Le minage de Bitcoin est un processus complexe et très compétitif qui nécessite de comprendre certains concepts clés. Parmi eux, la notion de difficulté de minage revient souvent. Mais concrètement, en quoi consiste cette difficulté pour les mineurs ? Comment est-elle déterminée ? Et quel est son impact sur le réseau ? Plongeons ensemble dans les rouages du minage Bitcoin pour y voir plus clair.
La valeur cible et le nonce : les éléments centraux de la difficulté de minage
Pour valider un bloc, un mineur Bitcoin doit trouver un hash de bloc inférieur ou égal à la valeur cible. Cette valeur cible représente la difficulté : plus elle est basse, plus il est difficile de trouver un hash valide. Et c’est là qu’intervient le fameux nonce, un nombre que le mineur incrémente constamment pour tenter d’obtenir le bon hash :
Au lieu de tirer un nombre aléatoire chaque seconde, les mineurs tirent un nombre environ toutes les 0,02 microsecondes grâce au hachage cryptographique.
Les mineurs utilisent ainsi leur puissance de calcul pour essayer des milliards de combinaisons afin de résoudre cette énigme mathématique. C’est ce qu’on appelle le proof of work.
Que se passe-t-il si un mineur épuise tous les nonces possibles ?
Avec une difficulté très élevée, il peut arriver qu’un mineur ait testé tous les nonces sans succès. Mais il a alors plusieurs options pour continuer :
- Modifier l’ordre des transactions dans le bloc
- Ajuster la transaction coinbase qui le rémunère
- Changer l’horodatage (timestamp) du bloc
Chacune de ces actions va modifier la racine de Merkle, sorte d’empreinte digitale de toutes les transactions du bloc. Le nonce est alors réinitialisé et le mineur peut continuer ses calculs avec ce nouveau bloc.
Comment la valeur cible est-elle déterminée ?
Cette fameuse valeur cible est ajustée automatiquement tous les 2016 blocs, soit environ tous les 14 jours. L’objectif est de maintenir un temps moyen de 10 minutes entre chaque bloc miné.
Le protocole Bitcoin surveille le temps de minage sur cette période de 2016 blocs :
- Si les blocs sont minés trop rapidement (moins de 10 minutes en moyenne), la difficulté est augmentée.
- Si le minage est trop lent (plus de 10 minutes par bloc), la difficulté est réduite.
Le calcul exact de la nouvelle difficulté fait intervenir un quotient (ratio) entre le temps réellement écoulé et le temps nominal attendu (20160 minutes pour 2016 blocs si chaque bloc prend 10 minutes).
L’ajustement de difficulté, au cœur de la compétition entre mineurs
Ce mécanisme d’ajustement est essentiel à la sécurité et au bon fonctionnement du réseau Bitcoin. Il permet de :
- Garantir une émission prévisible et stable de nouveaux bitcoins
- S’adapter aux variations de puissance de calcul du réseau (hausse ou baisse du nombre de mineurs)
- Maintenir un niveau de sécurité constant en empêchant qu’un bloc soit miné trop facilement
En pratique, la difficulté de minage du Bitcoin n’a cessé d’augmenter au fil des années, à mesure que de plus en plus de mineurs se sont greffés au réseau. Une course à l’équipement et à l’optimisation s’est engagée pour rester compétitif.
La preuve de travail accumulée pour une blockchain est la somme de la difficulté de chaque bloc individuel de la chaîne.
La puissance de hachage totale du réseau, ou hashrate, a explosé pour atteindre des sommets. Début 2023, on estime qu’il faudrait plus de 13 années à un ordinateur standard pour miner un seul bloc Bitcoin !
La difficulté se mesure en effet par rapport au bloc initial, dit bloc genesis. Un bloc avec une difficulté de 1 000 000 sera ainsi un million de fois plus difficile à miner que le tout premier bloc Bitcoin.
Vous l’aurez compris, le minage de Bitcoin est une activité exigeante et pointue, loin d’être à la portée du premier venu. Mais s’il est devenu presque impossible de miner en solo, rejoindre un pool de minage reste une option accessible au plus grand nombre. Régulièrement, de nouveaux mineurs tentent leur chance sur le réseau, attirés par les récompenses en bitcoin et les frais de transactions, faisant ainsi évoluer la difficulté de minage en permanence.
