BitMEX Research : Les verrous temporels sont essentiels pour la sécurité à long terme du Bitcoin
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BitMEX Research : Les verrous temporels sont essentiels pour la sécurité à long terme du Bitcoin
La décision de considérer l'ajout d'une période de verrouillage à une transaction est une forme de tragédie des ressources communes.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : BitMEX Research
Traduction : 1912212.eth, Foresight News
Dans quelques mois, probablement en avril 2024, la subvention par bloc du Bitcoin sera divisée par deux pour atteindre seulement 3,125 BTC. Jusqu'à présent, la sécurité du réseau Bitcoin a toujours reposé sur cette subvention par bloc. Cependant, selon nous, dans les années à venir, la vision de Satoshi Nakamoto – selon laquelle « l’incitation pourrait passer entièrement aux frais de transaction et être totalement exempte d’inflation » – commencera à être mise à l’épreuve. Il existe depuis longtemps des débats sur la capacité du Bitcoin à y parvenir tout en maintenant sa sécurité.
Par exemple, si les frais deviennent suffisamment élevés pour assurer la sécurité du réseau, cela risque-t-il d’éliminer certains cas d’utilisation populaires ? Un autre facteur à considérer est le rôle que pourraient jouer des usages alternatifs comme Ordinals dans la génération de revenus durables pour les mineurs. Dans ce rapport, nous allons nous concentrer sur ce que nous considérons comme un élément clé de la transition vers les frais de transaction : la fonction souvent négligée des verrous temporels (time locks) du Bitcoin.
Les fonctions de verrou temporel du Bitcoin
Le Bitcoin dispose de quatre types intégrés de fonctions de verrou temporel. Ces mécanismes garantissent qu'une transaction Bitcoin ne peut être incluse dans la blockchain qu'après un certain moment ou une hauteur de bloc spécifique. Le tableau ci-dessous résume les différents types de verrous temporels.
L'exemple suivant de structure de transaction montre qu'il est possible d'utiliser plusieurs types de verrous temporels dans une même transaction, illustrant également leur position au sein de celle-ci.
L'illustration indique où peuvent être placées différentes options de verrouillage temporel dans une transaction.
Source : BitMEX Research
En complément de ce qui précède, il convient de noter que les sorties des transactions coinbase sont soumises à un verrou temporel relatif de 100 blocs, pouvant être considéré comme un autre type de verrou temporel.
Concurrence des frais et incitations des mineurs
Lorsque la récompense par bloc diminuera et que l'incitation passera aux frais, la sécurité fournie ne dépendra pas uniquement des frais associés aux transactions entrantes. La sécurité des transactions confirmées dépend aussi des frais liés aux autres transactions. Si vous recevez un paiement important en Bitcoin dans un environnement non fiable, par exemple d'une valeur de 10 millions de dollars, après une seule confirmation, les frais associés à cette transaction peuvent ne pas offrir une grande sécurité. L'expéditeur pourrait créer une transaction conflictuelle avec des frais plus élevés, par exemple de 500 000 dollars, et tenter un double dépense. Certains mineurs pourraient alors être tentés de procéder à une restructuration arrière (reorg) d’un bloc afin d’empocher ces frais plus élevés.
Bien sûr, les mineurs n’ont aucun intérêt à effectuer une telle restructuration arrière. Ils préfèrent miner à la pointe de la chaîne, car les autres mineurs choisissent de travailler sur la chaîne avec la puissance de travail (POW) maximale. S'ils tentent une restructuration arrière, leurs blocs ont plus de chances d’être obsolètes, et ils ne seront donc rémunérés pour rien. D’un autre côté, si l’incitation à restructurer d’un bloc en arrière est suffisamment forte — en raison d’un écart important entre les revenus à la pointe et ceux obtenus en reculant — certains mineurs malveillants pourraient exploiter cette faille.
Le Bitcoin possède plusieurs caractéristiques atténuant ce problème. La première est la récompense par bloc. Puisqu’une part importante de l’incitation des mineurs est fixe, la motivation à effectuer une restructuration arrière pour obtenir davantage de frais reste faible. À mesure que la récompense par bloc diminue, un autre mécanisme devrait empêcher ce type d’attaque : le concept de « mempool profond ». Cette hypothèse suppose que les blocs Bitcoin resteront constamment pleins, et qu’il existera toujours un arriéré permanent de transactions dans le mempool, accompagné de frais suffisants pour encourager les mineurs à faire avancer la chaîne. Avec un mempool profond, il existe toujours un revenu potentiel à miner à la pointe de la chaîne. Ce concept a été très controversé durant la « guerre de la taille des blocs », les partisans des grands blocs s'opposant à l'idée de blocs systématiquement pleins et de mempool profond. Quelle que soit l'opinion sur le mempool profond, les verrous temporels jouent ici un rôle crucial. Ce système de sécurité fonctionne mieux lorsque l’expéditeur règle le verrou temporel sur la hauteur actuelle du bloc.
Pour simplifier, imaginons un mineur malveillant envisageant une restructuration arrière d’un bloc lorsque la récompense par bloc est faible. En l’absence de verrou temporel, le mineur peut examiner tous les frais des transactions du bloc précédent et du mempool, puis sélectionner celles offrant les frais les plus élevés pour construire son bloc. Si les revenus générés ainsi dépassent largement ceux qu’il pourrait espérer en minant normalement à la pointe, il pourrait tenter une restructuration arrière. En revanche, si tout le monde utilise un verrou temporel réglé sur la hauteur actuelle du bloc, alors en cas de restructuration arrière, le mineur ne pourra pas inclure les nouvelles transactions du mempool ni percevoir leurs frais. S’il restructure en arrière, il ne pourra inclure dans son bloc candidat qu’un sous-ensemble des transactions les plus rentables du mempool. Toute nouvelle transaction à frais élevés activée par un verrou temporel, dès qu’elle est diffusée, encourage les mineurs à miner à la pointe. Ainsi, l’incitation à effectuer une restructuration arrière diminue. À nos yeux, cette caractéristique est cruciale pour la sécurité à long terme du Bitcoin.
Paramètre par défaut du portefeuille Bitcoin Core
Depuis la fin 2014, les transactions générées par le portefeuille Bitcoin Core définissent par défaut le champ de verrou temporel sur la hauteur actuelle du bloc, précisément pour éviter la concurrence des frais. Comme indiqué dans les commentaires du code source de Bitcoin Core ici :
« Pour les gros mineurs, la valeur combinée des transactions du meilleur bloc et du mempool peut excéder le coût de miner intentionnellement deux blocs pour invalider le bloc courant. En définissant le verrou nLockTime de manière à ce que seule la prochaine bloc puisse inclure la transaction, nous empêchons cette pratique, car la taille limitée des blocs contraint fortement les options des mineurs cherchant à capter des frais supplémentaires via cette attaque. Simplement dit, du point de vue du portefeuille, nous souhaitons toujours que la blockchain avance. En configurant ainsi le nLockTime, nous exprimons clairement que cette transaction ne doit apparaître que dans le prochain bloc ; nous ne voulons pas encourager potentiellement une restructuration en permettant à la transaction d’apparaître à une hauteur inférieure sur une bifurcation de la meilleure chaîne. »
À notre connaissance, peu de portefeuilles autres que Bitcoin Core activent par défaut les verrous temporels, et la majorité de leur utilisation provient des utilisateurs de Bitcoin Core. Il est bon de noter que le portefeuille Electrum configure également le verrou temporel sur la hauteur du dernier bloc.
Nous prévoyons de fournir dans les semaines à venir davantage de données et statistiques sur l'utilisation des différents types de verrous temporels. Toutefois, certains graphiques relatifs à l'adoption des verrous temporels sont déjà disponibles sur ce site web.
Les données montrent que l’adoption des verrous temporels absolus basés sur la hauteur de bloc a augmenté début 2015, atteignant environ 20 %. Nous pensons que cette hausse résulte du fait que Bitcoin Core a adopté ces verrous comme paramètre par défaut fin 2014. Depuis lors, le taux d’adoption a fluctué autour de 20 %, avant de chuter à environ 10 % en 2023. Nous attribuons cette baisse à l’essor des Ordinals et des jetons BRC-20. Ce nouvel usage de la blockchain aurait dissuadé certains utilisateurs, et selon nos observations, les transactions liées aux Ordinals n’activent généralement pas par défaut les verrous temporels.
L’adoption des verrous temporels absolus basés sur la date est extrêmement faible, limitée à des usages très marginaux. Avant l’avènement des Ordinals, elle avait atteint un pic d’environ 0,1 % de toutes les transactions Bitcoin, puis est tombée à environ 0,05 % après leur apparition.
Conclusion
La décision d’ajouter un verrou temporel à une transaction relève d’une situation analogue à la « tragédie des biens communs ». Un utilisateur individuel souhaite simplement que sa transaction soit confirmée, sans forcément se soucier des bénéfices plus larges en termes de sécurité que procure le verrou temporel au réseau Bitcoin. D’un autre côté, le coût d’ajout d’un tel verrou est très faible, ce qui limite l’ampleur de ce dilemme stratégique. La plupart des utilisateurs ne prennent pas cette décision transaction par transaction, et ignorent souvent ce qu’est un verrou temporel. Dans la plupart des cas, cela dépendra de la stratégie par défaut du portefeuille utilisé.
Nous considérons que l’adoption des verrous temporels est cruciale pour la sécurité à long terme du Bitcoin, et nous encourageons vivement les développeurs de portefeuilles à les implémenter. Le taux actuel d’environ 20 % semble assez faible. Les défenseurs du Bitcoin ont peut-être désormais un nouveau message à diffuser :
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Exécutez votre propre nœud pour valider pleinement les transactions entrantes.
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Configurez un verrou temporel pour vos transactions, ou utilisez un portefeuille qui l’ajoute par défaut.
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