Au-delà du Proof of Work de Bitcoin et du Proof of Stake d’Ethereum, de nombreuses blockchains s’appuient sur des algorithmes de consensus byzantin comme PBFT, Tendermint ou HotStuff. Leur objectif : permettre à un ensemble de nœuds de s’accorder sur l’ordre des transactions, même si certains sont défaillants ou malveillants.
Ces algorithmes se situent à l’intersection de la théorie des systèmes distribués et de la cryptographie, et jouent un rôle clé dans des blockchains orientées performance, gouvernance d’entreprise ou finance traditionnelle.
Le problème des généraux byzantins
À l’origine, le “problème des généraux byzantins” est une métaphore :
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• Plusieurs généraux doivent coordonner une attaque, mais certains peuvent être traîtres.
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• Ils doivent trouver un plan commun, malgré la possibilité de messages falsifiés ou contradictoires.
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• Une solution doit garantir qu’ils prennent tous la même décision, ou échouent tous ensemble, même si une partie est malveillante.
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Transposé aux blockchains, cela donne : comment faire en sorte que des nœuds indépendants se mettent d’accord sur un bloc valide, même si certains essaient de tricher ?
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PBFT : Practical Byzantine Fault Tolerance
PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) est l’un des premiers algorithmes pratiques de tolérance aux fautes byzantines :
• Il fonctionne avec un nombre connu de nœuds validateurs, et peut tolérer jusqu’à un tiers de nœuds byzantins.
• Les nœuds échangent plusieurs rondes de messages (pré-prepare, prepare, commit) pour s’accorder sur un bloc.
• Il offre une finalité rapide : une fois le bloc confirmé, il ne peut plus être réorganisé.
PBFT est cependant peu adapté aux réseaux très grands et ouverts, car il nécessite beaucoup de communication entre nœuds.
Tendermint : consensus BFT pour les blockchains modernes
Tendermint est un moteur de consensus BFT très utilisé, notamment dans l’écosystème Cosmos (ATOM) :
• Il combine un ensemble de validateurs en Proof of Stake avec un protocole BFT pour proposer et voter les blocs.
• Il fournit une finalité rapide : dès qu’un bloc est validé par un super-majorité de validateurs, il est final.
• Il est conçu pour être modulaire : on peut brancher différents “applicatifs” dessus (zones Cosmos, applications spécifiques).
Ce modèle est très apprécié pour les blockchains d’entreprise, de finance ou de gouvernance, où la finalité rapide est essentielle et où le set de validateurs est souvent plus restreint que sur Bitcoin ou Ethereum.
HotStuff : un consensus moderne et modulaire
HotStuff est un protocole BFT plus récent, qui inspire plusieurs projets :
• Il simplifie la structure du consensus, en réduisant le nombre de phases nécessaires et en rendant plus simple l’implémentation.
• Il est conçu pour une haute performance et une intégration avec des architectures modernes (par exemple pour les systèmes de paiement ou certaines blockchains institutionnelles).
• Il constitue une base pour des blockchains orientées entreprise, où les exigences de conformité et de robustesse sont élevées.
Tu retrouveras souvent des références à HotStuff et à d’autres protocoles BFT dans les documentations techniques de projets et les publications de recherche en systèmes distribués (nombreux papiers disponibles via des universités en .edu).
Avantages et cas d’usage des consensus BFT
Avantages :
• Finalité rapide : une fois un bloc validé, il est extrêmement improbable qu’il soit annulé.
• Bon compromis pour des réseaux de taille moyenne : parfait pour des consortiums, des systèmes bancaires, des blockchains permissionnées.
• Reposent sur des années de recherche académique en tolérance aux fautes byzantines.
Cas d’usage :
• Blockchains d’entreprise, où les validateurs sont des acteurs connus (banques, institutions).
• Projets multi-chaînes qui nécessitent une coordination rapide entre zones (Cosmos, par exemple).
• Infrastructures financières explorées par des banques centrales ou institutions internationales, sujet que l’on retrouve parfois dans des rapports publiés sur : https://www.bis.org
Conclusion : une famille de consensus complémentaire au PoW/PoS
Les consensus byzantins comme PBFT, Tendermint ou HotStuff ne remplacent pas le PoW ou le PoS utilisés sur Bitcoin ou Ethereum. Ils constituent plutôt une famille complémentaire, adaptée à des contextes où le nombre de validateurs est plus limité et où la finalité rapide est cruciale.
Comprendre ces algorithmes te permet de mieux appréhender la diversité des blockchains : toutes ne poursuivent pas les mêmes objectifs, et toutes ne font pas les mêmes compromis entre décentralisation, performance et gouvernance.
