Comment une astuce de 1993 contre le spam a-t-elle fini par sécuriser Bitcoin ?

La preuve de travail est née comme remède au spam. En 1993, Cynthia Dwork et Moni Naor proposent d'obliger l'ordinateur de l'expéditeur à résoudre un petit problème mathématique volontairement pénible, comme calculer des racines carrées modulaires, avant qu'un message puisse partir : difficile à résoudre, mais facile à vérifier. Bitcoin, lancé en 2009, a gardé exactement cette asymétrie. Ses mineurs s'affrontent pour ajouter chaque nouveau bloc, et l'énergie qu'ils dépensent dans cette compétition est ce qui donne au réseau sa sécurité et sa résistance aux attaques.

L'idée a mûri par étapes. En 1997, Adam Back décrit un système de preuve de travail appelé Hashcash pour protéger les boîtes mail du spam : un timbre Hashcash peut représenter environ 2⁵² calculs d'empreintes à produire, mais un seul calcul suffit à le vérifier, en contrôlant que son empreinte SHA-1 commence par 52 zéros binaires. Le terme « preuve de travail » lui-même est inventé et formalisé dans un article de 1999, et en 2004 Hal Finney adapte l'idée aux jetons numériques avec la « preuve de travail réutilisable », fondée sur SHA-1.

Bitcoin popularise ensuite la preuve de travail comme fondement du consensus dans un réseau décentralisé ouvert à tous. Les mineurs rivalisent pour ajouter des blocs et créer de la nouvelle monnaie, et la probabilité de succès de chacun est proportionnelle à l'effort de calcul fourni. L'asymétrie centrale reste celle de Dwork et Naor : modérément difficile, mais faisable, pour celui qui fait le travail, et facile à vérifier pour tous les autres.

C'est aussi là que commence la controverse. Comme les mineurs doivent dépenser beaucoup d'énergie pour ajouter chaque bloc, la preuve de travail est critiquée par certains écologistes, pour qui elle génère des externalités que les prix de l'électricité sur le marché ne reflètent pas. Le minage lui-même est passé des processeurs ordinaires aux cartes graphiques, puis à des puces spécialisées appelées ASIC. Une idée née pour rendre le spam un peu plus pénible est devenue le moteur qui sécurise Bitcoin.