Preuve d’enjeu (Proof of Stake, PoS) : comment les validateurs sécurisent une blockchain
La preuve d’enjeu (proof of stake, PoS) est un mécanisme de consensus dans lequel les validateurs verrouillent des pièces, appelées un enjeu (ou stake), pour participer à l’ajout de blocs à une blockchain. Un mécanisme de consensus est une règle qui permet à de nombreux ordinateurs de s’accorder sur un registre commun sans autorité centrale. Un validateur est un participant qui propose et vérifie des blocs de transactions. L’exemple le plus connu de blockchain fonctionnant en PoS est Ethereum, auquel nous ferons référence tout au long de cet article.
Qu’est-ce qu’un validateur, et que verrouille-t-il ?
Un validateur est un participant qui propose et vérifie des blocs de transactions, en exécutant un logiciel sur un nœud. Un nœud est un ordinateur qui fait tourner le logiciel d’une blockchain, se connecte à d’autres ordinateurs et peut vérifier des blocs.
Un enjeu (stake) est la quantité de pièces qu’un validateur verrouille comme condition pour ajouter des blocs à une blockchain. Le mot « stake » désigne ce montant verrouillé, et les règles de la blockchain déterminent la quantité que doit verrouiller un validateur.
La documentation d’Ethereum fixe le stake minimum pour activer un validateur à 32 pièces. Dans cette conception, un validateur qui souhaite s’arrêter participe à un processus de sortie, et les sorties attendent dans une file, de sorte que le temps d’attente d’un validateur dépend du nombre d’autres validateurs en cours de sortie.
Comment fonctionne la preuve d’enjeu ?
Dans la conception de la preuve d’enjeu d’Ethereum, les règles sélectionnent un validateur actif à chaque créneau (slot) pour proposer un bloc, et les autres validateurs l’attestent ensuite. Un slot est une période fixe pendant laquelle un bloc peut être proposé. Une attestation est un vote qu’un validateur signe et envoie en faveur de sa propre vision de la chaîne, c’est-à-dire la chaîne de blocs telle que ce validateur la perçoit.
La sélection est pseudo-aléatoire, ce qui signifie qu’un algorithme intégré aux règles effectue le choix. La probabilité d’être sélectionné est pondérée par le solde effectif du validateur, c’est-à-dire le montant d’enjeu pris en compte par les règles, jusqu’à une limite fixée par celles-ci. Un enjeu plus important augmente donc les chances jusqu’à cette limite, mais le choix reste pseudo-aléatoire : un enjeu plus élevé ne détermine pas quel validateur proposera le prochain bloc. Un enjeu plus important ne fait pas non plus automatiquement d’un détenteur un validateur : verrouiller au moins l’enjeu minimum est une condition pour le devenir.
Le validateur sélectionné, appelé le proposant, rassemble des transactions dans un bloc, le signe avec une signature numérique, puis le diffuse aux autres ordinateurs du réseau. Chaque validateur actif atteste une fois par epoch, qui est un groupe fixe de slots. Les validateurs qui attestent lors d’un slot donné forment un comité, un groupe choisi au hasard par les règles. Les nœuds du réseau peuvent alors vérifier le bloc et les transactions qu’il contient.
La conception documentée d’Ethereum pour l’algorithme PoS utilise des slots de 12 secondes et des epochs de 32 slots. Une epoch dure donc 384 secondes, soit 6,4 minutes : 32 slots de 12 secondes chacun.
Que se passe-t-il quand un validateur enfreint les règles ?
Le slashing est une pénalité qui retire tout ou partie de l’enjeu d’un validateur. Sur Ethereum, le slashing exclut également le validateur du réseau. Les règles appliquent le slashing pour des infractions spécifiques, comme signer deux blocs différents pour le même slot.
Un validateur qui manque certains devoirs d’attestation peut recevoir une pénalité inférieure au slashing, bien que ne pas proposer de bloc n’entraîne en soi aucune pénalité. Les règles de chaque blockchain fixent les montants des pénalités et les conditions qui les déclenchent.
La preuve d’enjeu est conçue de telle sorte que l’ajout d’un bloc exige qu’un validateur Ethereum ait verrouillé des ETH que les règles peuvent pénaliser.
Comment les détenteurs de pièces peuvent-ils participer sans faire tourner un validateur ?
La délégation est un moyen pour un détenteur de pièces de participer sans faire tourner lui-même un validateur. La délégation signifie qu’un participant laisse un service ou un dispositif mutualisé faire tourner un validateur en son nom. Un dispositif mutualisé n’est pas ici un pool de minage. Il s’agit plutôt d’un arrangement dans lequel plusieurs détenteurs combinent de petites quantités de pièces pour atteindre l’enjeu minimum.
Avec un service, un fournisseur fait tourner le validateur tandis que le détenteur fournit les pièces. Avec un dispositif mutualisé, un tiers exploite le validateur. Dans les deux cas, le détenteur dépend de la partie qui fait tourner le validateur.
Pour un service, le fait que le détenteur ou le fournisseur conserve les clés de retrait, c’est-à-dire les clés qui contrôlent la destination des pièces verrouillées, dépend de l’arrangement conclu.
En quoi la preuve d’enjeu diffère-t-elle de la preuve de travail ?
La preuve de travail (proof of work, PoW) et la preuve d’enjeu sont des mécanismes de consensus qui déterminent chacun quel participant ajoute le prochain bloc : la preuve de travail lie ce droit à un travail de calcul, tandis que le consensus PoS le lie aux pièces qu’un validateur verrouille.
Les conceptions de preuve d’enjeu diffèrent-elles d’une blockchain à l’autre ?
Oui. La preuve d’enjeu est une famille de conceptions, et les règles concernant l’enjeu minimum, la sélection, les pénalités et les sorties peuvent varier d’une blockchain à l’autre.
La durée du slot, la durée de l’epoch et l’enjeu minimum sont des paramètres fixés par les règles d’une blockchain, et ils peuvent évoluer lors de mises à jour de ces règles.
27 novembre 2025
