Retour sur les Bitcoins : peut-on créer de l’argent ?

Introduction

L’énigmatique Satoshi Nakamoto

En 2009, Satoshi Nakamoto a publié un article de huit pages intitulé Bitcoin : A Peer-To-Peer Electronic Cash System ainsi qu’un code source fonctionnel en tant que démonstration de faisabilité. Rien d’exceptionnel jusque-là, si ce n’est que Satoshi Nakamoto n’existe pas : curieusement, l’auteur de la publication a utilisé un pseudonyme.

L’article lui-même n’avait rien de révolutionnaire non plus, étant donné qu’il s’appuyait sur les précédentes tentatives de monnaies chiffrées comme b-money et Hashcash. L’association de concepts courants comme le peer-to-peer et le hachage cryptographique aux propres inventions de Satoshi Nakamoto, à savoir un système incitatif particulièrement bien pensé ainsi qu’un mécanisme anti-inflation, était en revanche une réelle innovation.

Silk Road et stupéfiants

Etant une monnaie chiffrée anonyme, le Bitcoin (BTC) a été rapidement adopté pour les paiements sur Silk Road, une place de marché virtuelle pour les marchandises illégales et notamment les stupéfiants. Silk Road utilise le réseau Tor (The Onion Router) et propose un système d’avis post-transaction similaire à celui d’eBay, permettant ainsi aux acheteurs d’éviter les mauvais vendeurs. Il est dommage que les Bitcoins soient encore stigmatisés pour leur lien avec Silk Road, sachant que plusieurs politiciens (essentiellement américains) zélés se sont servis de cette utilisation non prévue à la base pour demander l’interdiction de cette monnaie chiffrée. En parallèle, il est bien connu que la plupart des billets en dollars portent des traces de cocaïne et pourtant, aucune personne saine d’esprit n’utiliserait ce prétexte pour stigmatiser la monnaie américaine.

MtGox et autres bourses d’échange

Comment acheter des Bitcoins ? Il suffit de créer un compte sur MtGox.com (ou toute autre bourse d’échange) et d’alimenter ce compte par virement bancaire. Un fois les fonds reçus, on peut acheter des Bitcoins en fonction du taux d’échange actuel. Au besoin, il est possible d’envoyer tout ou partie du solde de Bitcoins vers son portefeuille Bitcoin en local. Plusieurs programmes de portefeuille de gestion sont disponibles au téléchargement, comme Bitcoin-Qt ou Multibit, sachant que les portefeuilles sont également proposés pour les appareils mobiles.

Une crise à Chypre et une bulle Bitcoin

Les économistes ont souligné le fait qu’une monnaie ne devait pas avoir de valeur intrinsèque. N’importe quel billet en dollars U.S. coûte par exemple moins de 10 cents à fabriquer. Cependant, les Bitcoins ne peuvent bénéficier d’un effet planche à billets puisque l’on n’en comptera jamais plus de 21 millions en circulation. Une fois que la demande dépassera l’offre, le prix ne pourra qu’augmenter.

La demande a justement commencé à décoller durant la crise bancaire à Chypre, lorsque ses habitants ont appris par médias interposés que leurs dépôts bancaires seraient soumis à un prélèvement unique de 6,7 %, et même 10 % en cas de solde supérieur à 100 000 euros. Bien que le principe du prélèvement à 6,7 % ait été abandonné, la simple possibilité que les dépôts bancaires ne soient pas à l’abri d’une taxe rétroactive a poussé plus d’un européen à chercher des placements anonymes. Vu l’augmentation de la demande, les Bitcoins ont commencé à s’apprécier face aux monnaies traditionnelles comme l’Euro et le Dollar U.S. Leur valeur a donc augmenté, ce qui a attiré des spéculateurs et donc rajouté de l’huile sur le feu.

L’éclatement de la bulle et le rétablissement

A la mi-mars, le bruit courait qu’il était possible de multiplier un investissement en Bitcoins par deux en l’espace d’une semaine. Le 10 avril, un pic historique de 266 $ par Bitcoin a été atteint. Les spéculateurs ont envahi MtGox (principale bourse d’échange), le serveur s’est trouvé débordé et les transactions ont été fortement ralenties. S’en est suivi un mouvement de panique caractérisé par un afflux de ventes. MtGox a fini par suspendre les échanges pour faire évoluer son serveur d’échange et calmer le marché. A la reprise des transactions, le prix des Bitcoin s’est littéralement effondré à environ 65 $ avant de commencer son rétablissement. A l’heure où nous écrivons ces lignes, un Bitcoin vaut un peu plus de 120 $.

Confessions d’un mineur de Bitcoin

La route vers les profits est semée d’embuches

J’ai entendu parler pour la première fois des Bitcoins en juin 2011, deux ans après que Satoshi Nakamoto ait publié son article. A cette époque, je louais un petit bureau dans la baie de San Francisco que j’utilisais comme « cave habitée », c’est-à-dire un endroit où régnaient silence et calme. Après m’être renseigné sur les Bitcoins,  j’avais l’espoir que l’extraction de Bitcoin pourrait payer le loyer de ce bureau, lequel incluait notamment l’électricité. Pour un mineur de Bitcoin, l’électricité gratuite (ou plus exactement à titre gracieux) fait encore plus envie que la bière à volonté.

J’ai donc acheté quelques Radeon HD 7790 (pas vraiment adaptées pour l’extraction de Bitcoin comme je l’ai compris plus tard), deux cartes mères, deux Athlon II à bas prix, de la RAM et enfin deux alimentations 750 Watts avant de commencer à extraire des Bitcoins sur les coopératives de Deepbit.net en premier lieu, ainsi que celles de feu MtRed.com en deuxième choix.

Peu de temps après, pris par l’appât du gain, j’ai décidé d’augmenter les capacités de mon installation en achetant plus de cartes graphiques. Cette fois, je suis passé à des Radeon HD 5830 autrement mieux adaptées pour cet usage. Quelques cartes mères, comme une des favorites chez les mineurs de Bitcoin à savoir la MSI 890FXA-GD70, permettent d’installer jusqu’à quatre cartes graphiques double slot. Les deux configurations pouvaient donc accueillir un total de huit HD 5830, ce qui se traduisait par presque deux GH/s (Gigahash par seconde). J’ai fini par utiliser huit cartes mères et environ 20 cartes graphiques pour atteindre un peu plus de 4 GH/s.

Malheureusement, l’installation électrique d’un bureau comme celui que j’utilisais est prévue pour deux personnes et deux PC, et non pas de multiples configurations tournant à plein régime avec une alimentation de 750 Watts chacune. Vu que la température s’élevait dans le bureau, j’ai créé des conduits d’aération en carton, lesquels me permettaient dégager l’air chaud en direction des fenêtres. Chacun d’entre eux se terminait par un ventilateur à LED qui touchait la grille anti-moustique de la fenêtre et ce sont ces mêmes ventilateurs qui ont causé ma perte : ils provoquaient des halos de lumière bleue qui ne passaient pas vraiment inaperçus dans la nuit. Le propriétaire de l’immeuble a fini par remarquer ces halos, s’est rapproché de la fenêtre qui donnait sur la rue et s’est pris un grand coup d’air chaud sur le visage. Peu après, j’ai été contraint de quitter les lieux.

Quelques semaines plus tard, j’ai trouvé un autre bureau dans une autre ville. Vu qu’il était impossible d’y ouvrir les fenêtres, j’ai dû me contenter de trois configurations à base de Radeon HD 5830 pour ne pas créer une fournaise dans la pièce.

A cette même époque, les premiers FPGA (circuits logiques programmables) dédiés à l’extraction de Bitcoins sont apparus. Butterfly Labs, une entreprise alors inconnue de Kansas City, a ainsi annoncé le Single, un extracteur Altera FGPA capable de dépasser 800 MH/s pour 600 $. J’en ai commandé un immédiatement. Devenu accro, j’ai continué à en commander par colis de quatre pour en totaliser 25.

A l’été 2012, Butterfly Labs a commercialisé le miniRig, une énorme boite renfermant 18 PCB et autant de ventilateurs pour atteindre 25,2 GH/s. Le prix de 15 000 $ ne m’a pas refroidi et j’en ai donc acheté un pour atteindre 46 GH/s grâce à l’ensemble de mes machines.

Par la suite, BFL a annoncé les premières livraisons de produits ASIC (circuit intégré propre à une application) pour octobre ou novembre de la même année, sachant que les possesseurs de machines FPGA avaient la possibilité de faire reprendre leur ancien matériel au prix d’achat. Je savais qu’avec l’arrivée des produits ASIC, la difficulté d’extraction exploserait, rendant ainsi les produits FPGA obsolètes et amputant ainsi ma source de revenus. C’est à contrecœur que j’ai dû vendre quelques placements à long terme pour transférer presque 30 000 $ à BFL pour deux miniRigs en ASIC, avec l’espoir de sécuriser un flux de Bitcoins. Malheureusement, BFL n’a pas pu tenir l’échéance d’octobre/novembre 2012 et à l’heure où j’écris, seules quelques douzaines de machines ASIC entrée de gamme ont été livrées.

L’algorithme d’extraction et l’extraction CPU

Ce que l’on qualifie d’ « extraction » (mining) de Bitcoin est en fait la création d’un nouveau bloc au sein d’une chaine. Au lieu de faciliter le processus de création des blocs, Satoshi Nakamoto a pris conscience qu’il faudrait une opération coûteuse en termes de calcul, exécutée comme une sorte de tombola, pour éviter que des faussaires ne subvertissent la monnaie virtuelle. Cependant, des calculs complexes et donc coûteux en ressources CPU comme en électricité nécessitent une récompense en contrepartie. Sans cela, seuls les gens mal intentionnés participeraient à la création de blocs.

Un des problèmes les plus complexes qui soit en sciences informatiques est la rétro-ingénierie d’un hash sécurisé (trouver le texte d’entrée pour un résultat donné, la signature numérique). Pour prendre un exemple simple, imaginons  Alice, une personne riche atteinte d’une maladie en phase terminale qui a écrit son testament et le stocke sur son ordinateur. Sachant que son ordinateur peut être piraté et son testament altéré, Alice a signé numériquement ce dernier avec l’algorithme de hachage SHA-256. Elle a par ailleurs envoyé par email la signature numérique à tous ses légataires, leur permettant ainsi de vérifier l’authenticité du testament. François veut hacker l’ordinateur d’Alice pour modifier le document de manière à être l’unique héritier mais fait face à un problème : il lui faut altérer le testament de manière à ce que la signature SHA-256 largement communiquée reste la même. Sans cela, tous les autres prendront conscience de la supercherie. On parle ici du problème, particulièrement complexe en termes de calculs, de rétro-ingénierie ou attaque par force brute du hachage SHA-256 : il s’agit de trouver une entrée qui corresponde à une sortie prédéfinie. Satoshi Nakamoto a décidé que pour trouver un nouveau bloc, tous les utilisateurs devraient se concurrencer pour casser le hachage, ce qui transforme donc la création de blocs en tombola géante.

Vu qu’il s’agit d’un problème intraitable en termes de calcul, Satoshi Nakamoto l’a rendu un peu plus facile : il n’est pas nécessaire de trouver la signature exacte, mais seulement un résultat qui soit satisfaisant dans son inexactitude. En d’autre termes, une signature qui ne diffère que d’un nombre donné (et ajustable) de caractères par rapport à la signature exacte permet tout de même de créer un bloc. Ce nombre baisse au fur et à mesure que les difficultés d’extraction augmentent, rendant ainsi la résolution du problème par force brute de plus en plus complexe et limitant le rythme de création des blocs à un toutes les dix minutes. Le fait de contrôler l’ « approvisionnement monétaire » en maintenant un rythme de création des blocs constants permet d’éviter une inflation galopante.

Extraction Bitcoin sur CPU

A la base, les mineurs de Bitcoin se contentaient de faire tourner le code de Satoshi Nakamoto sur leurs configurations et d’ajouter d’autres ordinateurs pour prendre l’avantage sur les autres mineurs. Mais après le portage de l’algorithme en OpenCL (le langage parallèle similaire au C qui permet aux cartes graphiques de se comporter comme un supercalculateur du pauvre), la difficulté s’est tellement corsée que l’extraction sur CPU est devenue obsolète. En d’autres termes, l’extraction Bitcoin CPU revient bien plus cher en consommation électrique qu’elle ne rapporte.

Extraction solitaire et extraction en coopérative

Un mineur isolé participe à la tombola de création des blocs dans son coin et revient bredouille la plupart du temps. A de très rares occasions, il trouvera un bloc qui lui rapportera instantanément 25 Bitcoins (ainsi qu’un petit bonus transactionnel). Cependant, l’extraction solitaire n’a de sens qu’avec une puissance de calcul massive, c’est-à-dire 50 GH/s et plus. La plupart des mineurs préfèrent donc s’inscrire à l’une des douzaines de coopératives (comme par exemple deepbit.net ou eligius.st) pour profiter d’un revenu régulier en Bitcoins. La plupart de ces coopératives (mais pas toutes) prélèvent un petit pourcentage des revenus issus de l’extraction pour payer l’hébergement des serveurs ainsi que la protection contre les attaques DdoS.

Extraction GPU et programmes d’extraction

Les GPU s’appuient sur une architecture SIMD (Single Instruction Multiple Data), au sein de laquelle des centaines de threads peuvent exécuter le même programme en parallèle, travaillant sur différentes données en entrée. Ainsi, les milliards de données vectorielles nécessaires pour déchiffrer le SHA-256 sont maintenant réparties sur plusieurs centaines de cores GPU.

Comme on avait déjà pu le remarquer au détour de benchmarks lors des tests de cartes graphiques ici-même, les GeForce ne sont absolument pas adaptées pour l’extraction Bitcoin parce que le SHA-256 est un algorithme exclusivement basé sur les nombres entiers. Les cartes NVIDIA (tout du moins certaines d’entre elles) ont beau survoler les débats lorsqu’il s’agit de calculs à virgule flottante, le fait est qu’elles manquent d’instructions pour les nombres entiers qui sont particulièrement importantes vis-à-vis du SHA-256. De ce fait, une comparaison à prix égal entre une Radeon et une GeForce se traduit par des performances divisées par cinq, six voir sept chez NVIDIA. L’extraction Bitcoin est donc un domaine dans lequel AMD est tout simplement incontournable.

Très prisée à l’époque mais quelque peu datée à présent pour l’extraction Bitcoin, la Radeon HD 5830 embarque 1120 stream processors. Ceci ne veut pas dire qu’elle compte 1120 cores : le GPU utilise 224 cores SIMD, chacun comptant 5 ALU fonctionnant en parallèle (VLIW5).

Il faut un programme GPU particulièrement bien optimisé pour maintenir un taux d’utilisation de 100 % sur les 5 ALU. Le compilateur OpenCL se montre assez efficace pour répartir les opérations sur ces derniers, puisqu’il parvient à faire travailler 4,5 ALU en moyenne. Aux fréquences de référence, une HD 5830 fonctionne à 800 MHz sachant qu’un mineur de Bitcoin tend à overclocker sa carte graphique. VU que toutes les données de la double implémentation SHA rentrent dans les registres GPU, les accès DRAM sont rares. En conséquence, les mineurs underclockent la RAM de leur carte graphique pour réduire sa  consommation, ce qui dégage une petite marge de manœuvre supplémentaire pour l’overclocking autrement plus important du GPU.

Avec ses deux GPU Cayman, la Radeon HD 6990 était encore le fer de lance d’AMD jusqu’à la sortie de la HD 7990 en avril dernier. Grâce à ses deux GPU, la HD 6990 compte la bagatelle de 3072 stream processors fonctionnant à 830 MHz. Vu que les Radeon HD 6900 ont délaissé l’architecture VLIW5 au profit de la VLIW4, changement bénéfique à l’utilisation des ALU, chaque GPU dispose de 384 cores SIMD comptant chacun 4 ALU.

Programmes d’extraction

Parmi les choix qui s’offrent à nous, cgminer, BFGMiner, DiabloMiner, pclbm et Phoenix. Les plus récentes et futures versions de ces extracteurs pourrait contenir un programme d’extraction OpenCL légèrement mieux optimisé, de même que d’autres pourraient proposer un meilleur overclocking automatique des cartes graphiques. Certains de ces programmes peuvent également gérer les composants FPGA, ou même les derniers matériels en ASIC. Cgminer nous a donné satisfaction : si d’anciennes versions du logiciel avaient tendance à planter à plusieurs semaines d’intervalle, le programme est maintenant stable.

Les paramètres demandés par le programme sont l’url de la coopérative d’extraction, le numéro de port ainsi que le nom d’utilisateur et le mot de passe du compte ouvert à la coopérative. Il y a également des paramètres facultatifs comme le contrôle des ventilateurs ou encore l’overclocking par exemple.

Benchmarks : Radeon HD 5830, HD 6990

Ci-dessus, deux Radeon HD 5830 en extraction Bitcoin. Ci-dessous, les deux GPU de la HD 6990 sur la même tâche.

Tandis que la HD 6990 parvient à environ 700 MH/s avec ses deux GPU, la paire de vieilles HD 5830 ne parvient qu’à ~ 250 MH/s.

Matériel FPGA et ASIC

Fin 2011/début 2012, des entreprises innovantes comme Butterfly Labs, ZTEX en Allemagne mais aussi un jeune diplômé chinois et quelques américains ont commencé à proposer des extracteurs FPGA. Tandis que la plupart de ces acteurs s’appuyaient sur le kit Xilinx Spartan6-150 FPGA (100 $), BFL a choisi un FPGA Altera sur lequel il a été possible de faire des économies d’échelle.

Les cartes d’extraction basées sur le Xilinx Spartan6-150 FPGA atteignaient 200 à 220 MH/s par carte et se vendaient pour 1 à 2,5 $ par MH/s.

En parallèle, Butterfly Labs proposait son dual FPGA 830 MH/s Single pour un prix très agressif de 600 $ (moins de 75 cents par MH/s).

Mi-2012, BFL a commencé à commercialiser le miniRig, un extracteur capable de 25,2 GH/s qui s’appuie sur un boitier type PC au format tour avec 9 ventilateurs latéraux en aspiration et autant en extraction. Il contient autant de cartes FPGA que nécessaire pour atteindre 25,2 GH/s, c’est-à-dire généralement 17 à 18 cartes embarquant chacune deux FPGA. Les FPGA Altera du miniRig sont plus grandes et munies de puces plus chères que celles qui équipent le Single, et atteignent entre 650 et 750 MH/s chacune avec des variations significatives.

Ci-dessous : la moitié des cartes du miniRig FPGA en cours d’extraction sous cgminer.

Extracteurs ASIC

Avalon

Avalon est le successeur ASIC de l’Icarus (FPGA) de M. Zhang. L’ASIC est une petite puce monocore 110 nm. Un Avalon regroupe plusieurs centaines d’entre elles pour atteindre environ 66 GH/s.

Butterfly Labs

Peu après avoir commencé à livrer ses miniRigs FPGA, Butterfly Labs annonçait la sortie imminente d’extracteurs ASIC, à savoir le « SC Singles » 60 GH/s, le « Jalapeno » 4,5 GH/s pour l’entrée de gamme et enfin le « SC miniRig » haut de gamme avec ses 1500 GH/s. Afin de ne pas tuer les ventes en cours d’extracteurs FPGA, BFL a mis en place un programme de reprise : en renvoyant un extracteur BFL FPGA, un client est intégralement remboursé pour l’achat d’un extracteur ASIC, permettant ainsi d’économiser 50 % du prix d’un de ces extracteurs dernière génération.

Très exactement 10 mois après l’ouverture des précommandes pour les machines ASIC, BFL a commencé les livraisons de son premier produit : un extracteur 5 GH/s remplaçant le Jalapeno, mais consommant environ six fois plus que ce dernier. BFL a admis s’être trompé assez lourdement sur les besoins de consommation de ses ASIC 65 nm, transformant un potentiel ASIC 8 GH/s (16 cores @ 500 MHz) en une puce 4 GH/s fonctionnant à seulement 250 MHz.

ASICminer

ASICminer a créé un ASIC 130 nm pour sa coopérative d’extraction, presque fini la vente aux enchères de lames 10 GH/s et s’apprête à commercialiser un extracteur 300 MH/s ressemblant à une clé USB : le Block Erupter USB. Tandis que les enchères des lames ont donné lieu à une surenchère d’offres pour aboutir à 75/76 BTC par lame (un tarif curieusement élevé), les clés USB seront proposées au prix fixe de 1,99 BTC pièce.

Comparaison des puces FPGA et ASIC

Aspects financiers : recettes

Certains mineurs se contentent de conserver les Bitcoins qu’ils ont acquis dans un portefeuille virtuel sur leur PC (ne jamais oublier de faire des sauvegardes de son portefeuille !). D’autres peuvent avoir besoin d’amortir rapidement le matériel acquis pour l’extraction et convertissent donc leurs Bitcoins.

Pour cela, il faut vendre les Bitcoins (ou fractions de Bitcoins) sur l’une des places d’échange, lesquelles fonctionnent comme les places boursières. MtGox, basé au Japon, fait partie des plus anciennes et des plus courues. Après y avoir créé un compte, on peut y transférer des Bitcoins depuis son portefeuille.

L’opération est assez simple : on clique sur « Funding options » (options d’approvisionnement) sur la colonne de gauche pour faire apparaitre un menu qui affiche « Add Funds » (ajout de fonds). Il convient ensuite de choisir « Bitcoins » sur le menu déroulant « Please Choose a Funding Method » (choix du type d’approvisionnement). Une adresse est automatiquement générée dans l’instant, laquelle doit être copiée dans l’adresse « Send to » du portefeuille électronique avant de spécifier le nombre de Bitcoins à convertir, puis de cliquer sur « Send ». Il peut s’écouler une à deux heures avant réception des six confirmations nécessaires pour faire apparaitre un solde de Bitcoins sur le compte MtGox. A ce stade, on peut enfin cliquer sur « Trade » pour vendre les Bitcoins au prix du marché.

Une extraction de plus en plus difficile

Le fait que la difficulté d’extraction ne cesse d’augmenter est la face cachée du système. C’est un mécanisme que la plupart des nouveaux entrants tendent à sous-estimer. Afin d’éviter l’inflation, le système distribué des Bitcoins veille à préserver une cadence constante pour la création des blocs et ce quel que soit le nombre d’extracteurs (on parle d’un nouveau bloc toutes les 10 minutes). Si le seuil de 2016 blocs est dépassé en l’espace de deux semaines, l’extraction se complique. A contrario, si les 2016 blocs ne sont pas atteints dans le même laps de temps, la difficulté décroit, sachant ce cas de figure ne s’est que très rarement produit depuis 2009. Etant donné que chaque bloc fait partie d’une chaine de blocs publique, le nombre de blocs crée au cours des derniers jours/semaines etc. est complètement transparent.

Le graphique est éloquent : le débit de hachage et la difficulté à extraire les blocs ont été multipliés par cinq au cours des onze derniers mois. Pire encore, cette tendance s’est encore accrue sur les deux derniers mois : en l’espace de soixante jours, la difficulté a quasiment été multipliée par trois. Il faut s’attendre à ce que cette tendance perdure à un rythme similaire si ce n’est plus rapide. D’ici à l’automne, le débit global de hachage devrait être multiplié par dix étant donné l’essor des extracteurs ASIC.

Imaginons que l’on utilise aujourd’hui un extracteur FPGA BFL Single atteignant 830 MH/s : ceci représente un peu moins de 0,001 % du débit de hachage global. Une fois que la difficulté sera multipliée par un facteur 10, l’extracteur ne contribuera plus qu’à 0,0001 % du débit de hachage global. Bien entendu, les revenus issus de l’extraction seront eux aussi divisés par dix.

Aspects financiers : coûts

En 2011 et 2012, le principe approximatif qu’une carte graphique dédiée à l’extraction ne devait pas coûter plus d’un dollar par MH/s prévalait. Bien entendu, les cartes mères pouvant accepter quatre voir cinq cartes graphiques n’étaient pas données (environ 200 $ pour la fameuse MSI 890FXA-GD70), mais un CPU bas de gamme et 2 Go de DRAM suffisaient pour l’extraction GPU. La GD70 était même en mesure d’accueillir une cinquième carte graphique avec un adaptateur horizontal (riser) PCI-Express, mais cette « économie » était contrebalancée par le besoin d’une alimentation 1000 Watts ainsi que l’adaptateur lui-même.

Fin 2011, les premiers extracteurs FPGA ont vu le jour parmi lesquels le single-FPGA ZTEX 1.15x, capable d’atteindre 210 MH/s. Celui-ci coûtait environ 400 euros hors frais de port outre-Rhin, là où il était assemblé. Plusieurs fabricants américains sont apparus à cette période dont une majorité proposaient des extracteurs quad-FPGA pour environ 1000 $. Les quelques 800 à 850 MH/s atteignables à ce prix ressemblaient presque à une bonne affaire compte tenu des besoins modérés en alimentation et refroidissement. Cependant, Butterfly Labs a frappé un grand coup en commercialisant début 2012 son FPGA-Single pour 600 $, sachant que ce dernier atteignait 830 MH/s.

Comme nous l’avons précédemment évoqué, BFL a ensuite annoncé en juin 2012 que le développement de ses extracteurs ASIC était suffisamment avancé pour que les livraisons débutent en octobre/novembre de la même année (une promesse non tenue). Les prix d’origine étaient de 1200 $ pour le SC Single 60 GH/s et la bagatelle de 29 600 $ pour le SC miniRig 15 000 GH/s, l’équivalent chez les extracteurs de la bombe à hydrogène. En 2013, BFL a finalement annulé ce dernier en raison des problèmes de consommation et refroidissement tout en doublant le prix des autres extracteurs ASIC.

Le coût de l’électricité

Les coûts récurrents de l’extraction dépendent de l’endroit où l’on vit et de la possibilité d’obtenir de l’électricité gratuitement (ou à titre gracieux). A moins de travailler dans une centrale, l’électricité gratuite ne l’est pas vraiment : utiliser celle de son entreprise ou fac pour extraire des Bitcoins pourrait même être considéré comme du vol. Mais on peut aussi bénéficier d’électricité à titre gracieux, comme c’est le cas pour certaines locations de bureaux aux Etats-Unis qui incluent tous les frais annexes. Quoi qu’il en soit, la consommation engendrée par cette activité ne passe pas vraiment inaperçue et rien n’empêche un propriétaire de ne pas renouveler un bail ou tout simplement d’ajuster le loyer en temps voulu.

Naturellement, le prix de l’électricité varie énormément suivant l’endroit où l’on habite. Il faut compter 0,1263 € TTC (~ 0,164 $) en France par kWh (option base, EDF Tarif Bleu pour compteur 6 kW) sachant qu’il s’agit d’un des meilleurs tarifs en Europe. La situation est plus complexe aux Etats-Unis où le prix varie d’état en état, comté en comté et même ville par ville. On peut ainsi se situer entre 0,18 et 0,19 $ par kWh en Californie, contre seulement 0,07 $ quand on habite en Georgie. Les chanceux qui résident dans le comté de Douglas (Etat de Washington) payent seulement 0,0233 $ du kWh grâce aux centrales hydroélectriques sous-utilisées dans les environs.

Comme on le verra plus en détail sur la page suivante, en admettant que l’on ait une carte graphique tournant à 230 MH/s qui nécessite 230 Watts 24/7, un jour d’extraction revient à environ, 1,05 $ en Californie contre 0,35 $ en Georgie et seulement 0,15 $ dans le comté de Douglas. Avec la difficulté actuelle, cette carte graphique génère à peu près 0,01 Bitcoin par jour soit l’équivalent de 1,15 $. Dès lors que le Bitcoin passe en dessous de 105 $, le mineur résidant en Californie a tout intérêt à arrêter son matériel. Lorsque la difficulté sera multipliée par dix, ce qui devrait arriver d’ici l’automne, même les habitants du comté de Douglas n’auront aucun intérêt à poursuivre l’extraction avec cette même carte graphique.

Recettes et profits

Profits = produits – charges

Attention à ne pas négliger les coûts lorsque l’on calcule les éventuels profits : on paye d’une part des charges exceptionnelles (le matériel dédié à l’extraction) et des charges récurrentes comme par exemple l’électricité et/ou un bureau.

Il est encore plus important d’anticiper la difficulté d’extraction des Bitcoins qui ne cesse d’augmenter et amenuise donc les revenus. Les profits doivent être calculés au moins une fois par mois : l’extraction à perte n’a pas d’intérêt, à moins de tabler sur une hausse du taux de change des Bitcoins. Vu que cette hypothèse est loin d’être certaine, on prend alors de sérieux risques.

Rendement (consommation contre rythme de hachage)

Etant donné que l’extraction est de plus en plus difficile, le rendement devient d’autant plus important.

Le fait d’utiliser des FPGA plutôt que des GPU permet de significativement réduire la consommation. Il en va de même pour la transition FPGA vers ASIC.

Une bulle spéculative Bitcoin ?

Curieusement, il n’y a pas de réponse toute faite à cette question. D’une manière générale en économie, la masse monétaire devrait suivre la croissance économique ou les gains de productivité d’une société, sans la dépasser ni accuser de retard. Si la masse monétaire est augmentée plus vite que la croissance économique ne progresse, le surplus de monnaie poussera le prix de biens trop rares à augmenter. On parle alors d’inflation, sachant qu’au-delà de quelques pourcents annuels, l’inflation est généralement néfaste à l’économie parce qu’elle conduit à une perte progressive de l’épargne, appauvrit les retraités et peut finir par générer des troubles sociaux. Néanmoins, l’inflation à faible dose est généralement considérée comme bénéfique pour l’économie dans la mesure où elle dissuade la thésaurisation (par opposition au réinvestissement de l’épargne dans l’économie réelle) et permet une baisse progressive des coûts du travail.

La masse monétaire qui augmente plus lentement que la croissance économique se traduit par une politique monétaire restrictive, conduisant à une diminution de la demande pour les biens, ce qui peut nuire à l’économie. Si jamais un phénomène de surabondance de biens se développe, le prix des biens va inévitablement baisser compte tenu de la demande par rapport à l’offre, ce qui peut entrainer une spirale déflationniste.

Satoshi Nakamoto a choisi un rythme lent pour l’augmentation de la masse monétaire, sachant qu’une fois les 21 millions de Bitcoins atteints, la masse monétaire cessera d’augmenter. Comme nous l’avons déjà évoqué, un nouveau bloc est créé toutes les 10 minutes en moyenne. Alors que cette création rapportait 50 Bitcoins initialement, nous sommes passés à 25 Bitcoins fin novembre 2012. Cette baisse de 50 % se reproduira tous les quatre ans, réduisant ainsi l’augmentation de la masse monétaire à peau de chagrin.

Ceci nous fait dire que le Bitcoin est intentionnellement déflationniste. Sachant que l’augmentation de la masse monétaire s’atténue progressivement, si cette monnaie chiffrée devait gagner en popularité, son taux de change ne pourrait qu’augmenter. L’envolée à 266 $ par Bitcoin lors de la deuxième semaine d’avril s’est avérée être une bulle spéculative, mais une augmentation progressive est quasiment assurée.

Reste tout de même une inconnue : si tous les gouvernements devaient interdire les échanges de Bitcoins, il serait impossible de les convertir en devises réelles et inversement. Ceci dit, il est assez peu vraisemblable de voir presque 200 pays interdire ces échanges de façon unanime.

Autres monnaies chiffrées

Les configurations ASIC domineront bientôt l’extraction des Bitcoins, reléguant les utilisateurs de GPU aux oubliettes.

Ceci dit, ce qui est vrai pour les Bitcoins n’est pas universel : il existe d’autres monnaies chiffrées pour lesquelles les extracteurs basés sur des GPU sont encore utiles et capables de générer des profits.

Litecoin (LTC)

Crée en octobre 2011, Litecoin a été pensé pour hériter des aspects positifs de Bitcoin tout en apportant quelques modifications considérées comme des progrès.

Ainsi, il n’y aura jamais plus de 21 millions de Bitcoins alors que l’on pourra atteindre 84 millions de Litecoins. Le rythme de création des blocs passe de 10 à 2,5 minutes, permettant donc un délai de confirmation plus court. Ceci fait de Litecoin une monnaie plus adaptée pour des transactions de gré à gré (pour acheter un café par exemple).

L’algorithme sur lequel se base Litecoin n’est pas chiffré en SHA-256 mais en Scrypt, sachant que Scrypt demande des ressources mémoire conséquentes. L’idée sous-jacente était d’exclure les FPGA et ASIC de l’extraction Litecoin, tout du moins à court terme, de manière à ce qu’une carte graphique achetée pour cet usage ne s’avère pas être un investissement à court terme comme c’est le cas pour Bitcoin. On estime qu’une carte graphique capable d’exécuter 400 MH/s pour l’extraction Bitcoin peut atteindre à peu près 400 kH/s en extraction Litecoin.

Litecoin gagne en popularité et l’on trouve plusieurs places d’échanges comme par exemple btc-e.com. Au moment d’écrire ces lignes, un Litecoin (LTC) vaut quasiment 2,95 $.

En partant du principe que notre carte graphique (fictive) pouvant atteindre 230 MH/s pour une consommation de 230 Watts est également capable d’extraire des Litecoins à raison de 230 kH/s, un demi-Litecoin serait généré chaque jour, soit 1,5 $. L’extraction GPU est donc déjà un peu plus profitable avec les Litecoins qu’avec les Bitcoins.

Pour peu que l’on veuille s’initier aux monnaies chiffrer sans avoir à acheter une machine ASIC dédiée à la tâche, l’extraction de Litecoins est d’autant plus désignée que l’on peut s’y mettre avec une carte graphique que l’on possède déjà.

PPCoin (PPC)

PPCoin a vu le jour en août 2012. L’influence de Bitcoin est évidente, mais PPCoin a été intentionnellement conçu pour proposer un meilleur rendement énergétique. Plutôt que d’utiliser uniquement le concept de « preuve de travail » comme Bitcoin, PPCoin associe « preuve de travail » à « preuve de participation », ce dernier concept assurant un meilleur rendement énergétique que le premier. Cependant, c’est le concept bien connu de « preuve de travail » qu’utilise PPCoin en phase inflationniste.

Namecoin (NMC)

Egalement basé sur Bitcoin, Namecoin est un système permettant de stocker des données en peer-to-peer. L’une de ses applications premières est de chiffrer les DNS de manière décentralisée. Notons qu’il est possible d’extraire des Namecoins tout en minant des Bitcoins.

Conclusion

Avec une valeur d’environ 120 $, Bitcoin semble encore à même de pouvoir accueillir de nouveaux mineurs et pourtant, la réalité est toute autre : plus d’un demi-million d’ASIC Avalon ont déjà été vendus. Lorsqu’ils seront livrés et installés sur PCB, ils ajouteront 150 TH/s au débit global actuel qui est d’environ 100 TH/s.

BFL a beau ne pas communiquer sur ses ventes, les rumeurs font état d’à peu près 100 SC miniRigs commandés sachant que chacun d’entre eux ajoutera 1,5 TH/s. On tient donc là 150 TH/s supplémentaires.

Ajoutons à cela les BFL Singles, les configurations Avalon complètes, la coopérative ASICminer qui ne cesse de croitre et l’on voit que la meilleure estimation que l’on puisse faire pour la fin de l’automne est un débit global de 1000 TH/s. Le débit de hachage global tout comme la difficulté d’extraction serait donc multiplié par dix. En admettant qu’une configuration Avalon rapporte 8000 $ par mois, les recettes tomberaient rapidement à 800 $ pour ensuite continuer leur déclin progressif. A vrai dire, il est même possible que nous sous-estimions la situation étant donné que d’autres start-up, une en Suisse et une en Suède, ont récemment annoncé leurs propres ASIC.

Placer aujourd’hui une enchère de 20 000 $ sur eBay pour précommander une configuration Avalon 65 GH/s est donc une folie : d’ici à ce qu’elle soit livrée, il sera impossible de faire un retour sur investissement. On aura toutefois la maigre consolation de pouvoir la laisser tourner un certain temps sans perdre d’argent, ce qui n’est pas le cas des extracteurs GPU : en admettant que le taux d’échange du Bitcoin stagne, n’importe quelle carte graphique ne devrait pas tarder à coûter plus cher en électricité qu’elle ne rapporte.

Bien que les actuels extracteurs FPGA tiendront probablement l’année, il ne faut surtout pas en acheter aujourd’hui. Récemment, j’ai mis mon unique ZTEX 1.15x 210 MH/s sur eBay pour 250 $ en m’attendant à ne pas le vendre, après quoi je l’aurai remis en vente à 200 $. A ma grande surprise, les enchères se sont emballées pour atteindre 380 $ (alors que le prix en achat immédiat était de 350 $ !). J’ai bien entendu accepté le paiement, ce qui ne m’empêche pas de sincèrement plaindre l’acheteur.

A partir du moment où l’appel de l’extraction devient irrésistible, deux choix s’offrent à nous : soit acheter un extracteur ASIC à prix « d’usine » (et non pas aux enchères) pour miner des Bitcoins, soit utiliser une ou plusieurs cartes graphiques que l’on possède déjà pour extraire des Litecoins.

J’ai pu amortir le matériel acquis pour l’extraction, mais le fait est que tout le monde n’aura pas cette chance. Même parmi les extracteurs ASIC il existe un classement, une hiérarchie basée sur le rapport prix d’achat/rendement énergétique. Il est tout simplement impensable de pouvoir faire tourner indéfiniment des ASIC 130 nm en Californie ou en France : il arrivera forcément un jour où l’on sera complètement dépassé par des mineurs utilisant des ASIC 28 nm là où l’électricité ne coûte presque rien. Quand on tient en plus compte du fait que le parc nucléaire en France, lequel produit la majeure partie de notre électricité, est vieillissant …

L’extraction Bitcoin est déconseillée aux âmes sensibles ainsi qu’à tous ceux fâchés avec les mathématiques. Il ne faut pas investir plus que ce que l’on peut se permettre de perdre ou mieux encore, observer cette course effrénée à distance.