Le coefficient de Nakamoto représente une mesure employée pour évaluer le degré de décentralisation d’une blockchain. Un indice plus élevé suggère un réseau plus décentralisé et, par conséquent, plus sécurisé. Actuellement, la sécurité de Bitcoin et d’Ethereum demeure l’une des principales préoccupations, et l’Indice de Nakamoto est un moyen crucial de l’évaluer.
Le calcul de cet indice est simple : il représente le nombre minimal de nœuds ou de mineurs qui doivent être compromis pour attaquer la blockchain.
Chia-Network vient de déployer un tableau de bord permettant de visualiser cet indice pour Chia.
Un exemple avec Bitcoin
Pour compromettre Bitcoin, un attaquant doit détenir 51% de la puissance de minage. En examinant les pools par hashrate (https://btc.com/stats/pool), on constate qu’AntPool et Foundry USA possèdent 52% du réseau.
Ainsi, l’Indice de Nakamoto de Bitcoin est de 2. Ce score est problématique, car compromettre ces deux pools suffit pour exploiter la vulnérabilité des 51% et prendre le contrôle de Bitcoin.
Preuve d’enjeu (Proof of Stake)
Pour compromettre les blockchains de type proof of stake, le calcul diffère : il faut compromettre suffisamment de validateurs pour posséder 33% des parts totales.
Voici un tableau calculé par https://nakaflow.io/ :
Le résultat est en moyenne légèrement meilleur, mais on remarque qu’Ethereum présente également un indice de 2. Ainsi, pirater les deux plus gros validateurs d’Ethereum revient à prendre le contrôle du réseau.
Ce concept a été mis en lumière pour la première fois en 2017 par l’ancien CTO de Coinbase Balaji Srinivasan.
Le projet initial de Srinivasan était de trouver un moyen quantitatif de déterminer exactement le degré de décentralisation d’un système.
Pour le calculer, il a proposé une méthode qui combine le coefficient de Gini et la courbe de Lorenz (habituellement utilisées pour étudier l’inégalité et la non-uniformité au sein d’une population économique).
Le coefficient Nakamoto est créé en combinant ces mesures d’inégalité avec l’analyse des sous-systèmes de blockchain.
Balaji propose six sous-systèmes différents pour mesurer la décentralisation dans les réseaux blockchain :
- L’exploitation minière (par récompense)
- Client (par base de code)
- Développeurs (par engagement)
- Échanges (par volume)
- Nœuds (par le nombre)
- Propriété (par adresses)
Voici une illustration du coefficient de Nakamoto appliqué au minage (hashing rate) du bitcoin :
Comme expliqué plus haut, 51% de la puissance de calcul possédé par une entité sur la blockchain bitcoin permettraient de compromettre le réseau.
Or, nous pouvons observer sur le graphique ci-dessus que seulement 4 grands acteurs détiennent 52% de la puissance de calcul totale du réseau bitcoin, ce qui serait en théorie suffisant pour le compromettre.
Certains réseaux affichent une décentralisation encore moins grande avec, par exemple pour Ethereum 2.0, 3 acteurs seulement nécessaires pour théoriquement compromettre son intégrité.
Conclusion
Dans l’ensemble, nous avons compris que la décentralisation et un coefficient de Nakamoto élevé étaient des facteurs importants pour les réseaux blockchain de demain.
Cependant, pour le moment, aucun système n’a su mettre à grande échelle un réseau totalement décentralisé, sécurisé et offrant une bonne évolutivité à la fois qui représenterait une avancée majeure du domaine.
Néanmoins, il ne serait pas intéressant financièrement pour des acteurs malveillants d’agir s’il le pouvait, car le coup d’une attaque pourrait être estimé à plusieurs millions voir milliards de dollars dans le cas d’Ethereum ou Bitcoin, sans garantie de réussite.
Important : dans le cas d’Ethereum 2.0, une pénalité financière serait appliquée instantanément au cartel malveillant qui tenterait de corrompre le réseau. Du côté du Bitcoin, la perte financière se ferait principalement sur le coup en énergie pour faire fonctionner les machines.
