépôt. D'un autre côté, quelqu'un dans un réseau représentant 1% des validateurs risquerait seulement de perdre 3% de ses avoirs.

Cette relation signifie que les utilisateurs préféreront prendre part à de petit pool où ils ne risquent pas plus d'éther qu'ils ne peuvent en gagner. Ceci, à son tour, maintiendra les nœuds à des niveaux raisonnables - ce qui décourage fortement tout groupe de croître au même degré que les centre de minage actuels.

Compte tenu des effets examinés ci-dessus, la mise en œuvre de Casper nous conduira, nous l'espérons, vers un réseau de validation plus décentralisé.

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