Qu'y a-t-il dans un bloc ?

Deux parties, et une seule passe par le hash

Un bloc a un en-tête et un corps. Le corps, ce sont les transactions, et il peut occuper quelques centaines d'octets ou plusieurs mégaoctets selon l'activité de la chaîne. L'en-tête est un résumé fixe du bloc, et sur la plupart des chaînes il fait exactement 80 octets.

Le minage calcule le hash de l'en-tête et de rien d'autre. C'est le fait le plus utile de cet article, car il explique une chose qui semblerait sinon impossible : un mineur essaie des milliards de variantes par seconde, et il ne le pourrait pas si chaque essai obligeait à recalculer le hash d'un bloc rempli de transactions. Ce n'est pas le cas. Il recalcule le hash de 80 octets.

Les six champs de l'en-tête

L'en-tête contient une version, le hash du bloc précédent, la racine de Merkle, un horodatage, les bits de difficulté et le nonce. Chacun est là pour une raison, et deux d'entre eux font l'essentiel du travail.

Le hash du bloc précédent est ce qui en fait une chaîne. Chaque en-tête désigne le précédent, donc réécrire un ancien bloc changerait son hash, ce qui casserait l'en-tête suivant, puis le suivant, jusqu'à la pointe. C'est tout l'argument de sécurité de la preuve de travail dans un seul champ.

La racine de Merkle est un hash unique qui résume toutes les transactions du corps. Changez une transaction, ne serait-ce que d'un octet, et la racine de Merkle change, donc l'en-tête change, donc tous les hashes essayés jusque-là ne valent plus rien. C'est ainsi que 80 octets peuvent représenter honnêtement un bloc de n'importe quelle taille.

Les bits de difficulté sont la cible sous laquelle le hash doit tomber, sous forme compacte. L'horodatage indique à peu près quand le bloc a été créé, et il peut être approximatif. Le nonce est le champ que le mineur peut changer librement, et c'est ce qui rend la recherche possible.

Le nonce s'épuise, et ce n'est pas grave

Le nonce est un petit compteur, et un mineur moderne épuise toutes les valeurs qu'il peut contenir presque instantanément. Cela ressemble à une impasse et n'en est pas une, car le nonce est seulement ce qu'il est le plus pratique de changer, jamais la seule chose.

Quand il est épuisé, le mineur change autre chose qui alimente l'en-tête. L'horodatage peut avancer. La transaction coinbase peut être légèrement modifiée, ce qui change la racine de Merkle, ce qui donne un tout nouvel en-tête dans lequel chercher. Dans un pool, c'est exactement à cela que sert l'extranonce : il permet au pool de donner à chaque mineur un point de départ différent, pour que deux mineurs ne parcourent jamais les mêmes nombres.

La hauteur est une position, pas un champ

La hauteur du bloc est le nombre de blocs qui précèdent un bloc donné. Le bloc genèse est à la hauteur zéro, le suivant à un, et ainsi de suite. C'est le nombre que vous voyez à côté de chaque entrée sur la page Blocs du pool et dans n'importe quel explorateur.

Il est bon de savoir que la hauteur n'est pas vraiment stockée dans l'en-tête. Elle se déduit de la place du bloc dans la chaîne. Sur la plupart des chaînes modernes, la hauteur est aussi écrite dans la transaction coinbase, une règle ajoutée plus tard pour que deux blocs à des hauteurs différentes ne puissent jamais être identiques octet pour octet, mais la réponse de référence sur la hauteur d'un bloc reste sa position.

C'est aussi pourquoi la hauteur est la façon naturelle de parler des confirmations. Une transaction enfouie à six blocs de profondeur est une transaction dont le bloc est six hauteurs sous la pointe, et chaque bloc supplémentaire rend sa réécriture encore plus coûteuse.

La taille, c'est le corps, et c'est lui qui se remplit

La taille du bloc est essentiellement la taille du corps, car l'en-tête est négligeable à côté. Quand on dit qu'une chaîne a une limite de taille de bloc, on parle du nombre de transactions qui y tiennent, pas de l'en-tête.

Un bloc plein et un bloc vide demandent exactement le même travail de minage. La difficulté décide à quel point un bloc est difficile à trouver ; la taille décide ce que le bloc transporte. Les deux n'ont aucun rapport, et les confondre est à l'origine de beaucoup d'intuitions fausses sur les frais de transaction.

Ce sur quoi la taille agit, c'est le marché des frais de transaction. Quand plus de transactions veulent entrer qu'il n'y a de place, celles qui offrent les frais les plus élevés passent en premier, et le total des frais du bloc monte. Cela s'ajoute directement à ce que rapporte le bloc.

La transaction coinbase et la subvention

La première transaction de chaque bloc est spéciale. Elle n'a pas d'expéditeur, crée des cryptomonnaies à partir de rien et les verse à celui qui a fait le bloc. On l'appelle la transaction coinbase, et elle n'a rien à voir avec la plateforme d'échange du même nom.

Ce qu'elle verse, c'est la subvention plus les frais de toutes les autres transactions du bloc. La subvention est la part nouvellement émise, fixée par le calendrier d'émission de la chaîne et réduite avec le temps pour la plupart des cryptomonnaies. Les frais sont ce que les utilisateurs ont ajouté à leurs transactions pour qu'elles soient incluses. Ensemble, ils forment la récompense de bloc.

Dans un pool, la coinbase paie le pool, qui répartit ensuite la récompense entre tous ceux qui ont apporté des shares à cette ronde. Ce n'est pas un détour : c'est ainsi qu'un pool peut payer de nombreuses personnes pour une récompense qui arrive en un seul paiement indivisible.

Pourquoi tout cela compte pendant que vous minez

Trois choses deviennent évidentes une fois que la forme d'un bloc est claire, et toutes trois reviennent sans cesse.

• Pourquoi un nouveau bloc invalide instantanément votre travail. Le champ du hash du bloc précédent a changé, donc l'en-tête dans lequel vous cherchiez n'existe plus. Tout ce que vous envoyez ensuite pour lui est un share périmé, et aucune vitesse n'y change rien.
• Pourquoi le pool vous envoie si souvent du nouveau travail. Chaque nouvelle transaction que le pool veut inclure change la racine de Merkle, et un modèle plus récent porte plus de frais, c'est-à-dire plus de récompense pour le même effort.
• Pourquoi la taille du bloc n'apparaît jamais dans une estimation de gains. Ce que vous gagnez dépend de la difficulté, de la subvention et des frais, pas du nombre d'octets dans le corps.

La page Blocs de ce pool montre la hauteur, la récompense et le moment où le bloc a été trouvé, c'est-à-dire la partie utile de tout ce qui précède résumée en une ligne. L'explorateur vous montre le reste, y compris la transaction coinbase qui l'a payé.