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L'histoire et l'évolution du Minage de Bitcoin. Partie 1: 2009 à 2015

par Maciej Cepnik il y a environ 2 mois

Le Halvening du Bitcoin est un événement majeur attendu par des nombreux acteurs de l’écosystème Bitcoin. Arrivant à environ tous les 4 ans, le Halvening est le processus par lequel l’offre de Bitcoin arrivant dans le marché se réduit de moitié. Cette réduction est ancrée dans le protocole et personne n’y peut rien.

Nombreuses sont les spéculations sur l’effet de cet événement sur le cours en Fiat du Bitcoin. Certains stipulent que le marché libre étant logiquement efficient a déjà inclus ce facteur dans le prix du Bitcoin. Peu importe votre opinion à ce sujet, un groupe d’acteurs particuliers de l’écosystème se retrouve particulièrement affecté par le Halvening, soit les mineurs du Bitcoin.

Pour leurs efforts de computation de l’algorithme SHA-256, les mineurs se voient récompensés sous forme des frais de transactions ainsi que des récompenses protocolaires associées à chacun des blocs. Pour l’instant, les frais de transactions sont minimes comparativement aux compensations des blocs, ce qui rend les mineurs fortement dépendant à ceux-ci pour leurs revenus. Cette réduction oblige les mineurs à innover et rendre leurs machines plus performantes afin de rester compétitif.

Bien que les Halvenings sont des événements majeurs, ils n’arrivent qu’aux 210 000 blocs. Bien d’autres facteurs dans le marché ainsi qu’une rapide évolution de la technologie contribue à l’expansion et la transformation rapide de l’industrie du minage.

Dans cet article, nous explorons l’histoire du minage et constatons sa perpétuelle itération.

Le début, 50 Bitcoins à chaque bloc (2009-2012)

Le minage débute lors de la publication et lancement du protocole à source libre du Bitcoin en Février 2009. Au début, comme mentionné dans le livre blanc, cette activité se faisaient uniquement avec des CPU, soit les unités centrales de traitements d’un ordinateur. Satoshi Nakamoto lui-même était le premier mineur et très peu d’acteurs joignaient le réseau pour participer à la preuve de travail.

À l’époque, aucun programme ni matériel informatique spécialisé n’étaient conçu pour le minage, limitant fortement le taux de hachage total du réseau. Des nombreuses composantes informatiques subséquentes résultant de l’évolution du minage tel que les GPU (processeurs graphiques), les FPGA (circuits logiques programmables) et les ASIC (circuit intégrés propre à une application) ne faisaient pas partie du paysage.

L’industrie embryonnaire était essentiellement composée d’acteurs singuliers de la communauté Cypherpunk qui itéraient sur le protocole et le code, sans considérer initialement le minage comme une industrie en soi. Ainsi en 2009, le taux de hachage journalier moyen du réseau n’augmenta que de 16 fois (462.433k à 11.1451 M de hashs par seconde), lorsque calculé de son taux le plus bas de l’année par rapport au taux journalier moyen à la fin de celle-ci.

2010

Cette dynamique changea rapidement durant l’année 2010 lorsque Satoshi commença à inviter activement d’autres développeurs pour participer au développement du code, mais également à devenir des membres à part entière du réseau. En une année seulement, le taux de hachage journalier moyen augmente d’environ 15 000 fois (passant de 7.60 M de hash à 119.94G de hashs par seconde). Une augmentation incroyable comparativement à l’année précédente.

En contrepartie, cette augmentation drastique amena également une augmentation de la difficulté qui rendit le minage par l’intermédiaire des CPUs non rentable et inefficace. La variance entre différents modèles de CPU était extrêmement prononcée et seulement les plus puissants d’entre eux étaient utilisés pour le minage à la fin de l’année 2010.

2011

Le dernier clou sur le cercueil des CPUs fut la publication d’algorithmes de minage adaptées pour les cartes graphiques par certains développeurs. Bien qu’ils étaient utilisés de manière individuelle au début de l'année, soit un GPU (carte graphique) comme une unité de minage, ce fut assez bref avant que certains assemblent ingénieusement plusieurs GPUs ensemble pour multiplier leur rendement.

Communément appelés RIGs, ces ordinateurs contaient soit 2, 4, 8, 12 et même plus de 15 GPUs individuels sur une carte mère pour se partager plus efficacement l’énergie des unités d’alimentation électriques. Rapidement furent abandonnées toutes composantes non nécessaire au minage. Une boîte d’ordinateur? Oubliez ça! Les GPUs sont fixés sur des armatures de fortunes de divers matériaux. En plus de limiter les coûts, cette méthode permet une meilleure aération.

Avec cette méthode commence l’industrialisation du minage, car des machines sont créées uniquement pour servir cette fonction. Un autre événement qui précéda la véritable ruée vers le minage est la mise en publication de la première implémentation du minage de Bitcoin en Verilog, une langue de programmation pour les FPGA. Bien qu’ils permissent une augmentation du rendement de quelques dizaines de pourcent, cette méthode de minage ne fut jamais adoptée sur une grande échelle. Ceci est expliqué que les FPGAs sont des appareils électroniques spécialisés et coûteux, et donc moins disponibles pour des consommateurs du grand public. De plus, la programmation sur les FPGAs est particulièrement difficile, ce qui freina également leur adoption.

L’émergence de ces nouveaux moyens de minage ainsi qu’un intérêt grandissant envers le Bitcoin propulsa le taux de hachage journalier moyen augmenta d’environ 550 fois, passant de 119.95G à 8.92T de hashs par seconde.

2012

L’année 2012 fut tranquille pour ce qui était des lancements au niveau de nouveau matériel informatique ou de lancement de logiciels. Le taux de hachage total du réseau à son tour augmenta seulement d’environ 2.5 fois (8.9254T de 24.3315 T  de hashs par seconde), la plus basse augmentation de l’histoire du Bitcoin jusqu’à présent. Malgré cette apparence tranquille, plusieurs innovations technologiques se mijotaient en coulisses. Les plus grands acteurs savaient que cela ne s'arrêtait pas aux GPUs ni aux FPGAs, des puces spécialisés pour réaliser certains calculs existent depuis bien longtemps dans l’industrie informatique. Nommé ASIC, acronyme de Application-specific integrated circuit, ce type d’ordinateur ne sont que conçus pour réaliser un type de calcul uniques, optimisant ainsi au maximum le pouvoir d’une machine. Dans le cas du Bitcoin, les ASICs qui servent au minage de celui-ci, ne réalisent que du hachage de type SHA256 en mode force brute. Des nombreuses compagnies tel que Canaan, AsicMiner, Butterfly Labs, bASIC commencèrent une course à l'armement pour le développement de ces puces.

Le 11 Novembre 2012, après plus de 3 ans que le réseau roule avec liberté et adverserialité entre les mineurs, le premier halvening eut lieu. Les mineurs devaient maintenant faire face à une récompense réduit de moitié, soit de 50 à 25 Bitcoin. La tension était forte pour se rendre au prochain niveau de l'industrie, la découverte des ASICs.

Ce fut Canaan, une compagnie d’origine chinoise, qui emporta cette course à la montre et inventa le premier ASIC du Bitcoin en janvier 2013, après des mois de développements. Le coût initiale de la machine était de $1500 USD par unité pour 60 000 MH/s. Une augmentation tellement impressionnante du taux de hachage (près de 50 fois plus efficace) par rapport aux GPUs (cartes graphiques) et des FPGA. Cette nouvelle invention rendit donc les anciennes méthodes de mining rapidement obsolètes et obligea les mineurs existants du réseau à s’adapter rapidement.

Nous pouvons également considérer cela comme le début d’une nouvelle ère du minage, sachant que le côté plus hobbyiste de celui-ci, qui demandait relativement peu de ressources spécialisées, n’était plus envisageable pour soutenir la tâche de sécurisation du réseau Bitcoin.

Parmi les nombreuses compagnies nommées, certaines n’ont pas su se joindre de la partie et ont passées à l’histoire.

Les Guerres des ASICs (2013-2015)

Le développement de matériel informatique est une industrie extrêmement compétitive dont la Chine est le principal terrain de bataille. Pour donner suite au paragraphe précédent et illustrer la compétition qui ne pardonne pas, la compagnie bASIC a été dissoute et aucun produit ne fût lancé. Butterfly Labs mena son opération avec des méthodes illégales en acceptant énormément d’argent avec des pré-paiements sans répondre aux exigences de la FTC, Federal Trade Commission, et ses opérateurs furent arrêtés.

Finalement AsicMINER, fut la seule entreprise, avec Canaan, qui sorti des produits et eu du succès et qui continuent d’opérer en date du 21 Février 2020.

Malgré la difficulté de l’industrie durant l'année 2012, l’appel vers le minage de Bitcoin à attirer de plus en plus d’acteurs lorsque les ASICs deviennent une réalité. Des entreprises telles que BitDragonfly, BitFury Group, Black Arrow, CoinTerra, HashFast, Innosilicon, Spondoolies-Tech et une dizaine de plus lancerent leurs produits dans les années suivantes, lors de la période qu'on appelle, la Guerre des ASICs. Tous ont tenté leur chance avec la mise en marché de leurs produits, souvent fonctionnels, et certaiens rencontrèrent un succès considérable.

Pourtant, dès l'année 2013, un joueur particulier prit une part significativement plus imposante par rapport aux autres compagnies de minage, soit Bitmain, une compagnie chinoise. Atteignant jusqu'à 80% de dominance du marché de distribution à certains moments. D’ailleurs, le mineur le plus populaire de tout l’histoire qu'est le Antminer S9, avec des millions d’unités de vendus, a été développé par Bitmain. La compagnie tira sont avantage compétitif non seulement de la fiabilité et et efficacité des ASICs qu’elle produit, mais surtout de sa capacité à fournir un énorme volume de machines de manière constante pour des mineurs professionnels à travers la planète. Le temps s’est de l’argent, dit-on. Ce dicton se manifeste parfaitement dans l’industrie du minage. Ainsi les mineurs priorisent souvent une réception rapide des unités de minage plutôt que leur qualité, car de toute façon, toutes machines deviennent périssables sur un laps de temps relativement court. Bitmain ont bien compris ce concept, et ont misé leur effort sur le perfectionnement de leur logistique de production et de distribution.

Après l’arrivée des ASICs, la rapidité de développement et d’innovation au niveau de l’efficacité par unité de machine s'accélère rapidement avec des nouvelles versions de mineurs qui sortent régulièrement. L’efficacité d’une machine se calcule en fonction du nombre de hashs générés par une unité d’énergie dépensé (Joules) par la machine. Ainsi plus le taux de hash/Joule est élevé pour une certaine machine, plus celle-ci à des chances de rester rentable par rapport aux machines moins efficaces. Les mineurs affluent à une vitesse folle sur le marché, augmentant rapidement la difficulté du réseau.

De plus en plus de joueurs se disputent donc une quantité de Bitcoin qui elle, reste prédictible. Un moyen efficace pour s’approprier une part plus importante de cette récompense est d’améliorer l’efficacité des machines. Cependant, le taux d’amélioration des nouvelles machines est tellement rapide que les anciennes machines doivent être débranchés rapidement dû à leur manque de rentabilité. Ainsi, durant la brève période entre 2013 et 2015, l’efficacité d’une unité d'ASIC moyenne augmenta par un multiple de 10. Ainsi pour le même nombre de hashs générés, les machines de 2015 nécessitent seulement 10% de l’énergie nécessaire pour celles de 2013.

Un rythme d’innovations propulsé par cette nouvelle frénésie qu’est la ruée vers le Bitcoin. Pourtant ce n’est que le début.

Restez alerte pour la deuxième partie de cet article.

Si vous êtes avez une compagnie de mining et que vous recherchez un processus d'accompagnement, d'optimisation de processus  ou encore plus d'informations par rapport à halvening du Bitcoin.

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