BlockDAG ou blockchain : ce qui change vraiment

Le problème du travail utile jeté à la poubelle

De temps en temps, deux mineurs de Bitcoin trouvent un bloc valide presque au même instant. Pendant un court moment, le réseau a deux versions du dernier bloc, puis l'une d'elles l'emporte. L'autre, avec toute l'électricité dépensée pour la trouver, est tout simplement abandonnée.

Sur Bitcoin, cela arrive rarement, car les blocs n'arrivent que toutes les dix minutes. Mais c'est la principale raison pour laquelle les blockchains ne peuvent pas simplement accélérer. Dans cet article, nous allons comparer les deux structures, la blockchain classique et le BlockDAG, voir comment un protocole comme GHOSTDAG garde un DAG cohérent, et dire honnêtement ce que coûte la conception la plus rapide.

Comment une blockchain décide de ce qui est vrai

Une blockchain est une liste de blocs dans laquelle chaque bloc contient l'empreinte (hash) du précédent. Modifiez un ancien bloc et toutes les empreintes suivantes deviennent invalides : c'est ce qui rend toute falsification de l'historique visible.

Lorsque deux blocs arrivent à la même hauteur, les nœuds conservent temporairement les deux branches et suivent celle qui a accumulé le plus de preuve de travail. La règle de la « chaîne la plus lourde » de Bitcoin tranche la course en un ou deux blocs. Le bloc perdant est appelé orphelin (Ethereum, à l'époque où il fonctionnait en preuve de travail, les appelait « oncles » et leur versait une récompense partielle).

La conception est simple et éprouvée, mais elle comporte une limite de vitesse intégrée :

• Un bloc a besoin de temps pour se propager dans le monde entier, généralement quelques centaines de millisecondes ou plus.
• Si les nouveaux blocs arrivent plus vite que cela, les collisions deviennent fréquentes et davantage de travail de minage devient orphelin.
• Les grands pools bien connectés apprennent l'existence des nouveaux blocs en premier : des orphelins fréquents les avantagent donc discrètement au détriment des petits mineurs.
• Le travail gaspillé réduit aussi la sécurité effective de la chaîne, car les blocs d'un attaquant ne sont pas gaspillés de la même façon.

Voilà pourquoi Bitcoin conserve un intervalle de dix minutes, et pourquoi la plupart des blockchains rapides ont complètement abandonné la preuve de travail.

Ce que change un BlockDAG

Un DAG, ou graphe orienté acyclique, est un ensemble de points reliés par des flèches à sens unique qui ne forment jamais de boucle. Dans un BlockDAG, les points sont des blocs et les flèches sont des références à des blocs antérieurs. La différence clé se décrit en peu de mots : un nouveau bloc peut référencer plusieurs parents au lieu d'un seul.

Ainsi, lorsque deux mineurs trouvent un bloc au même moment, personne n'a à perdre. Le bloc suivant référence simplement les deux. Les blocs parallèles entrent dans le registre, leur preuve de travail compte pour la sécurité, et leurs transactions peuvent être incluses.

Mais attendez : si deux blocs parallèles dépensent les mêmes pièces, quelle dépense est valide ? Un BlockDAG ne peut pas y répondre à lui seul. Il lui faut une règle d'ordonnancement.

GHOSTDAG : comment Kaspa met de l'ordre dans les blocs parallèles

Plusieurs protocoles ont été proposés pour ordonner un BlockDAG. Kaspa utilise GHOSTDAG, une version pratique du protocole PHANTOM décrit par Yonatan Sompolinsky, Shai Wyborski et Aviv Zohar. Son nom vient de GHOST, un protocole conçu pour les chaînes, mais le mécanisme est différent.

L'idée centrale est de distinguer les blocs honnêtes des blocs suspects. Les mineurs honnêtes publient leurs blocs immédiatement et référencent tout ce qu'ils connaissent, si bien que leurs blocs finissent étroitement connectés. Un bloc retenu, par exemple par un attaquant qui mine en secret, reste mal connecté au reste.

• 1Un paramètre k indique combien de blocs peuvent honnêtement être créés en parallèle, compte tenu de la cadence des blocs et du délai réseau habituel.
• 2Les blocs qui respectent cette limite sont marqués en bleu. Les blocs trop mal connectés sont marqués en rouge.
• 3Chaque bloc choisit comme parent sélectionné le bloc passé qui a le plus de travail bleu. En suivant les parents sélectionnés, on obtient une colonne vertébrale, la chaîne sélectionnée.
• 4Chaque bloc de la chaîne ordonne de manière déterministe les autres blocs qu'il fusionne, et les transactions sont appliquées dans cet ordre. Lorsque deux transactions sont en conflit, la première l'emporte.

Un détail intéressant : avec k égal à zéro, GHOSTDAG se comporte comme la règle de la chaîne la plus lourde de Bitcoin. Une blockchain est, en un sens, un cas particulier de la même idée, sans place pour les blocs parallèles.

Chaîne et DAG en un seul tableau

Voici comment les deux conceptions se comparent en pratique, avec Bitcoin et Kaspa comme exemples de référence.

Ce que le BlockDAG ne règle pas

On pourrait être tenté de lire ce tableau et de conclure que les DAG sont tout simplement meilleurs. Ils ne sont pas gratuits, et une comparaison honnête doit en nommer les coûts.

Chaque nœud fait toujours tout le travail. Un BlockDAG ne répartit pas la charge entre les nœuds. Chaque nœud valide chaque bloc et chaque transaction, et à 10 blocs par seconde, cela représente plus de données à télécharger et à traiter que sur une chaîne lente. Kaspa limite l'espace disque en élaguant le contenu des anciens blocs, mais le besoin en bande passante est bien réel.

Les blocs parallèles peuvent répéter des transactions. Lorsque deux mineurs incluent la même transaction, la seconde copie n'apporte rien. C'est pourquoi le passage d'un à dix blocs par seconde n'a pas multiplié le débit de Kaspa exactement par dix. Les développeurs s'attendaient à un gain d'un facteur huit à neuf environ.

La sécurité repose toujours sur des hypothèses. Les garanties de GHOSTDAG supposent que k soit assez grand pour les conditions réelles du réseau. Si la latence dépasse ce que k permet, des blocs honnêtes peuvent être mal classés. C'est le problème que DAGKnight, le protocole qui doit succéder à GHOSTDAG sur Kaspa, vise à résoudre en s'adaptant automatiquement à la latence. Et, comme dans tout système en preuve de travail, un attaquant qui contrôle la majorité du hashrate peut toujours réécrire l'historique récent.

Des blocs rapides ne signifient pas une finalité instantanée. Le temps de confirmation est limité par le temps que met l'information à traverser le réseau, et cela n'a pas changé. Les développeurs de Kaspa eux-mêmes ont estimé que le passage à 10 blocs par seconde a amélioré les temps de confirmation d'environ 30 %, et non d'un facteur dix.

Plus de complexité. Il est plus difficile de raisonner sur l'ordonnancement d'un graphe, de l'implémenter et de l'analyser que de suivre une chaîne unique. Les outils comme les explorateurs de blocs et les portefeuilles ont eux aussi davantage à gérer.

Où les BlockDAG sont utilisés aujourd'hui

Kaspa est le plus grand réseau en preuve de travail construit sur un BlockDAG. Depuis la mise à jour Crescendo de mai 2025, il produit 10 blocs par seconde, et un passage à 100 blocs par seconde figure sur sa feuille de route pour 2027. Vous trouverez la présentation complète dans notre article Qu'est-ce que Kaspa ?.

D'autres projets utilisent aussi des structures en DAG, mais souvent de façon très différente. IOTA, Hedera et Nano, par exemple, organisent les transactions ou les événements dans des structures en graphe sans minage en preuve de travail, si bien que leurs compromis ne sont pas directement comparables. Quant au jeton BlockDAG Network (BDAG), c'est un projet distinct qui n'en partage que le nom.

En bref

La blockchain classique est simple, extrêmement bien comprise et volontairement lente : elle accepte un rythme de dix minutes pour que les collisions restent rares. Un BlockDAG considère les collisions comme normales et les met en ordre, ce qui permet à un réseau en preuve de travail de tourner des centaines de fois plus vite sans gaspiller l'essentiel de son travail de minage.

En revanche, il ne rend pas l'exploitation d'un nœud plus légère et ne dispense pas d'une conception rigoureuse du protocole. Si vous évaluez un projet qui se présente comme un BlockDAG, les bonnes questions sont : quel protocole d'ordonnancement utilise-t-il, quelles sont ses hypothèses de latence, et de quoi un nœud a-t-il besoin pour suivre ? Ces réponses vous en diront bien plus que le nom.