Quand le dernier bitcoin sera-t-il extrait ?

Le bitcoin est un actif dont le nombre de pièces est limité à 21 millions, qui seront toutes en circulation en 2140. D’ici là, leur émission est régie par l’algorithme mis au point par son créateur, Satoshi Nakamoto, qui repose sur le concept de « preuve de travail » (Proof of Work) et réduction de moitié. À l'heure où nous écrivons ces lignes, la quantité de bitcoins en circulation s'élève à environ 19 827 234 unités.

Grâce à un code source ouvert, à des incitations pour les mineurs, à des développements continus et à une théorie des jeux sophistiquée inhérente au système, la sécurité, la distribution et la résilience du protocole semblent inattaquables.

Cependant, contrairement à ce que cette introduction pourrait laisser penser, cette vision optimiste n'est pas partagée par tous les membres de la communauté. À ce jour, les mineurs sont incités à assurer la sécurité du réseau et à valider les transactions principalement par l'émission de nouveaux bitcoins et, accessoirement, par les frais de transaction. Bien que l'année 2140 ne soit pas imminente, les utilisateurs, les développeurs et les investisseurs s'interrogent déjà, à juste titre, sur la pérennité du réseau. 

Dans cet article, nous allons explorer le processus de minage, les effets des halvings, les prédictions sur l'avenir et ce qui se passera après le minage du dernier bitcoin.

Comment fonctionne le minage de Bitcoin ? 

Les transactions en bitcoins et la création de nouveaux bitcoins sont validées par un processus complexe appelé minage. Le minage repose sur des applications logicielles qui fonctionnent aujourd'hui sur du matériel spécialement conçu, et les mineurs du monde entier connectent leurs appareils de minage pour former un réseau mondial pair-à-pair. Ensemble, ils rivalisent pour ajouter de nouveaux blocs à la blockchain en compilant les transactions en blocs. Toutefois, ces blocs doivent respecter les règles de consensus appliquées par les nœuds de validation et les autres mineurs. Si un bloc contient des transactions non valides ou ne respecte pas les critères du réseau, il est rejeté, ce qui entraîne pour le mineur un gaspillage de ressources informatiques et d'électricité.

Tout comme les chercheurs d’or ont besoin de pioches et de pelles pour extraire l’or, ces nouveaux « mineurs » numériques ont eux aussi besoin d’outils pour « miner » des bitcoins, à savoir : du matériel de minage et de l’énergie. Les mineurs sont des propriétaires d’ordinateurs puissants qui contribuent, chacun à hauteur de sa puissance de calcul et de sa consommation d’énergie, à la sécurité du réseau d’une cryptomonnaie basée sur le principe de la « preuve de travail » (Proof of Work), comme le Bitcoin.
Le minage consiste à résoudre des énigmes mathématiques complexes. Les ordinateurs des mineurs (appelés « nœuds ») collectent les transactions effectuées par les utilisateurs, qui sont ensuite enregistrées dans une sorte de conteneur global temporaire appelé «mempool« toutes les dix minutes (le « temps de bloc » fixe du Bitcoin), puis les insèrent dans les blocs qui constituent ensuite la blockchain. Les ordinateurs s’affrontent alors pour résoudre une énigme cryptographique complexe afin d’être les premiers à valider le nouveau bloc de la blockchain. » 

Le processus d'exploitation minière étape par étape

Le minage est le processus par lequel les blocs de la blockchain sont créés. Les « mineurs » récupèrent les transactions qui n’ont pas encore été exécutées dans le « mempool », c’est-à-dire l’espace virtuel où un ensemble de transactions est temporairement stocké en attendant d’être validé.

Voici les principales étapes du processus d'extraction minière :

• Sélection des transactions : Le mineur sélectionne les transactions dans le « mempool », en donnant souvent la priorité à celles dont les frais sont les plus élevés.
• Fonction de hachage : Le mineur applique une fonction de hachage (une sorte de « boîte noire » qui transforme une chaîne de caractères en une autre chaîne complètement différente) à l'identifiant de la transaction. Il doit trouver un résultat de cette fonction de hachage comportant un certain nombre de zéros en tête.
• Preuve de travail : Le mineur modifie un paramètre (en ajoutant un nombre aléatoire) de l'entrée de la fonction de hachage jusqu'à obtenir une sortie qui respecte l'exigence relative au nombre de zéros en tête. Ce processus est appelé « preuve de travail », et le nombre aléatoire saisi en entrée pour obtenir une sortie comportant un nombre prédéterminé de zéros est appelé « nonce ». 
• Difficulté : Le Difficultés d'exploitation du BTCou le nombre de zéros requis au début du hachage, est ajusté en fonction de la puissance de calcul totale des mineurs du réseau. L'objectif est de maintenir un temps moyen de création d'un bloc (un ensemble de transactions) d'environ 10 minutes pour le bitcoin. S'il y a plus de mineurs, le protocole exige une entrée avec plus de zéros, ce qui augmente la difficulté.
• Validation et récompense : Une fois qu’une chaîne correcte est trouvée, le mineur envoie le bloc aux autres mineurs. Si les mineurs s’accordent sur la validité du travail effectué, le mineur qui a réalisé la preuve de travail reçoit une récompense, qui comprend de nouvelles cryptomonnaies (dans le cas du Bitcoin, générées via la « transaction de base ») et les frais payés pour les transactions incluses dans le bloc. La « transaction de base » est la première transaction du bloc, dans laquelle le mineur s'envoie à lui-même la récompense.

Tout cela peut être vérifié à l'aide d'un explorateur de réseau Bitcoin classique. En analysant n'importe quel bloc du réseau, nous pouvons identifier tous les détails décrits :

• Le hash du bloc : 00000000000000001dc221ad33aad1fce179ff8e55b01641db50e9bbe1baf
• Le nonce qui l'a généré : 4,002,775,681
• La difficulté : 110 568 428 300 952,69
• Frais de transaction : 0,08560499 BTC
• La transaction de base de la pièce est de 3,21060499 BTC ;
• Un certain nombre d'autres détails intéressants.

Qu'est-ce qu'un halvage et comment affecte-t-il l'exploitation minière ? 

Le protocole Bitcoin repose sur deux concepts liés à la rareté.

Le premier concept, déjà anticipé, est l'offre limitée de bitcoins. Le protocole établit que le nombre maximum de bitcoins en circulation ne doit jamais dépasser 21 millions ; il est donc impossible d'en avoir plus.

Le deuxième concept est appelé "halving" (réduction de moitié). Tous les 210 000 blocs environ (approximativement tous les quatre ans), la récompense pour le minage de bitcoins, appelée "récompense de bloc", est divisée par deux. En réduisant la vitesse de mise en circulation de nouveaux bitcoins, on obtient un effet inverse sur l'inflation, qui ralentit jusqu'à s'arrêter complètement après le minage du dernier bitcoin.

En mai 2020, le nombre de nouveaux bitcoins ajoutés au réseau (toutes les 10 minutes) par le biais du "minage" virtuel a été divisé par deux, passant de 12,5 à 6,25. En avril 2024, elle a encore diminué pour atteindre environ 3 125, et le processus se poursuivra jusqu'à ce que 21 millions de pièces aient été extraites (ce qui devrait se produire en 2140). À ce moment-là, les mineurs s'appuieront uniquement sur les frais de transaction pour valider les blocs.

Quand le dernier bitcoin sera-t-il extrait ? 

Le nombre total de bitcoins exploitables diminue de manière exponentielle à chaque réduction de moitié. Si le réseau maintient un rythme constant, en continuant à construire des blocs en moyenne toutes les 10 minutes, le processus se prolongera jusqu'en 2140, date à laquelle la dernière fraction de bitcoin sera minée.

Quelles sont les variables susceptibles d'influencer la date finale ?

Des facteurs tels que la difficulté d'extraction, le nombre de mineurs actifs et d'éventuelles mises à jour du protocole peuvent accélérer ou ralentir le délai prévu. En fait, les blocs ne sont pas créés exactement toutes les 10 minutes. Il y aura des périodes où le délai sera plus ou moins long, en fonction du nombre de mineurs participant au processus. Dans tous les cas, ces facteurs peuvent faire varier la date de quelques jours ou semaines. Il est très probable que l'année restera 2140.

Par exemple, dans les moments de forte activité sur la chaîne, la rentabilité des mineurs augmente et de nouveaux opérateurs activeront probablement les machines, augmentant ainsi le nombre de mineurs en activité, ce qui détermine une diminution du temps moyen de création d'un bloc. Pour revenir à la moyenne de 10 minutes, la difficulté est augmentée. La difficulté s'ajuste automatiquement toutes les deux semaines environ. C'est pourquoi on estime que l'année au cours de laquelle le dernier bitcoin sera miné est 2140, mais il n'y a pas de date précise.

Que se passera-t-il lorsque tous les bitcoins auront été extraits ? 

L'une des principales questions que se posent les investisseurs concerne l'avenir des mineurs. Actuellement, les mineurs reçoivent une double récompense : la récompense du bloc (nouveaux bitcoins) et les frais de transaction. Une fois le dernier bitcoin extrait, leur seule source de revenus sera les frais de transaction payés par les utilisateurs.

Pour que le réseau reste sûr et durable, le volume de transactions et les frais doivent être suffisamment élevés pour que les mineurs aient toujours un intérêt économique à faire fonctionner les machines et à maintenir le réseau sûr et opérationnel. À ce jour, il ne fait aucun doute que le niveau d'adoption n'a pas été atteint au point de pouvoir maintenir la structure avec les seuls frais de transaction. Il y a eu des moments où l'exploitation minière a été particulièrement rentable, mais il s'agissait de moments temporaires nés du développement de récits particuliers, qui ont créé un engouement particulier et un FOMO parmi les utilisateurs. Le dernier événement de ce type a eu pour protagonistes les ordinaux, qui ont littéralement fait exploser les frais de transaction. Cependant, l'engouement pour les ordinaux n'a duré que quelques semaines et, à ce jour, les frais de transaction sont revenus à des niveaux normaux, certainement insuffisants pour garantir le succès de l'opération. la sécurité du réseau sans l'incitation de la récompense en bloc.

Toutefois, si les commissions ne sont pas suffisantes pour couvrir les coûts énergétiques et opérationnels, certains mineurs pourraient abandonner le réseau, ce qui pourrait nuire à la sécurité de la blockchain. Toutefois, comme nous l'avons déjà mentionné, la difficulté s'ajusterait automatiquement pour maintenir une production de blocs saine. D'autre part, un faible nombre de mineurs représente une menace pour la sécurité du réseau, car il facilite la possibilité de mener l'effrayante (et improbable) attaque 51%.

Le bitcoin est-il encore sûr ?

La sécurité de Bitcoin dépend du nombre de mineurs actifs. Actuellement, le réseau Bitcoin représente la blockchain avec le plus grand nombre de participants et la récompense des blocs assure une incitation constante, mais lorsque celle-ci disparaîtra dans quelques années en raison des différents halvings, il y aura une transition naturelle vers un système de sécurité basé principalement sur les commissions de transaction et, à partir de 2140, exclusivement sur celles-ci.

Si les commissions ne sont pas suffisantes, de nombreux mineurs éteindront les machines et le réseau pourrait devenir moins sûr, s'exposant ainsi à des risques tels que l'attaque 51%. Il faut toutefois tenir compte du fait qu'une telle attaque est déjà extrêmement coûteuse de nos jours et qu'elle est peu probable compte tenu de la taille actuelle du réseau.

 La difficulté pratique d'une attaque 51% sur Bitcoin

Un scénario dans lequel une attaque 51% pourrait être bénéfique à un groupe de mineurs est celui dans lequel les coûts de l'attaque (par exemple, l'électricité nécessaire au minage et le matériel nécessaire) sont inférieurs aux gains qui peuvent être obtenus en manipulant la blockchain. Par exemple, le groupe de mineurs pourrait être en mesure de réécrire le dernier bloc de la blockchain pour annuler les paiements qu'il a effectués, afin d'obtenir le service ou le bien payé et de reprendre possession des bitcoins dépensés.

L'attaque n'affecterait donc qu'une petite partie de la blockchain car, même en contrôlant 51% de la puissance de hachage de Bitcoin, il serait extrêmement difficile de réécrire la blockchain de Bitcoin depuis le début. Dans l’exemple ci-dessus, supposons que la personne recevant le paiement se contente de la première confirmation avant d’expédier le bien vendu. Mais si elle souhaitait attendre 4 confirmations, les attaquants devraient alors prolonger l’attaque bien plus longtemps, en y consacrant encore davantage de ressources.

En effet, pour réécrire l'intégralité de la blockchain à partir du bloc 0, un attaquant aurait besoin d'une puissance de hachage colossale, bien supérieure à celle de l'ensemble des mineurs actuellement actifs sur le réseau. De plus, une telle attaque nécessiterait énormément de temps et de ressources, car l’attaquant devrait générer un nombre colossal de blocs valides et convaincre tous les autres nœuds du réseau d’accepter sa version de la blockchain. Il devrait en outre préparer son attaque en secret, ce qui constitue la partie la plus difficile. D'une part, la somme d'argent nécessaire pour mener à bien l'attaque est si importante que seul un État-nation pourrait la planifier. Or, dans un régime démocratique, il serait impossible d'allouer une somme colossale sans éveiller les soupçons des électeurs (parmi lesquels se trouvent sans aucun doute des utilisateurs de Bitcoin). Deuxièmement, les ASIC disparaîtraient du marché, ce qui susciterait d’autres doutes ; le hashrate exploserait et il faudrait évidemment construire des sites pour accueillir ces machines d’une superficie équivalente à celle de deux centrales nucléaires. Il serait impossible de mener tout cela dans le plus grand secret, et dès qu’une attaque potentielle de type 51% serait envisagée, tous les grands esprits à l’origine du développement du Bitcoin s’empresseraient de modifier quelques lignes de code seulement pour réduire à néant les dépenses engagées par l’attaquant.

En résumé, bien qu'une attaque 51% soit théoriquement possible, la complexité et l'énorme quantité de ressources nécessaires pour la mener à bien la rendent hautement improbable dans la pratique. C'est pourquoi, bien que nous ne puissions même pas émettre d'hypothèses sur ce qui se passera en 2140, nous pouvons certainement affirmer qu'à ce jour, Bitcoin reste le projet qui résiste le mieux à la double dépense de l'argent numérique actuellement développé par l'homme.

Le rôle des commissions de transaction à long terme

Le volume des transactions sera un facteur clé de l'avenir du réseau Bitcoin. Avec l'utilisation croissante du réseau et le développement de solutions d'évolutivité telles que la technologie Réseau EclairLe nombre de transactions devrait augmenter de manière significative.

Si la demande d'espace de bloc augmente, les frais pourraient être suffisants pour inciter les mineurs à continuer à sécuriser le réseau. Toutefois, il reste à voir comment le marché s'adaptera à cette transition et si l'écosystème Bitcoin sera en mesure d'évoluer pour maintenir un niveau de sécurité adéquat à long terme. Il est important de noter que le problème ne se posera pas seulement en 2140, mais que les frais de transaction seront déjà pertinents dans 20 ans seulement, car la réduction de moitié aura clairement continué à diviser les récompenses par deux tous les 4 ans. 

Si nous nous projetons dans 20 ans et que la valeur du bitcoin en dollars reste stable à son niveau actuel, ainsi que la demande d'espace pour les blocs, la récompense pour les blocs représenterait une incitation insuffisante dès la décennie 2030/40 et le bitcoin pourrait être considéré comme un échec.

Mais en réalité, 20 ans de technologie représentent une ère géologique. Il suffit de dire qu'il y a 20 ans, le système d'exploitation Android n'existait pas, les internautes étaient ⅓ des internautes actuels, les téléphones portables n'étaient pas des écrans tactiles et les téléviseurs étaient des blocs d'un mètre carré. D'autre part, le développement technologique contribuera très probablement à réduire les coûts liés à l'exploitation minière grâce à l'utilisation d'énergies renouvelables ou de nouvelles technologies de rupture que nous ne pouvons même pas imaginer après 20 ans. Par conséquent, des récompenses plus faibles pourraient encore être suffisantes pour les mineurs de l'avenir qui, face à la baisse des coûts, seront en mesure de maintenir un certain degré de marginalité. Dans tout cela, nous tenons pour acquis que le marché minier restera tel qu'il est aujourd'hui !

Le sort du bitcoin : survie ou extinction ?

Chez Trakx, ce que nous souhaitions faire passer à travers cet article, c’est qu’il y a tellement de variables en jeu que parler aujourd’hui du problème de la pérennité du réseau dans dix ans n’est qu’une « discussion stérile ». L’absence d’une récompense par bloc suffisante pour rémunérer les mineurs pourrait effectivement entraîner la disparition du Bitcoin, mais cela ne serait que la conséquence de l’échec de la société à adopter cette technologie. Le budget de sécurité représente la mort naturelle du Bitcoin, dont le seul remède est l’adoption massive.

En fin de compte, la question pourrait se résumer ainsi : le Bitcoin ne survivra que si l'humanité choisit de l'utiliser. Si ce n'est pas le cas, le Bitcoin connaîtra un échec cuisant. Mais pourquoi l'humanité refuserait-elle d'utiliser le protocole le plus révolutionnaire jamais créé ?