Algorithmes de mining expliqués :
Du CPU à l'ASIC
Guide complet sur la façon dont les algorithmes de proof-of-work façonnent le paysage du mining — ce qui les fait fonctionner, pourquoi le matériel compte, et lesquels vous pouvez miner aujourd'hui.
Un algorithme de mining est le puzzle cryptographique que les miners résolvent pour valider les blocks et gagner des récompenses. Différents algorithmes ont différents profils computationnels : certains sont conçus pour les CPU (conceptions memory-hard comme RandomX), d'autres favorisent les GPU (conceptions parallèles comme KAWPOW, Equihash et Groestl), et certains sont dominés par les ASIC (conceptions simples et parallélisables comme SHA-256). L'algorithme utilisé par un coin détermine le matériel nécessaire, le niveau de décentralisation possible du réseau, et l'accessibilité du mining pour le grand public.
Qu'est-ce qu'un algorithme de mining ?
Au cœur de chaque cryptomonnaie en proof-of-work se trouve une fonction de hash — une fonction mathématique à sens unique qui prend une entrée de n'importe quelle taille et produit une sortie de taille fixe (le hash). Les algorithmes de mining utilisent ces fonctions de hash pour créer un puzzle coûteux en calcul que les miners s'efforcent de résoudre.
Le concept de proof-of-work
L'idée fondamentale est simple : trouver un nombre (appelé nonce) qui, combiné aux données du block et passé dans la fonction de hash, produit une sortie inférieure à une certaine valeur cible. Comme les fonctions de hash sont imprévisibles, le seul moyen de trouver un nonce valide est l'essai par force brute.
→ Ajouter la valeur du nonce (en partant de 0)
→ Passer dans la fonction de hash
→ Hash < cible ? Non → incrémenter le nonce, réessayer
→ Hash < cible ? Oui → block trouvé !
Imaginez une loterie massive. Chaque tentative de hash est comme acheter un ticket avec un numéro aléatoire. Les tickets « gagnants » sont ceux en dessous de la cible de difficulté. Plus vous achetez de tickets par seconde (hashrate), meilleures sont vos chances — mais chaque ticket individuel est le pur hasard.
Pourquoi différents algorithmes existent
Si tous les coins utilisaient le même algorithme, ils seraient en concurrence pour le même matériel de mining, et les réseaux les plus puissants absorberaient toute la puissance de hash. Différents algorithmes existent pour :
Décentralisation : Les algorithmes memory-hard empêchent un seul fabricant d'ASIC de dominer le réseau.
Accessibilité : Les algorithmes favorisant les CPU permettent à quiconque possède un ordinateur de participer sans matériel spécialisé.
Sécurité : Des algorithmes uniques créent des domaines de sécurité indépendants — une attaque sur un algorithme ne peut pas être réutilisée contre un autre.
Efficacité : Certains projets choisissent délibérément des algorithmes compatibles ASIC car le matériel dédié offre le meilleur ratio hash/watt, maximisant la sécurité du réseau par unité d'énergie.
Algorithmes favorisant les CPU
Les algorithmes favorisant les CPU sont conçus pour que les processeurs généralistes soient compétitifs — voire supérieurs — aux GPU et ASIC. La technique clé est de rendre l'algorithme memory-hard : nécessitant un accès aléatoire rapide à un gros volume de RAM qui ne peut pas être efficacement répliqué dans du silicium personnalisé.
RandomX (Monero, C64Chain, JunoCash)
RandomX est la référence en matière d'algorithmes de mining optimisés CPU. Développé pour Monero et activé en novembre 2019, il génère et exécute des programmes aléatoires dans une machine virtuelle, avec une forte dépendance à la hiérarchie de cache du CPU.
Étape 1 : Un dataset de 2 Go est généré à partir de l'état de la blockchain en utilisant AES et Blake2b. Cela remplit le cache L3 du CPU ou le dépasse, forçant un véritable accès mémoire.
Étape 2 : Un programme aléatoire est généré pour chaque nonce. Ce programme comprend des opérations entières, flottantes et des lectures aléatoires du dataset.
Étape 3 : Le programme s'exécute dans une machine virtuelle spécialisée qui reflète l'architecture de registres x86-64 — donnant aux CPU un avantage naturel.
Étape 4 : La sortie est hashée avec Blake2b pour produire le hash final pour la comparaison de difficulté.
Pourquoi les CPU gagnent : RandomX est spécifiquement conçu pour exploiter des fonctionnalités que les CPU ont et que les GPU n'ont pas — prédiction de branchement profonde, grands caches multi-niveaux, exécution dans le désordre et jeu d'instructions x86-64 natif. Les milliers de cœurs simples d'un GPU ne peuvent pas exécuter efficacement les programmes aléatoires complexes avec branchements que RandomX génère.
Imaginez RandomX comme un test qui exige de lire des pages aléatoires d'une encyclopédie épaisse, de faire de l'arithmétique, puis de chercher une autre page aléatoire en fonction du résultat. Un humain avec l'encyclopédie sur son bureau (CPU avec grand cache) est bien plus rapide que mille humains ayant chacun un petit extrait photocopié (cœurs GPU avec petite mémoire locale).
Depuis le déploiement de RandomX en 2019, aucun ASIC viable n'a été produit. La génération de programmes aléatoires rend le matériel à fonction fixe quasiment impossible à concevoir — il faudrait essentiellement construire un CPU généraliste, auquel cas il n'y a aucun avantage par rapport aux processeurs du commerce. C'est la résistance aux ASIC la plus forte atteinte par un algorithme de mining à ce jour.
Algorithmes favorisant les GPU
Les algorithmes favorisant les GPU sont conçus autour du calcul parallèle — effectuer la même opération sur de nombreux éléments de données simultanément. Les GPU, avec leurs milliers de cœurs simples, excellent dans ce type de charge. Ces algorithmes utilisent généralement des exigences mémoire modérées (suffisantes pour dissuader les ASIC simples) combinées à un débit de calcul élevé.
KAWPOW (Ravencoin)
KAWPOW est une version modifiée de ProgPow, spécifiquement ajustée pour le GPU mining. Il combine un DAG de style Ethash memory-hard avec des programmes mathématiques générés aléatoirement qui changent à chaque block.
Taille du DAG : Croît avec le temps (actuellement ~4 Go), fixant une exigence minimale de VRAM GPU et rendant obsolètes les cartes plus anciennes.
Mathématiques aléatoires : Chaque block génère un programme unique utilisant des opérations natives GPU (FMA, rotations, ops bit à bit), rendant les ASIC à fonction fixe impraticables.
Bande passante mémoire : Des lectures aléatoires intensives du DAG saturent la bande passante mémoire GPU, qui est le goulot d'étranglement principal et la métrique déterminant le hashrate.
Equihash (Zcash)
Equihash est un proof-of-work memory-hard basé sur le problème d'anniversaire généralisé. Les miners doivent trouver des ensembles de valeurs dont les XOR s'annulent à travers plusieurs rounds d'un algorithme de recherche de collisions.
L'algorithme est paramétré sous la forme Equihash(n, k), où n contrôle la taille de sortie du hash et k contrôle le nombre de rounds de collision. Zcash utilise Equihash(200, 9), qui nécessite environ 700 Mo de mémoire de travail.
Malgré sa conception pour résister aux ASIC, des ASIC Equihash ont été développés par Bitmain (Z9) et Innosilicon (A9) en 2018. Cela a conduit certains coins Equihash à forker vers des paramètres modifiés (comme Equihash 144,5 ou 192,7), tandis que Zcash a choisi d'accepter les ASIC. Il reste minable par GPU mais les ASIC sont significativement plus efficaces sur les paramètres originaux 200,9.
Verthash (Vertcoin)
Verthash est l'algorithme personnalisé de Vertcoin, conçu après que le projet ait subi plusieurs attaques à 51 % sur son précédent algorithme Lyra2REv3. Il utilise un fichier de données de 1,2 Go généré à partir de la blockchain que les miners doivent stocker localement.
Grande exigence d'E/S : Le fichier verthash.dat de 1,2 Go doit être lu avec des patterns d'accès aléatoires, le rendant extrêmement intensif en bande passante mémoire.
Optimisé GPU : Les patterns d'accès sont conçus pour saturer la bande passante mémoire GPU tout en étant inefficaces sur les architectures ASIC qui optimisent typiquement le calcul, pas les E/S aléatoires.
Résistant au NiceHash : L'exigence d'un grand fichier de données rend impraticable la location de hashrate sur les places de marché, car le fichier doit être pré-généré et stocké localement.
XelisHash (Xelis)
XelisHash est un algorithme de GPU mining moderne conçu pour la blockchain Xelis. Il utilise une approche novatrice basée sur un scratchpad combinée à des rounds de chiffrement AES et une fonction de mélange personnalisée.
Groestl (Groestlcoin)
Groestl est l'un des cinq finalistes du concours NIST SHA-3, conçu par des chercheurs de l'Université technique du Danemark et de la TU Graz. En tant qu'algorithme de mining, il se distingue par sa conception cryptographique propre et bien étudiée et ses excellentes performances GPU.
Structure : Groestl utilise deux permutations fixes (P et Q) basées sur une construction de type AES à large conduite. La fonction de compression traite des blocks de 512 ou 1024 bits.
Affinité GPU : Les transformations de round de type AES (SubBytes, ShiftBytes, MixBytes) s'appliquent extrêmement bien aux architectures GPU, qui peuvent calculer des recherches de tables en parallèle sur des milliers de threads.
Double Groestl : Groestlcoin utilise Groestl-512 appliqué deux fois (hash du hash), ce qui double le calcul tout en préservant les caractéristiques favorables au GPU.
Efficacité énergétique : Groestl est particulièrement économe en énergie. Les GPU exécutant Groestl consomment généralement moins d'énergie par hash que des charges de travail équivalentes en SHA-256 ou Scrypt.
Pensez aux algorithmes favorisant les GPU comme une chaîne de montage parallèle massive. Chaque cœur GPU est un ouvrier effectuant la même tâche sur une pièce différente. Les CPU sont comme avoir quelques experts — brillants pour les tâches complexes, mais surpassés en nombre mille contre un. Pour la nature répétitive et parallèle du calcul de hash, l'armée de cœurs GPU simples l'emporte par la force du débit.
Résistance aux ASIC vs. compatibilité ASIC
Le débat sur la résistance aux ASIC est l'une des décisions de conception les plus fondamentales en cryptomonnaie. Il se résume à un choix philosophique sur qui devrait pouvoir miner.
La philosophie de résistance aux ASIC
Décentralisation : Quand n'importe qui avec un CPU ou GPU peut miner, la puissance de hash est distribuée entre des milliers de particuliers plutôt que concentrée dans quelques fermes industrielles.
Accessibilité : Pas besoin d'acheter du matériel spécialisé coûteux qui devient un déchet électronique quand l'algorithme change ou que le prix du coin chute.
Indépendance de fabrication : Les chaînes d'approvisionnement ASIC sont contrôlées par une poignée d'entreprises (Bitmain, MicroBT, Canaan). Si le mining nécessite leur matériel, elles deviennent des faiseurs de rois.
Résistance aux attaques : Une attaque à 51 % est plus difficile quand l'attaquant ne peut pas simplement commander du matériel chez un seul fabricant. Il devrait acquérir des millions de CPU ou GPU grand public.
Les techniques utilisées pour atteindre la résistance aux ASIC incluent :
| Technique | Fonctionnement | Exemple |
|---|---|---|
| Memory hardness | Exiger une grande mémoire rapide à accès aléatoire, coûteuse à mettre sur une puce ASIC | RandomX (2 Go), Ethash (DAG 4+ Go) |
| Programmes aléatoires | Générer un calcul unique par nonce, empêchant les circuits à fonction fixe | RandomX, KAWPOW/ProgPow |
| Rotation d'algorithme | Changer périodiquement l'algorithme pour invalider les ASIC existants | Monero (avant RandomX), Ravencoin |
| Grandes dépendances de données | Exiger un grand dataset pré-généré stocké localement | Verthash (fichier 1,2 Go) |
La philosophie compatible ASIC
Sécurité maximale par watt : Les ASIC sont des ordres de grandeur plus efficaces que les GPU ou CPU. Un ASIC SHA-256 fait ~100 TH/s à 3000 W. Atteindre le même résultat avec des GPU nécessiterait ~50 000 GPU et ~10 MW.
Capital engagé : Les miners ASIC ont du matériel qui ne peut miner qu'un seul algorithme. Ils ne peuvent pas facilement basculer pour attaquer un autre coin. Cela crée un intérêt financier qui aligne les miners avec la santé à long terme du réseau.
Stabilité du marché : Les GPU miners chassent la rentabilité et sautent entre les coins. Les miners ASIC sont verrouillés, fournissant une puissance de hash et une sécurité constantes.
Inévitable : L'histoire montre que les algorithmes suffisamment valorisés finissent par avoir des ASIC quel que soit l'effort de résistance. Combattre cette course aux armements est coûteux et perturbateur.
SHA-256 et Scrypt : le paysage dominé par les ASIC
SHA-256 (Bitcoin, Bitcoin Cash) n'a jamais été conçu pour résister aux ASIC. Son calcul direct est idéal pour le silicium personnalisé. Les ASIC SHA-256 modernes atteignent des hashrates mesurés en centaines de terahash par seconde, rendant le mining CPU et GPU totalement vain.
Scrypt (Litecoin, Dogecoin) était initialement conçu avec des propriétés memory-hard pour résister aux ASIC, mais l'exigence mémoire (128 Ko) s'est avérée trop faible. Les ASIC Scrypt sont arrivés en 2014 et dominent désormais entièrement les deux réseaux. Pour un regard détaillé sur l'évolution du matériel de mining des CPU aux ASIC, consultez notre histoire du mining de cryptomonnaies.
Les algorithmes compatibles ASIC sont comme le travail à la chaîne — simple, répétitif et mieux réalisé par des machines spécialisées. Les algorithmes résistants aux ASIC sont comme la résolution créative de problèmes — ils exigent de la flexibilité, une grande mémoire de travail et une intelligence générale que les machines spécialisées ne peuvent pas reproduire. Le compromis est efficacité vs. accessibilité.
Tableau comparatif des algorithmes
Une comparaison côte à côte des algorithmes de mining les plus courants dans le paysage actuel :
| Algorithme | Type | Mémoire req. | Coins notables | Résistant ASIC ? |
|---|---|---|---|---|
| SHA-256 | ASIC | Minimale | Bitcoin, Bitcoin Cash | Non |
| Scrypt | ASIC | 128 Ko | Litecoin, Dogecoin | Non |
| RandomX | CPU | 2 Go + 256 Mo/thread | Monero, C64Chain, JunoCash | Oui (forte) |
| KAWPOW | GPU | DAG 4+ Go | Ravencoin, Neoxa | Oui |
| Equihash (200,9) | GPU / ASIC | ~700 Mo | Zcash, Horizen | Partielle (ASIC existent) |
| Equihash (144,5) | GPU | ~2,5 Go | Bitcoin Gold | Oui |
| Verthash | GPU | Fichier 1,2 Go | Vertcoin | Oui |
| XelisHash | GPU | Scratchpad | Xelis | Oui |
| Groestl | GPU | Modérée (tables AES) | Groestlcoin | Oui |
| Blake2s | GPU | Minimale | Divers | Partielle |
| Ethash | GPU / ASIC | DAG 4+ Go | Ethereum Classic | Partielle (ASIC existent) |
Type indique quel matériel est le plus efficace pour miner cet algorithme aujourd'hui. « GPU / ASIC » signifie que des ASIC existent mais que les GPU restent compétitifs ou sont utilisés par une part significative du réseau.
Mémoire req. est la mémoire minimale dont un dispositif de mining a besoin. Des exigences mémoire plus élevées corrèlent généralement avec une résistance aux ASIC plus forte, car la mémoire rapide et de grande capacité est coûteuse et difficile à intégrer dans des ASIC personnalisés.
Algorithmes supportés par Suprnova
Suprnova opère des pools de mining depuis 2013 et supporte actuellement un large éventail d'algorithmes à travers son réseau de pools. Voici ce que vous pouvez miner chez nous :
| Algorithme | Coin | Matériel | Lien du pool |
|---|---|---|---|
| Groestl | Groestlcoin (GRS) | GPU | grs.suprnova.cc |
| KAWPOW | Ravencoin (RVN) | GPU | rvn.suprnova.cc |
| Equihash (200,9) | Zcash (ZEC) | GPU / ASIC | zec.suprnova.cc |
| Equihash (144,5) | Bitcoin Gold (BTG) | GPU | btg.suprnova.cc |
| Verthash | Vertcoin (VTC) | GPU | vtc.suprnova.cc |
| XelisHash | Xelis (XEL) | GPU | xel.suprnova.cc |
| RandomX | Monero (XMR) | CPU | xmr.suprnova.cc |
| RandomX | C64Chain (C64) | CPU | c64.suprnova.cc |
| RandomX | JunoCash (JUNO) | CPU | juno.suprnova.cc |
Visitez n'importe quel lien de pool ci-dessus pour créer un compte, configurer vos workers et commencer à miner. Consultez notre guide du matériel de mining pour trouver le bon GPU ou CPU pour l'algorithme choisi. Chaque pool a une page « Pour commencer » avec des instructions pas à pas pour votre algorithme et matériel spécifiques. Si vous avez besoin d'aide, rejoignez notre serveur Discord où des miners expérimentés et des opérateurs de pool sont toujours disponibles.
En résumé
L'algorithme définit le terrain de jeu. Avant de choisir quoi miner, comprenez l'algorithme. Il détermine si votre CPU, GPU ou ASIC est compétitif, combien de mémoire vous avez besoin, et à quel point le réseau est décentralisé. Il n'y a pas d'algorithme universellement « meilleur » — seulement le meilleur pour votre matériel et vos objectifs.
La résistance aux ASIC est un spectre, pas un binaire. RandomX tient bon depuis plus de six ans sans ASIC viable. La résistance d'Equihash a duré environ trois ans. Celle de Scrypt environ deux. Plus la memory-hardness et la complexité computationnelle sont fortes, plus la résistance dure — mais rien n'est garanti pour toujours.
Le GPU mining reste le point d'équilibre pour la plupart des miners. Les CPU sont limités à quelques algorithmes (principalement RandomX). Les ASIC vous enferment dans un seul coin. Les GPU offrent une flexibilité sur des dizaines d'algorithmes et de coins, peuvent être revendus, et continuent de trouver de nouveaux algorithmes à miner à mesure que le paysage évolue.
La mémoire compte plus que la vitesse brute. Le facteur le plus déterminant pour la résistance aux ASIC est l'exigence mémoire. Les algorithmes nécessitant des gigaoctets de mémoire rapide à accès aléatoire se sont avérés bien plus résistants que ceux reposant uniquement sur la complexité de calcul. Quand vous évaluez l'algorithme d'un nouveau coin, regardez d'abord l'exigence mémoire.
Suprnova supporte les algorithmes qui comptent. Du RandomX favorable aux CPU au Groestl, KAWPOW, Equihash, Verthash et XelisHash optimisés GPU — nous opérons des pools pour les algorithmes que les vrais miners utilisent. Visitez suprnova.cc pour trouver votre pool et commencer à miner.