Nous avons vu dans la première partie que la preuve d'enjeu fonctionnait en incitant économiquement ses acteurs à participer. Mais à la différence du proof of work, les acteurs peuvent également être pénalisés s'ils se révèlent malveillants. Entrons ici plus en profondeur sur les avantages de la preuve d'enjeu en la mettant notamment en perspective avec la proof of work. Dans une seconde partie, nous nous concentrerons sur le problème majeur de ce type de preuve : le "nothing at stake".
Quels sont les avantages de la preuve d'enjeu ?
L'avantage majeur est l'argument écologique - il n'y a pas besoin de dépenser de grandes quantités d'électricité pour sécuriser la blockchain - mais il n'est pas le seul :
- Étant donné cette consommation énergétique moindre, il n'y a pas besoin de récompenser fortement les participants au réseau par la création de nouveaux coins.
- Le PoS permet de trouver de meilleurs mécanismes que le PoW pour décourager la formation de cartels centralisés (regroupement d'acteurs souhaitant corrompre le réseau, ou lui nuire).
- Les risques de centralisation sont réduits, car les récompenses sont proportionnelles à la quantité d'avoirs mis sous séquestre : chaque acteur peut acheter le matériel nécessaire en fonction de son engagement. Dans le cadre de la preuve de travail, un acteur possédant beaucoup d'argent pour investir dans du matériel ultra-performant (il est souvent celui qui produit ce matériel) aura des gains disproportionnés par rapport à l'ensemble du réseau (nos amis de chez Bitmain dans le cas de Bitcoin).
- Les attaques de type 51 % sont beaucoup plus coûteuses à mener que dans le cas du PoW.
Le problème du "nothing at stake"
Il s'agit du premier obstacle théorique à l'élaboration d'un mécanisme de preuve d'enjeu incorruptible.Pour comprendre le problème du nothing at stake, il faut faire un peu de théorie des jeux. Ce problème se pose dans le cas où la blockchain se divise (fork) en deux branches. Quel choix maximisera alors les gains des validateurs ?
Situation 1 : le consensus est obtenu via la preuve de travail
Dans le cas du minage par la preuve de travail, étant donné que c'est la chaîne qui présente la preuve de travail cumulée la plus élevée qui gagne, les mineurs ont intérêt à choisir la branche qui présente la plus forte probabilité de réussir. Si le mineur choisit les deux chaînes à la fois, il devra y répartir sa puissance de hachage, et son espérance de gain sera par conséquent moindre que s'il mine exclusivement la chaîne qui a le plus de chances de réussir.
Situation 2 : le consensus est obtenu via la preuve d'enjeu
Dans le cas de la preuve d'enjeu, les producteurs de blocs ont plutôt intérêt à engager leur stake (les fonds mis en jeu) sur les deux chaînes. Leur espérance de gain est alors supérieure à celle qu'ils obtiendraient en ne forgeant qu'une seule chaîne.
Pour pallier ce problème, il faut pénaliser les producteurs de blocs qui s'engagent sur plus d'une chaîne à la fois. On appelle cette méthode le slashing :
On peut également pénaliser les producteurs de blocs qui tentent de forger la "mauvaise" chaîne (celle qui est minoritaire) :
Vitalik, Vlad, & Dan
Vitalik Buterin et Vlad Zamfir ont tous deux travaillé sur cette question, dans l'optique où Ethereum passerait en proof of work.
- Vitalik Buterin a formalisé un hybride entre proof of work & proof of stake dénommé The Friendly Finality Gadget (Casper FFG pour les intimes). Cette étape serait la première phase qui permettrait à Ethereum de passer en proof of stake.
- Vlad Zamfir, quant à lui, a poussé ses recherches pour proposer la version définitive de Casper, dénommée Casper the Friendly GHOST: Correct by Construction (CBC). Celle-ci permettrait à Ethereum de passer entiérement à la preuve d'enjeu.
Dan Larimer a en revanche réussi à résoudre la problématique du "Nothing at Stake", et pas seulement sur le plan théorique grâce à la BitShare (BTS) et qui est encore aujourd'hui une des blockchains la plus scalable du monde. Il a pour cela utilisé une variante de la preuve d'enjeu que nous vous expliquons dans la partie suivante : la preuve d'enjeu déléguée. Celle-ci permet de résoudre le problème en le contournant : les votants ne votent plus pour des blocs, mais pour des délégués.