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Réponses>En savoir plus sur les compromis liés à la décentralisation>Explication de la concentration des validateurs Explication de la concentration des validateurs
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concentration des validateurscentralisation du staking
En bref : la concentration des validateurs décrit la manière dont les participations ou la puissance de minage sont réparties au sein d’un réseau. Lorsqu’un petit nombre d’entités contrôle une part disproportionnée des participations, le réseau est concentré. Lorsque de nombreux validateurs détiennent des montants similaires, la répartition est équilibrée. Une forte concentration augmente le risque de censure et de collusion, et menace la viabilité du réseau si de grands validateurs se déconnectent. Les niveaux varient considérablement d’une chaîne à l’autre : le coefficient de Nakamoto d’ Ethereum est d’environ 30, celui d’ Solana d’environ 20 et celui de BNB Chain d’environ 7. Parmi les causes, on peut citer les économies d’échelle, les habitudes de délégation, le staking liquide et le staking sur les plateformes d’échange. Les solutions comprennent les incitations protocolaires, les plafonds de participation et la sensibilisation des stakers.
L'explication simple
Dans une blockchain de type « Proof of Stake », les validateurs bloquent des fonds (stake) à titre de garantie. En contrepartie, ils peuvent créer des blocs et percevoir des récompenses. Plus un validateur contrôle de stake, plus il crée de blocs et plus son influence est grande.
Une entité détenant 33 % du capital total pourrait potentiellement perturber le consensus.
Une entité détenant 51 % des parts peut décider de son propre chef quelles opérations sont prises en compte.
Considérez cela comme un vote des actionnaires. Si des milliers de petits actionnaires détiennent l'entreprise, aucun d'entre eux ne peut à lui seul dicter les décisions. Si trois investisseurs institutionnels détiennent à eux trois 60 % des actions, ils contrôlent l'entreprise, quelle que soit la volonté des autres actionnaires. La concentration des validateurs est l'équivalent, dans la blockchain, de la concentration de la propriété.
Comment mesure-t-on la concentration ?
Le coefficient de Nakamoto est le principal indicateur permettant de mesurer la concentration des validateurs. Il correspond au nombre minimal d'entités qui devraient s'entendre pour contrôler plus de 33 % du poids du consensus du réseau. Un coefficient élevé signifie qu'il faut davantage d'entités pour compromettre le réseau, ce qui témoigne d'une répartition plus équilibrée.
D'après des données récentes :
Ethereum: environ 30 ; il faudrait donc qu'une trentaine d'entités de staking indépendantes s'entendent pour contrôler un tiers du staking
BNB Chain : environ 7, ce qui reflète un groupe plus restreint de seulement 40 validateurs actifs
Parmi les autres méthodes permettant de mesurer la concentration, on peut citer :
La part de mise des 3, 10 et 20 premiers validateurs
OĂą se trouvent les validateurs ?
Quels sont les hébergeurs qu'ils utilisent ?
Quelle part des mises est répartie entre les protocoles de staking liquide et les validateurs indépendants ?
Pourquoi la concentration est-elle dangereuse ?
La censure devient possible lorsque quelques validateurs contrôlent une part suffisante de la mise pour exclure certaines transactions. Si les cinq principaux validateurs détiennent 40 % de la mise et s'accordent pour censurer certaines adresses, les transactions concernées subissent d'importants retards, même si d'autres validateurs accepteraient de les inclure.
Sur Ethereum, des inquiétudes ont été exprimées concernant la censure liée aux « block builders » et aux relais conformes aux normes de l'OFAC qui filtrent les adresses soumises à des sanctions.
Le risque lié à la disponibilité augmente lorsque de grands validateurs tombent en panne. Si une entité détenant 10 % des parts du réseau se déconnecte, le taux de participation chute brutalement. Si plusieurs grands validateurs tombent en panne simultanément, par exemple en raison d'une panne d'une infrastructure partagée, le réseau risque de ne pas atteindre le seuil nécessaire pour produire des blocs.
La collusion représente le pire scénario. Si un nombre suffisant de validateurs importants s'entendent, ils pourraient réorganiser l'ordre des transactions afin d'extraire du MEV, censurer certains utilisateurs ou certaines applications, voire, dans des cas extrêmes, paralyser la chaîne ou procéder à une double dépense.
Causes de la concentration
Les économies d'échelle favorisent les grands opérateurs. L'exploitation de validateurs à grande échelle coûte moins cher par unité de mise que l'exploitation d'un seul validateur. Les grands opérateurs peuvent s'offrir un matériel plus performant, des configurations redondantes et des équipes d'exploitation dédiées, ce qui se traduit par une meilleure disponibilité et des récompenses plus régulières.
Les habitudes de délégation influencent la concentration des enjeux. Sur les chaînes où les stakers délèguent à des validateurs, la majeure partie des enjeux est dirigée vers les validateurs les plus importants et les plus connus. Les petits validateurs ont du mal à attirer des enjeux, même s'ils affichent des performances similaires, et ce cercle vicieux s'autoalimente.
Les protocoles de staking liquide tels que Lido sont devenus une source majeure de concentration. Sur Ethereum, Lido contrôle environ 28 à 30 % de l'ensemble des ETH mis en staking via un réseau d'opérateurs de nœuds. Lido répartit cette mise en staking entre de nombreux opérateurs en interne, mais il s'agit toujours d'une seule et même entité de gouvernance et d'un risque lié à un seul contrat intelligent.
Le staking sur les plateformes d'échange concentre les participations, car celles-ci proposent une fonctionnalité de staking en un clic à des millions d'utilisateurs. Lorsque les utilisateurs effectuent du staking via Coinbase, Binance ou Kraken, c'est la plateforme d'échange qui gère les validateurs et contrôle les participations, même si les fonds proviennent de millions de particuliers.
Stratégies d'atténuation
Les incitations au niveau du protocole peuvent favoriser une meilleure répartition. Certaines chaînes appliquent des pénalités d’anticorrélation : les validateurs subissent des pertes plus importantes lorsque leurs défaillances coïncident avec celles d’autres validateurs, ce qui suggère l’existence d’une infrastructure partagée. Ce mécanisme encourage ainsi le fonctionnement indépendant. Le « Ethereum » réduit les récompenses des validateurs qui certifient en synchronisation avec de grands groupes, créant ainsi une pression économique en faveur de la diversité.
Les plafonds de mise limitent le montant maximal qu'un validateur peut mettre en jeu. Ils ne sont pas courants sur les principales chaînes PoS, mais certains réseaux fixent un plafond par validateur afin d'éviter la concentration.
La sensibilisation de la communauté aide les stakers à comprendre pourquoi il est important de déléguer à des validateurs plus petits et indépendants, plutôt que de se tourner systématiquement vers les plus grands.
Qu'est-ce que le coefficient de Nakamoto ?
Le coefficient de Nakamoto est l'indicateur le plus couramment utilisé pour mesurer la concentration des validateurs. Il correspond au plus petit nombre d'entités indépendantes qui devraient s'entendre pour contrôler plus d'un tiers du poids du consensus d'un réseau. C'est à partir de ce seuil qu'elles pourraient perturber le consensus. Un chiffre élevé signifie qu'il faut davantage d'acteurs pour attaquer ou paralyser la chaîne, ce qui témoigne d'une décentralisation plus saine. Un chiffre faible signifie qu'une poignée de validateurs détient les clés du réseau.
Quelle est la différence entre un réseau concentré et un réseau bien réparti ?
Un réseau concentré et un réseau bien réparti présentent des différences sur plusieurs types de risques à la fois. Le tableau ci-dessous compare les deux, en s'appuyant sur des chaînes réelles comme points de référence.
Aspect | Réseau concentré | Réseau bien maillé |
|---|
Coefficient de Nakamoto | Faible, souvent inférieur à 10 | Élevé, souvent des dizaines |
Risque de censure | Plus élevé | Inférieur |
Disponibilité en cas de panne | Fragile | Résilient |
Risque de collusion | Surélevé | Minimal |
Exemple de référence | BNB Smart Chain (environ 7) | Ethereum (environ 30) |
Comment se compare la concentration des validateurs entre les principales blockchains ?
La concentration varie considérablement d'un réseau à l'autre. Elle dépend principalement du nombre de validateurs pris en charge par chaque chaîne et de la manière dont les mises leur sont attribuées. Le tableau ci-dessous présente les coefficients de Nakamoto approximatifs pour trois réseaux « Proof of Stake » largement utilisés. Chaque ensemble de nœuds de blockchain étant structuré différemment, ces chiffres doivent être considérés comme approximatifs et non comme exacts.
Blockchain | Coefficient de Nakamoto approximatif | Ce que cela reflète |
|---|
Ethereum | Environ 30 | De nombreuses entités de staking indépendantes |
Solana | Environ 20 | Ensemble de validateurs plus vaste mais plus concentré |
BNB Smart Chain | Environ 7 | Seulement une quarantaine de validateurs actifs |
En quoi la concentration des validateurs influe-t-elle sur la vitalité et la disponibilité du réseau ?
La concentration n'est pas seulement un problème de censure. C'est aussi un problème de disponibilité. Lorsqu'une part importante des mises est détenue par un seul opérateur ou un seul hébergeur, une seule panne peut mettre hors ligne une grande partie du réseau d'un seul coup. Si une part suffisante des mises vient à manquer, la chaîne peut ne plus atteindre le seuil de participation nécessaire pour finaliser les blocs. Dans le pire des cas, elle peut subir un arrêt de la chaîne. C'est pourquoi la haute disponibilité et la diversité de l'infrastructure sont tout aussi importantes que la répartition des mises.
Pourquoi les chaînes très performantes ont-elles tendance à être plus concentrées ?
La vitesse et la répartition sont souvent en contradiction. Les chaînes qui visent un débit très élevé ont souvent besoin d’un matériel de validation puissant et coûteux. Cela exclut les petits opérateurs et concentre les participations entre les mains d’une poignée d’acteurs disposant de moyens financiers importants. C’est là le cœur du dilemme entre décentralisation et performance: les mêmes choix qui augmentent la capacité peuvent, sans qu’on s’en rende compte, réduire l’ensemble des validateurs.
Foire aux questions
Quelle est une bonne valeur pour le coefficient de Nakamoto ?
Il n'existe pas de seuil de réussite universel, mais plus ce chiffre est élevé, mieux c'est. Un coefficient à un chiffre signifie que quelques entités pourraient s'entendre pour perturber la chaîne, tandis qu'un coefficient à deux chiffres signifie qu'une attaque nécessiterait la coordination de nombreuses parties indépendantes. Comparez le chiffre d'une chaîne à celui de ses pairs plutôt que de l'évaluer isolément.
Le « liquid staking » favorise-t-il la concentration des validateurs ?
C'est possible. Un protocole de staking liquide répartit les participations entre de nombreux opérateurs de nœuds en interne, mais il n'en reste pas moins une entité de gouvernance unique et une dépendance unique vis-à -vis d'un contrat intelligent ; ainsi, un protocole de grande envergure concentre effectivement l'influence, même si les opérateurs sous-jacents semblent diversifiés.
La concentration des validateurs a-t-elle une incidence sur la finalité ?
Oui. La finalité nécessite une majorité qualifiée des parts en jeu pour valider les blocs ; ainsi, si des validateurs concentrés se déconnectent ou refusent de valider, la chaîne peut avoir du mal à atteindre la finalité, ce qui rend les blocs récents réversibles pendant une durée plus longue que d'habitude.
Pourquoi la diversité des infrastructures est-elle importante en matière de concentration ?
Même des validateurs qui semblent indépendants peuvent tomber en panne simultanément s'ils sont hébergés dans la même région cloud ou chez le même hébergeur. La répartition des validateurs entre différents hébergeurs et zones géographiques constitue une forme de redondance de l'infrastructure qui réduit le risque qu'une panne corrélée mette hors ligne une grande partie des participations en une seule fois.
Peut-on fixer la concentration des validateurs ?
Elle peut être réduite, mais rarement éliminée. Les mesures incitatives prévues par le protocole qui pénalisent les défaillances corrélées, les plafonds de mise et le fait que les stakers délèguent délibérément à des opérateurs de plus petite taille contribuent toutes à une meilleure répartition. Les économies d'échelle ne disparaissant jamais complètement, le maintien d'un faible niveau de concentration relève d'un effort continu plutôt que d'une solution ponctuelle.
Le rĂ´le d'Quicknode
Quicknode contribue à la décentralisation de l'infrastructure en exploitant des nœuds auprès de plusieurs fournisseurs de services cloud et de serveurs physiques dans plus de 14 régions. La répartition de l'infrastructure entre différents fournisseurs et sites réduit le risque de pannes corrélées. Pour les équipes qui développent des outils de staking, des tableaux de bord ou des interfaces de délégation, l'API Core de Quicknode offre un accès RPC permettant d'interroger l'état des validateurs, la répartition des mises et la santé du réseau sur l'ensemble des chaînes prises en charge.
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