Dans cet article nous tentons de répondre à la question suivante :

La blockchain Hive s'inspire de certaines caractéristiques de la blockchain bitcoin mais choisit des "trade-offs" différents. Elle prend notamment un pari différent de la blockchain Ethereum. Expliquez et commentez les similitudes et les différences entre ces trois blockchains.

Nous avons donc posé la question à ChatGPT et voici sa réponse :

Cette réponse, bien que succincte nous permet de mettre en valeur plusieurs axes de similitudes et de divergence de ces 3 blockchains.

I - Algorithme de consensus : PoW vs PoS

ChatGPT met en avant une différence majeure entre les 3 Blockchains étudiées. Bitcoin utilise comme algorithme de consensus la Preuve de Travail (ou Proof of Work - PoW) tandis que Ethereum celui de la Preuve d’Enjeu (ou Proof of Stake - PoS). Il omet une différence : Hive utilise un dérivée de la PoS : la preuve d’enjeu déléguée (ou Delagated Proof of Stake- DPoS). À noter que Ethereum utilisait jusqu’à 2022 la PoW.

Un algorithme de consensus sur les blockchains est un processus permettant de valider les blocs de façon sécurisée et décentralisée.

La PoW est l’algorithme de consensus le plus largement utilisé pour les cryptomonnaies. Pour valider ses blocs, on fait appel à des mineurs qui vont, par le biais de calculs mathématiques complexes, s’affronter pour valider des blocs (composé de transactions). Les mineurs ayant validé des blocs reçoivent une contrepartie. La PoW à pour particularité son asymétrie du coût de calcul car la résolution d’un bloc est très coûteux alors que la vérification est très aisée. Plus un mineur dispose de puissance de calcul, plus la résolution du bloc sera rapide et donc plus on maximise ses chances d'obtenir les récompenses.

Une des limite majeure de ce type de consensus est sa consommation d'énergie. En effet, plus il y a de transactions, plus il est nécéssaire de valider des blocs et donc de résoudre les calculs. Ceux-ci ne se résolvent seulement grâce à des machines hautement consommatrice d’électricité.

Avec PoS, les utilisateurs doivent miser une somme d'ETH et on tire ensuite au sort les validateurs du bloc concerné. Plus la mise initiale est haute, plus l’utilisateur à de chances d’être choisi. Par la suite, chaque validateur possède un vote (de poids proportionnel à sa mise) et le groupe de validateur vote pour valider ou non le bloc. Les votes sont compilés pour parvenir à un consensus. Cet algorithme nécessite donc une force de calcule nettement inférieure à celle de Bitcoin. Les récompenses accordées aux validateurs sont très élevés si le réseau est restreint et diminuent proportionnellement à l’élargissement du réseau. Cet algorithme possède une limite, il est nécéssaire pour les utilisateurs de posséder un minimum de Tokens stackés pour être sélectionné (32 ETH).

Staking : action de conserver des Tokens de façon prolongé

La DPoS est un algorithme dérivé de la PoS qui donne la possibilité à tous les détenteurs de tokens stackés de voter pour les délégués qui agiront sur la validation des blocs. Les délégués vont quand à eux tenter de démontrer leurs fiabilité en amont. Cet algorithme encourage donc les utilisateurs à avoir un comportement exemplaire pour pouvoir accéder au pouvoir de décision.

II - Réponse au Trilemme de la Blockchain

Le trilemme de la Blockchain regroupe les 3 caractéristiques auquel une blockchain veut dans l’idéal posséder : la décentralisation, la scalabilité et la sécurité.

La décentralisation est entièrement assurée par la PoW pour le Bitcoin. En effet le réseau entier à la possibilité de valider des blocs et donc de s’assurer que les transactions ne sont pas falsifiées. On peut cependant noter que la croissance du réseau entraîne la création de pool de minage.

Pool de minage : des centres concentrant une importante force de calcul en constituant des groupes de validateurs se partageant les récompenses.

On voit donc apparaître des pôles de validateurs mettant en danger la réelle décentralisation.
La PoS et la DPoS permettent elles aussi de conserver la décentralisation, cependant celle-ci est moins importante que celle portée par PoW du fait de la sélection d’un faible nombre de validateurs.

La scalabilité est la capacité du réseau à passer à l’échelle. Concernant Bitcoin, la croissance du réseau est limité par les ressources en électricité. En effet, il devient de plus en plus difficile d’alimenter le réseau extrêmement consommateur. Ce problème est quant-à-lui résolu par PoS et DPoS.

La sécurité est portée essentiellement par la résistance du système aux attaques. La PoW est sensible uniquement à « L’attaque des 51% » c’est à dire qu’il faudra que plus de 51% des utilisateurs du réseau (de la puissance de calcul) soit malveillants. Au plus le réseau est étendu, au plus cette attaque est peu probable. La PoS et la DPoS sont elles plus sensibles car il faut que les acteurs malveillants possèdent plus de 51% des tokens émis.

III - Raison d’être

Bitcoin : un marché financier alternatif

Bitcoin à bien été en 2009 par Satoshi Nakamoto dans le put de créer un réseau d’échange monétaire pair-à-pair (P2P) ne nécessitant pas l’intervention d’un tiers, plus particulièrement d’institutions financière. La création de Bitcoin fait suite au Krach boursier de 2008 : la crise des surprimes. Elle répond donc à une inquiétude forte de la population sur la confiance qu’ils attribuaient aux institutions financières et plus particulièrement aux banques.

Le bitcoin (BTC) à pour particularité que c’est une monnaie non-inflationniste car elle est limité à 21 millions d’entités en circulation. Pour limiter l’inflation, l’émission monétaire est divisée par 2 tous les 4 ans : c’est un effet de halving. Depuis 2020 la récompense de minage est de 6,2 BTC (contre 50 BTC en 2009). On estime que le dernier bitcoin sera crée en 2140.
A sa création Satoshi Nakamoto a imposé un temps de minage cible à 1 bloc toutes les 10 minutes. Face à la croissance du réseau, le programme module la difficulté du minage afin d’atteindre son objectif d’un bloc toutes les 10min.
En 2010 la taille des blocs à été limitée à 1Mo pour éviter que les utilisateurs malveillants surchargent les blocs en les gonflant de façon permanente. Ça a également pour effet de limiter la fréquence à 7 transactions par seconde.

Ethereum : une plateforme d'échange et d'accueil

Ethereum à été crée en 2015 par Vitalik Burgin et son équipe, c’est à l’origine une plateforme d’échange décentralisée permettant avant tout l’utilisation de smart contracts (contrats intelligent).

smart contrat : protocoles informatiques qui facilitent et vérifient l’utilisation/la négociation/ l’exécution de contrats.

Ethereum utilise un langage Turing complet et dès sa création fait un appel à participation pour la création de DApps directement sur sa Blockchain. La cryptomonnaie à été crée par la suite, ce n’était pas le but initial d’Ethereum.

Language Turing-complet : Language sur lequel on put programmer n’importe quelle machine de Turing. Soit, si il permet la représentation de toute fonction calculable.

En 2016 Ethereum subit une attaque par le fond d’investissement TheDAO où presque 5% des Ether en circulation sont détournés par des utilisateurs malveillants. Pour palier à cette attaque les dirigeants ont décidé de dissoudre le fond malveillant et de retourner les éthers volés à leur propriétaire. Cette décision n’a pas été approuvée par tous et à crée une fork : L‘Ethereum classique ETC. Ethereum à été largement critiquée sur sa consommation d’énergie dû à l’utilisation de la PoW. En 2022 ils opèrent donc un changement drastique en passant à la PoS ce qui réduit de 99,95% leur consommation.

Le Genesis bloc à mis en circulation en 2015 60 millions d’éther de la pré-vente et 12 millions d’éther aux développeurs. L’unique façon de créer un éther est de miner, chaque mineur ayant validé un bloc reçoit 2 éthers et un bloc est validé en moyenne toutes les 13 secondes. L’ether est donc une monnaie purement inflationniste, qui est limité par un effet de burn des ETH sur les frais de transaction. Ethereum n’a pas de fréquence limite, à ce jour on observe 15 transactions par seconde.

Hive : le nouveau réseau social

Hive est issue du réseau Steemit échangeant initialement des cryptomonnaies telles que les Steem et les Steem Dollars (SBD) ainsi que des tokens d’influence : les Steem Power (SB). Cette Blockchain permettait la création de DApps dont la première est Steemit. Hive est issu d’une Hard Fork c’est à dire que, suite à un dissensus au sein de Steem, deux groupes distincts se sont crées et Hive est devenu une blockchain indépendante. Cependant, étant initialement une création sur la Blockchain Steem elle possède les même caractéristiques initiales. Hive à connu une hausse très forte suite à l’attaque Sybil menée sur Steem. En avril 2020 Hive à été introduit sur Binance et Huobi entraînant une hausse de son cours considérable (passage de 0,16 à 1 dollar).

Sur le même modèle que Steem, Hive est un réseau social d’applications et de services basé sur la blockchain, Hive se revendique comme une Blockchain Web3. Les utilisateurs gagnent des Hive en fonction de leur importance sur le réseau. Hive rémunère donc par exemple les créateurs de contenu ou les utilisateurs de jeux. Les Dapps les plus connues sont Splinterlands (jeu), PeakD et HiveBlog (médias sociaux). Elle permet d'échanger des Smart Media Tokens (SMT’s) qui sont des jetons permettant d‘encourager des créateurs de contenu grâce à des votes, ils possèdent quelques propriétés de l’algorithme Proof of Brain (PoB).

Tout comme l’Ethereum, Hive est une monnaie inflationniste sans plafond. L’émission de Hive suit un calendrier et se distribuent de la façon suivante :

• 65% aux producteurs et selectionneurs de contenu
• 15% aux Stackers (Tansformer le Hive dollar en Hive power)
• 10% aux validateurs délégués
• 10% aux Decentralized Hive Fund (DHF)

La plateforme à mis en place un taux d’inflation de 9,5% qui se réduit de 0,01% tout les 250 000 blocs. Les frais de transactions sont faibles car basés sur le staking. Hive assure qu’un block est validé toutes les 3 secondes.

Conclusion

Si nous reprenons la conclusion de ChatGPT, en effet les 3 Blockchains ont une différence fondamentales dans leurs idée de création. Bien que chacune possède une cryptomonnaie liquide, Hive et Ethereum ne se destinaient pas initialement aux marchés financiers. Elles répondent chacune à un besoin différent. Bitcoin propose une alternative aux marchés monétaires physique en éliminant les intermédiaires et en résolvant le problème de confiance des agents du réseaux. Ethereum propose une plateforme de création et d'échange générale et Hive se base sur les échanges sociaux. Dans son contexte de création, le bitcoin avait pour but de résoudre les problèmes liés à la monnaie physique. Il lutte contre l’inflation et le détournement de fonds ce qui n'est pas le cas du Hive et de l’éther.

La différence majeure se trouve bel et bien dans l’algorithme de consensus, les 3 algorithmes étudiés possèdent des avantages et des inconvénients différents et à ce jour aucun algorithme de consensus permet de conserver la sécurité et la décentralisation de la PoW tout en possédant une faible consommation d’énergie et une scalabilité importante comme PoS. Le choix de l’algorithme de consensus correspond aux objectifs des créateurs des blockchains.

Concernant l’analyse de ChatGPT, dans la globalité elle met en avant les principaux points de divergence des 3 blockchains et répond donc à la question posée. Cependant, il ne fait pas la différence entre PoS et DPoS et ne semble pas à jour sur le changement vers PoS de Ethereum. Son analyse est pertinente mais elle manque de détails et nécessite des approfondissements.

Cet article à été réalisé dans le cadre du cours de Blockchain publiques et privées réalisé par @sorin.cristescu pour le M2 Mathématiques, Finance computationnelle et Actuariat.

Sources

https://coinacademy.fr/academie/guide-proof-of-work/
https://coinacademy.fr/academie/guide-proof-of-stake/
https://whyhive.co
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ethereum
https://fr.wikipedia.org/wiki/Bitcoin
https://www.captain-crypto.fr/crypto-monnaie/liste-crypto-monnaie/crypto-hive/
https://coinmarketcap.com/fr/currencies/hive-blockchain/
https://coinacademy.fr/academie/bitcoin-vs-ethereum/
https://coinacademy.fr/academie/bitcoin-prochain-halving-compte-a-rebours/
https://currency.com/which-cryptocurrency-will-explode