Pourquoi le cryptominage est mauvais pour l’environnement et comment il pourrait s’améliorer
Récemment, Tesla a annoncé qu’il n’accepterait les paiements Bitcoin que pour annuler ce plan un peu plus d’un mois plus tard. La société a déclaré: "La crypto-monnaie est une bonne idée… mais cela ne peut pas coûter cher à l’environnement." Pourquoi la crypto-monnaie est-elle mauvaise pour l’environnement? Et cela peut-il changer? Creusons.
Qu’est-ce que la crypto-monnaie ?
Avant d’aborder les questions environnementales, il est important de savoir ce qu’est la crypto-monnaie et d’où elle vient. En son cœur, la crypto-monnaie est une forme de monnaie numérique. Il y a de fortes chances que vous disposiez déjà d’une monnaie numérique et que vous n’y ayez peut-être jamais beaucoup réfléchi. Lorsque vous magasinez en ligne ou payez en personne avec une carte de débit, vous utilisez une monnaie numérique. Après tout, vous ne remettez pas d’argent physique.
Mais là où la crypto-monnaie s’écarte des autres monnaies numériques, c’est le grand livre. Lorsque vous payez avec une carte de débit, un système de vente au détail contacte votre banque et vous demande votre argent. La banque vérifie ses registres pour s’assurer que vous avez les fonds, puis les disperse. La plupart des devises reposent sur un grand livre privé ou centralisé.
La crypto-monnaie se targue d’utiliser un grand livre décentralisé (également connu sous le nom de blockchain ). Aucune entité ne contrôle les informations concernant qui a combien de quel type de fonds. Au lieu de cela, ces informations sont partagées et validées parmi les nombreux volontaires participant à une pièce de crypto-monnaie particulière.
Une autre facette unique de la crypto-monnaie est quelque chose qu’elle partage avec la monnaie physique – un pool limité d’actifs. Le dollar américain numérique est effectivement sans fin. Ce sont des chiffres dans un ordinateur, et quand quelqu’un gagne un sou de plus, nous n’avons pas besoin d’en trouver un à lui donner. De même, les milliardaires n’ont pas à se soucier de l’endroit où stocker leur argent (nonobstant Scrooge McDuck) ou de ce qu’il faut faire s’ils ont gagné plus d’argent qu’il n’en existait réellement.
Mais l’argent physique est fabriqué, mis en circulation, détruit et refait. Et de même, la plupart (sinon la totalité) des crypto-monnaies sont «fabriquées» (appelées minage) et comportent un point d’arrêt. Prenez Bitcoin, par exemple ; au début de 2011, seuls environ 5,2 millions de Bitcoins existaient. Aujourd’hui, plus de 18 millions de Bitcoins existent. Mais le système n’autorise que 21 millions de Bitcoins – une fois que nous avons atteint ce nombre, c’est tout: plus de nouveaux Bitcoins.
Et c’est le processus de fabrication de la crypto-monnaie qui peut causer des problèmes environnementaux. Parce que pour de nombreuses pièces, l’extraction de crypto-monnaie repose sur une "preuve de travail" au lieu d’une "preuve d’enjeu". Voici ce que cela signifie.
Preuve de travail : un problème environnemental
Pour les crypto-monnaies les plus populaires, comme Bitcoin et Etherium 1.0, faire plus de monnaies (appelé minage) est ardu. Toute personne intéressée par l’extraction de crypto-monnaies configure un logiciel sur un nombre quelconque d’appareils (PC, téléphones, machines d’extraction dédiées, etc.), puis le laisse fonctionner aussi longtemps qu’elle le souhaite.
Première partie : le concours
Mais l’exploitation minière est un processus en plusieurs étapes. La première partie est une course de puzzle à l’aveugle que chaque mineur participant tente de gagner. Vous avez peut-être entendu dire que l’exploitation minière consiste à faire des calculs complexes, mais ce n’est pas tout à fait vrai. Au lieu de cela, le système lui-même propose une équation complexe avec une seule réponse, mais il ne révèle pas l’équation. Chaque mineur tente essentiellement de deviner quelle est la réponse sans connaître l’équation. Soit la supposition est bonne et le mineur gagne, soit elle est fausse et doit réessayer. Le premier mineur à deviner juste remporte la manche.
La beauté du système est qu’il est difficile de devenir le gagnant mais facile de dire qui a gagné. C’est un peu comme résoudre un puzzle avec l’image vers le bas en mettant toutes les pièces en place au hasard. Cela demanderait beaucoup d’efforts, mais vous savez le moment où il est résolu.
Deuxième partie: Le grand livre
La deuxième partie concerne la quadrature du grand livre. Vous souvenez-vous que les banques ne gardent pas une trace des crypto-monnaies ? Les mineurs le font. Chaque fois que quelqu’un envoie ou reçoit de la crypto-monnaie, cette information est partagée avec le grand livre public, puis vérifiée ultérieurement par les mineurs. C’est ce qui empêche quiconque de dépenser deux fois le même bitcoin et facilite le suivi des dépenses en crypto-monnaie.
Considérez-le comme quelque chose de similaire au numéro de série sur un billet de 20 $. Si vous photocopiez un billet de 20 $ avec les bonnes couleurs et le bon papier, il peut sembler réel. Mais lorsque vous essayez de dépenser les deux «billets de 20 $», le fait qu’ils aient le même numéro de série révélera le faux (entre autres mesures de sécurité).
De même, chaque mineur qui remporte le concours dans la première section reçoit un bloc de transactions pour valider et s’assurer que les personnes qui prétendent posséder la crypto qu’ils dépensent la possèdent réellement. Une fois que le mineur vérifie et valide les transactions, les informations sont distribuées à tous les autres systèmes qui composent le grand livre. Cette partie est facile mais lucrative. Pour gagner le bloc et valider les transactions, vous obtenez une partie des crypto-monnaies nouvellement créées (6,3 dans le cas de Bitcoin), et si les transactions entraînent des frais, ceux-ci vous reviennent également.
Gagner nécessite beaucoup d’énergie
Et ces deux parties de l’exploitation minière travaillent main dans la main pour augmenter la consommation d’énergie. Plus votre machine est puissante, plus elle prend des suppositions rapidement. Plus les suppositions sont rapides, plus vous avez de chances de gagner le concours de la nouvelle pièce cryptographique. Un matériel puissant ne garantit pas que vous gagnerez, mais il augmente vos chances, tout comme l’achat de plus de billets de tombola augmente les chances de gagner un prix. Le gars qui n’a acheté qu’un seul billet pourrait toujours gagner, et la personne avec une machine sous-alimentée pourrait toujours obtenir la crypto-monnaie. C’est un pari.
Mais, dans une épée à double tranchant, un matériel puissant nécessite plus d’électricité pour fonctionner, ce qui est le premier coup contre les solutions de preuve de travail. Après tout, le but de l’exploitation minière est de faire des profits, et une facture d’électricité plus élevée ronge les profits. Pour résoudre ce problème, de nombreux mineurs installent leurs machines dans des endroits qui offrent des tarifs d’électricité bon marché (ou la volent ! ), qui à leur tour dépendent généralement des combustibles fossiles au lieu des énergies renouvelables ou même nucléaires. C’est un double coup dur pour l’environnement: plus de consommation d’énergie dans des endroits plus sales.
Et pour ajouter au problème, plus il y a de gens qui minent, plus il est difficile de miner. Dans le cas de Bitcoin (et d’autres similaires), le système ne crée qu’un nouveau bloc à résoudre toutes les dix minutes. Une fois qu’il est résolu, vous devez attendre dix minutes pour réessayer. Plus il est résolu rapidement, plus le système rendra le bloc suivant difficile. Ainsi, à mesure que le prix du Bitcoin augmente, de plus en plus de personnes interviennent et le système s’adapte pour rendre la résolution du puzzle plus difficile.
Cela signifie que les gens comptent sur des ordinateurs plus puissants et des mineurs dédiés, qui consomment encore plus d’énergie. C’est un problème qui se nourrit de lui-même. Dans le processus, les prix des GPU ont monté en flèche, NVIDIA a essayé de paralyser l’exploitation minière sur son matériel, et il est presque moins cher d’acheter un ordinateur pré -construit maintenant que de construire le vôtre. Certaines entreprises ont même essayé de se lancer dans la tendance, comme le malheureux Kodak KashMiner illustré ci-dessus.
Selon le Cambridge Center for Alternative Finance (CCAF), l’extraction de Bitcoin consomme à elle seule 112,57 térawattheures par an, soit plus que des pays comme les Émirats arabes unis et les Pays-Bas en consomment en un an. Et pour résoudre ce problème, certaines crypto-monnaies se tournent vers un système entièrement différent qui repose sur une preuve de participation ou une preuve de couverture au lieu d’une preuve de travail.
L’exploitation minière alternative consomme moins d’énergie
Pour s’éloigner des systèmes de preuve de travail aux besoins électriques intenses, certaines crypto-monnaies se tournent vers des options alternatives. Les deux choix populaires en ce moment sont la preuve de participation et la preuve de couverture. Etherium, en particulier, qui fonctionne actuellement sur un modèle de preuve de travail, prévoit de passer complètement à un modèle de preuve de participation d’ici 2022.
La preuve de participation est un système de tirage au sort
Le système de preuve de participation renverse le cryptominage sur sa tête en supprimant entièrement la concurrence. Au lieu de vous affronter pour résoudre un puzzle en premier, vous investissez vos pièces dans le système pour gagner plus de pièces. Vous devez toujours fournir du matériel, mais il n’est pas nécessaire qu’il soit puissant dans le nouveau système. Ce système se concentre uniquement sur la seconde moitié de l’exploration de la preuve de travail: la validation.
Avec une preuve de mise, vous «misez» des pièces dans un système semblable à un tirage au sort pour prouver que vous êtes un validateur digne de confiance. Plus vous misez de pièces, plus vous obtenez d’entrées. Lorsqu’il est temps de créer un nouveau bloc de pièces, le système choisit des participants au hasard pour créer de nouveaux blocs. Si vous n’êtes pas sélectionné, vous pouvez valider les blocs précédemment créés à la place pour l’exactitude et la légitimité.
Contrairement à la preuve de travail, vous n’obtenez pas les pièces que vous avez faites dans ce système. Au lieu de cela, vous êtes récompensé par des pièces pour la création et la validation de blocs. Vous pouvez également conserver les pièces que vous avez jalonnées, à moins que vous ne validiez des blocs malveillants. Les tricheurs ne prospèrent jamais dans ce système.
Empêcher les tricheurs est le point original, en fait. Dans un système de preuve de travail, si quelqu’un dispose de 51 % de toute la puissance de traitement d’un système, il peut créer des blocs malveillants et de fausses pièces. Lorsque Bitcoin manque de nouvelles pièces à exploiter, les gens peuvent quitter le navire et soudainement, avoir 51% de toute la puissance devient plus facile.
En preuve de participation, vous n’obtiendrez le pouvoir de créer des blocs malveillants qu’en possédant 51% de toutes les pièces. Et même alors, vous pourriez perdre toutes vos pièces en essayant. Ainsi, même dans le scénario improbable où quelqu’un possède 51% de tout Etherium, le système a une dissuasion intégrée à tricher. Créez une mauvaise pièce et faites-vous attraper, et vous perdez toutes vos pièces.
Mais le résultat est que la preuve de participation ne nécessite pas de matériel puissant. La validation des blocs n’est pas la partie la plus difficile ; c’est la course pour résoudre le puzzle. Le système de preuve de participation supprime entièrement le puzzle, donc presque n’importe quel matériel fera l’affaire, tant que vous avez suffisamment de pièces pour entrer. Lorsque Etherium lancera son modèle 2.0, les utilisateurs devront miser 32 pièces, ce qui représente beaucoup d’argent (environ 80 000 $ au moment d’écrire ces lignes).
Certains mineurs et applications de crypto-monnaie travaillent sur la mise en commun des ressources afin que les personnes ayant moins de 32 Etherium puissent toujours l’obtenir sur l’action, mais cela comporte des risques, tout comme le modèle de preuve de couverture.
La preuve de couverture fonctionne avec votre réseau
Hélium Systèmes Inc.
Quelques crypto-monnaies, comme Helium, fonctionnent sur un autre modèle appelé système de preuve de couverture (PoC). Avec ce modèle, vous ne résolvez pas d’énigmes ni ne misez de pièces. Au lieu de cela, vous fournissez un service. Helium, en particulier, vous oblige à héberger un routeur chez vous qui se connecte à votre réseau.
Le routeur Helium diffuse ensuite un signal LoRaWAN (c’est-à-dire un réseau étendu à longue portée) que d’autres peuvent utiliser. LoRaWAN alimente les tuiles de suivi, les moniteurs de santé, et plus encore. Lorsqu’un appareil compatible s’approche de votre routeur Helium, il se connecte automatiquement au réseau partagé. Et j’espère que quelqu’un pourra retrouver ses clés perdues ou un animal de compagnie disparu.
Pour votre peine, vous obtiendrez une crypto-monnaie, mais combien dépend d’un ensemble variable de circonstances. De temps en temps, votre routeur PoC vous contactera pour prouver que vous l’avez maintenu connecté au réseau. Un autre routeur PoC à proximité validera ces informations et vous serez récompensé.
Mais parce que l’idée est de construire le réseau à grande échelle tout en évitant la surpopulation, les routeurs trop proches obtiennent moins de pièces. Cela empêchera quelqu’un d’héberger trois routeurs dans une maison et de gagner beaucoup de pièces tout en fournissant peu de services. Même les voisins sont trop proches pour gagner le plein montant. Dans le même temps, les routeurs trop éloignés ne peuvent pas se valider. Donc, si vous vivez dans une zone trop encombrée, votre part des pièces diminue. Et si vous possédez le seul routeur PoC dans votre région, votre travail ne sera pas validé et vous gagnerez moins de pièces.
C’est mettre de côté l’idée d’inviter un autre réseau secondaire dans votre maison et les questions de sécurité impliquées. De plus, les routeurs sont chers, de l’ordre de 500 $, et certains nécessitent un paiement via d’autres crypto-monnaies, comme Tether. Mais si vous êtes à l’aise avec cela, les routeurs eux-mêmes nécessitent très peu d’énergie et ne consomment pas autant d’énergie que le cryptomining traditionnel. Et vous pourriez fournir un service précieux.
En fin de compte, comme pour toutes les crypto-monnaies, l’avenir est inconnu. L’abandon du système de preuve de travail pourrait tomber à plat et nous pourrions être coincés avec l’exploitation minière traditionnelle à long terme. Ou toute la crypto-monnaie elle-même pourrait connaître un échec.
C’est difficile à dire car la plus grande force de la crypto-monnaie est aussi sa pire faiblesse: la décentralisation. Cela crée un système volatil, et les récentes baisses de Bitcoin et d’Etherium le prouvent. Un tweet singulier d’une entreprise de véhicules électriques, suivi d’une annonce de la Chine, a conduit à la fois à une spirale et à une perte de milliers de dollars de valeur.
Mais pour l’instant, au moins, la plupart des crypto-monnaies nécessitent une énorme quantité d’énergie, et c’est quelque chose qui mérite d’être considéré. Si la protection de l’environnement figure en bonne place sur votre liste de préoccupations, que ce soit en tant qu’individu ou en tant qu’entreprise envisageant d’ajouter des options de paiement par crypto -monnaie, l’exploitation de mineurs énergivores dans des zones de combustion de combustibles fossiles va à l’encontre de cet objectif.