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L'algorithme SHA-256 et son fonctionnement avec le matériel de minage Bitcoin

30 octobre 2025 Le 7 août 2025

SHA-256 est la principale fonction de hachage cryptographique dans le minage de bitcoin. Cet algorithme transforme les données en un code de longueur fixe. Il est quasiment impossible de revenir en arrière sur ce processus ou de trouver deux entrées avec le même résultat. Bitcoin utilise cela pour sécuriser les transactions et connecter chaque bloc. Les mineurs essaient de résoudre des énigmes difficiles avec SHA-256. Ils ajoutent de nouveaux blocs et empêchent la double dépense. En 2025, la puissance de calcul globale du réseau bitcoin a dépassé 1 ZettaHash par seconde. Du matériel spécialisé comme des machines ASIC est devenu très important pour les mineurs. Cela les aide à suivre la difficulté croissante du minage et à améliorer la sécurité du réseau.

Points clés à retenir

SHA-256 est un algorithme sûr. Il transforme n'importe quelle donnée en un code spécial de 256 bits. Cela contribue à maintenir les transactions Bitcoin sécurisées et honnêtes.
Les mineurs de Bitcoin utilisent SHA-256 pour résoudre des énigmes. Ils modifient un nombre appelé nonce. Ils continuent d'essayer jusqu'à trouver un code qui correspond au niveau de difficulté du réseau.
Le matériel de minage a évolué avec le temps. Au début, les gens utilisaient des CPU, puis des GPU, et maintenant des machines ASIC spécialisées. Ces nouvelles machines fonctionnent beaucoup plus vite et consomment moins d'énergie pour SHA-256.
mineurs ASIC sont les meilleures pour le minage de Bitcoin. Elles sont conçues uniquement pour exécuter SHA-256. Cela donne aux mineurs plus de puissance et de meilleures chances de gagner des récompenses.
Le réseau Bitcoin ajuste la difficulté du minage toutes les deux semaines. Cela permet de maintenir la régularité des temps de bloc et de protéger le réseau contre les attaques. Cela contribue à garder Bitcoin sécurisé sur le long terme.

Notions de base de l'algorithme SHA-256

Qu'est-ce que SHA-256?

SHA-256 est une fonction de hachage cryptographique. C'est l'algorithme principal du système de preuve de travail de Bitcoin. Cet algorithme prend n'importe quelle entrée et génère un résultat de 256 bits. La taille de l'entrée n'a pas d'importance. Le résultat est appelé un hachage. SHA-256 fait partie de la famille SHA-2. C'est une norme approuvée par le NIST. Les gens l'utilisent pour les signatures numériques, la blockchain et la vérification de l'intégrité des données. Les caractéristiques de SHA-256 en font un excellent choix pour l'exploitation minière de cryptomonnaies, notamment dans Bitcoin. Certaines propriétés importantes de SHA-256 sont :

Avantages et propriétés clés de SHA-256 :

Sortie à longueur fixe et efficacité :
- Génère une valeur de hachage fixe de 256 bits (32 octets) pour n'importe quelle taille d'entrée.
- Efficace en termes de calcul, produisant rapidement des valeurs de hachage pour un traitement plus rapide des données.
Intégrité des données et effet d'avalanche :
- Assure que les données restent inchangées lors de la transmission ou du stockage.
- Toute modification des données d'entrée, aussi minime soit-elle, entraîne une valeur de hachage radicalement différente (effet d'avalanche).
Résistance à la préimage (fonction unidirectionnelle) :
- Incomputablement difficile de inverser la fonction de hachage ou de calculer l'entrée originale à partir de sa valeur de hachage (conception de fonction unidirectionnelle).
- Résistant aux attaques par préimage ; les attaquants ne peuvent pas deviner l'entrée de manière faisable.
Résistance aux collisions et grand espace de hachage :
- Extrêmement improbable que deux entrées différentes produisent la même valeur de hachage (résistance aux collisions).
- Bien qu'il s'agisse d'une possibilité mathématique (risque de collision théorique), la recherche de collisions est computationnellement impossible en raison de l'immense espace de hachage (2⁵⁶ combinaisons possibles).
- Ce grand espace de hachage rend les attaques par force brute impraticables.

Inconvénient de SHA-256 :

Irreversibilité : Les données ne peuvent pas être récupérées ou décodées à partir de leur valeur de hachage pour revenir à leur forme originale (caractéristique inhérente à leur conception de fonction unidirectionnelle).

Comment fonctionne SHA-256

SHA-256 fonctionne en plusieurs étapes. Tout d'abord, il ajoute un rembourrage à l'entrée pour que la longueur soit un multiple de 512 bits. Ensuite, il ajoute 64 bits pour indiquer la longueur du message original. L'algorithme divise les données en blocs de 512 bits. Chaque bloc passe par 64 tours d'étapes. Ces étapes utilisent des décalages bit à bit, des additions modulaires et des fonctions de mélange. Cela rend le hachage final difficile à deviner et très sécurisé.

Voici un aperçu simple du processus :

Remplissez l'entrée et ajoutez la longueur.
Commencez avec des tampons initialisés à certaines constantes.
Divisez le message en morceaux de 512 bits.
Traitez chaque morceau à travers 64 tours de mélange et de compression.
Générez le hachage final de 256 bits.

Remarque : L'effet avalanche dans SHA-256 signifie qu'une petite modification de l'entrée, comme une lettre, produira un hachage totalement différent.

Pourquoi Bitcoin utilise SHA-256

Bitcoin utilise SHA-256 comme son algorithme de preuve de travail. Il offre à la fois sécurité et efficacité. Sa résistance aux collisions et sa fonction unidirectionnelle maintiennent la blockchain sécurisée contre la fraude. SHA-256 aide également les mineurs à résoudre des énigmes difficiles. Cela garantit la sécurité du réseau.

Satoshi Nakamoto a choisi SHA-256 pour Bitcoin après de nombreux tests cryptographiques. L’algorithme de double hachage en Bitcoin (en utilisant SHA-256 deux fois) offre une sécurité supplémentaire. SHA-256 aide également à sécuriser les adresses Bitcoin et à vérifier les transactions. Sa sécurité forte et sa fiabilité en font la pièce maîtresse de la preuve de travail de Bitcoin et du minage de cryptomonnaies.

D'autres blockchains peuvent utiliser d'autres algorithmes. Mais SHA-256 reste un choix privilégié pour la preuve de travail car il est sûr et fonctionne bien.

SHA-256 dans le Minage

Aperçu du processus de minage

minage de Bitcoin utilise SHA-256 comme principal outil. Les mineurs commencent par sélectionner des transactions dans le mempool. Ils préfèrent celles avec des frais plus élevés car l'espace est limité. Ensuite, les mineurs mettent ces transactions dans un nouveau bloc. Pour sécuriser le bloc, les mineurs utilisent SHA-256 pour créer une racine de Merkle. Cette racine relie tous les hachages de transactions. Le mineur crée ensuite un en-tête de bloc. Le en-tête de bloc comporte différents champs. Chaque champ facilite le minage.

Octets	Nom	Description
4	Version	Version du bloc indiquant quelles règles utiliser.
32	Hash du bloc précédent	Hash double SHA-256 de l'en-tête du dernier bloc, reliant les blocs entre eux.
32	Hash de la racine de Merkle	Hash double SHA-256 de toutes les transactions du bloc, vérifiant leur exactitude.
4	Heure	Temps Unix lorsque le hachage a commencé.
4	nBits (Difficulté)	Numéro cible sous lequel le hachage doit être.
4	Nonce	Nombre que les mineurs changent pour obtenir de nouveaux hachages.

Le mineur utilise SHA-256 pour hacher l'en-tête du bloc. L'objectif est d'obtenir un hachage inférieur à la cible du réseau. Si le hachage est trop élevé, le mineur modifie le nonce et réessaie. Cela se produit des millions de fois chaque seconde sur le réseau.

Tout le réseau trouve un bon bloc environ toutes les 10 minutes. Ce timing reste stable parce que la difficulté de minage change tous les 2016 blocs, ou environ toutes les deux semaines.

Hachage Double SHA-256

Bitcoin utilise le hachage double SHA-256 pour rester sécurisé. Les mineurs exécutent SHA-256 deux fois sur l'en-tête du bloc. Cela aide à prévenir certains attaques, comme les attaques par extension de longueur. Le hachage double provient de recherches en cryptographie qui ont montré qu'il ajoute plus de sécurité.

Le hachage double SHA-256 offre une protection supplémentaire en hachant à nouveau le hachage.
Cela ne stoppe pas les attaques par collision, mais rend les attaques par extension de longueur plus difficiles.
Le minage dépend de la robustesse de SHA-256, donc les attaques ne sont pas possibles avec la technologie actuelle.
SHA-256 fonctionne bien avec des CPU 32 bits et s'intègre aux signatures ECDSA-SHA-256 de Bitcoin.

Le mineur modifie le nonce dans l'en-tête du bloc et utilise le hachage double SHA-256. Si le hachage est inférieur à la cible, le mineur envoie le bloc au réseau. Cela maintient la blockchain sûre et correcte.

Nonce et Difficulté Cible

Le nonce est une partie de 4 octets de l'en-tête du bloc. Les mineurs utilisent le nonce pour générer de nouveaux résultats de hachage. Chaque fois que le nonce change, SHA-256 produit un nouveau hachage. L'objectif est de trouver un hachage inférieur à la cible.

Le nonce permet aux mineurs d'essayer rapidement de nombreux blocs.
Chaque tentative est différente car SHA-256 est aléatoire.
Si toutes les valeurs de nonce échouent, les mineurs modifient d'autres champs, comme l'heure ou l'extraNonce, pour continuer.

La difficulté de minage fixe la limite pour un bon hachage. Le réseau la modifie tous les 2016 blocs pour maintenir un temps de bloc proche de 10 minutes. Si plus de mineurs rejoignent ou s'ils disposent de meilleures machines, le taux de hachage augmente. Le réseau augmente alors la difficulté, rendant le minage plus difficile. Si des mineurs partent, la difficulté diminue, pour garder l'équilibre.

Le système de preuve de travail de Bitcoin utilise ce processus. Le minage maintient la sécurité du réseau en rendant difficile et coûteux la modification de la blockchain. Le nonce, la difficulté cible et SHA-256 sont les principaux éléments du minage de bitcoin.

La preuve de travail garantit que seuls les mineurs effectuant un vrai travail peuvent ajouter des blocs. Cela maintient la blockchain sûre et décentralisée.

Matériel de Minage Bitcoin

Évolution : CPU, GPU, ASIC

Le matériel de minage de bitcoin a beaucoup évolué depuis 2009. Au début, les gens minaient le bitcoin avec des ordinateurs classiques utilisant des CPU. Ces ordinateurs étaient lents, mais le réseau était petit.

Ainsi, les CPU pouvaient encore exécuter l'algorithme sha-256. À mesure que de plus en plus de personnes ont commencé à miner, il est devenu plus difficile de gagner des récompenses. Les mineurs sont passés aux GPU, capables de faire sha-256 beaucoup plus rapidement. Les mineurs amateurs ont construit des rigs avec des GPU et ont rejoint des pools de minage. Plus tard, les FPGA sont apparus. Ils consommaient moins d'énergie et offraient plus de contrôle. Mais les FPGA étaient difficiles à utiliser et n'ont pas duré longtemps.

Le changement le plus important s'est produit avec le matériel de minage ASIC. ASIC signifie circuit intégré spécifique à une application. Ces puces sont conçues pour une seule tâche : exécuter sha-256 pour le minage de bitcoin.

Par conséquent, des options moins chères comme les CPU et GPU sont devenues obsolètes pour un minage sérieux. Les ASIC dominent désormais le réseau, et leur progrès incessant se reflète clairement dans le taux de hachage mondial de Bitcoin en forte hausse (plus de 1 ZettaHash/sec en 2025). Les mineurs ASIC sont rapidement devenus le meilleur choix pour les mineurs sérieux.

Le tableau ci-dessous montre comment le matériel de minage a évolué au fil du temps :

Ère	Années	Type de matériel	Points forts
Minage CPU	2009-2010	CPU	Le minage avec des CPU a commencé ; faibles taux de hachage ; facile pour les premiers adopteurs
Minage GPU	2010-2011	GPU	Les GPU ont surpassé les CPU ; amélioration du taux de hachage et de l'efficacité énergétique ; croissance des pools de minage
Minage FPGA	2011-2012	FPGA	Matériel personnalisable ; meilleure efficacité énergétique ; période d'adoption courte
Minage ASIC	2013-present	ASIC	Conçu pour le minage de bitcoin ; taux de hachage et efficacité énergétique inégalés ; minage à l'échelle industrielle

Qu'est-ce que les mineurs ASIC ?

Les mineurs ASIC sont des machines de minage de bitcoin spéciales conçues pour sha-256. Le nom complet est circuit intégré spécifique à l'application. Ces machines utilisent toute leur puissance pour les calculs sha-256. Les mineurs ASIC peuvent effectuer un double hachage sha-256 très rapidement. Chaque puce essaie de nombreux nonces pour trouver un hachage sous la cible. Le matériel de minage ASIC utilise des ventilateurs et des dissipateurs de chaleur pour rester au frais. Comme ils ne font qu'une seule tâche, les mineurs ASIC sont beaucoup plus rapides que les CPU ou GPU.

Les mineurs ASIC ont des designs intelligents. Ils pipeline et déroulent les étapes sha-256, de sorte que chaque puce génère un nouveau hachage à chaque cycle d'horloge. Cela leur donne beaucoup de puissance de hachage et un meilleur taux de hachage que l'ancien matériel. Le matériel de minage ASIC évite également les étapes supplémentaires non nécessaires, rendant le processus encore plus rapide.

Comment les ASIC optimisent le calcul SHA-256

Le matériel de minage ASIC est plus rapide et consomme moins d'énergie que les CPU ou GPU. Les ASIC peuvent atteindre des vitesses de térahash par seconde. Les GPU n'atteignent que quelques centaines de mégahash par seconde. Les ASIC utilisent moins d'énergie par hachage, ce qui les rend moins coûteux à faire fonctionner.

Le tableau ci-dessous compare les principaux types de matériel de minage de bitcoin :

Type de matériel	Spécialisation	Taux de hachage	Efficacité énergétique	Flexibilité	Coût	Longévité
Mineur ASIC	Très spécialisé pour sha-256	Terahashes par seconde (TH/s)	Très élevé (faible consommation d'énergie par hash)	Faible	Élevé	Court
GPU	Polyvalent avec parallélisme	Megahashes par seconde (MH/s)	Modéré	Élevé	Modéré	Plus long
CPU	Polyvalent, cœurs complexes	Faible	Faible	Élevé

Le matériel de minage ASIC utilise des astuces pour mieux fonctionner. Ils utilisent la pipelining, le dépliage de boucle et des additionneurs rapides pour accélérer sha-256. Le minage de bitcoin n'a pas besoin d'une précision parfaite, donc les mineurs ASIC équilibrent vitesse et tolérance aux fautes. Cela fait du matériel de minage ASIC le meilleur pour ceux qui veulent plus de profit et un taux de hachage élevé.

Le matériel de minage ASIC est désormais la seule façon de réussir dans le minage de bitcoin. Le réseau devient de plus en plus difficile, donc seuls les mineurs ASIC avec une puissance élevée peuvent suivre.

Matériel de minage ASIC continue de s'améliorer. Les nouveaux modèles consomment moins d'énergie, ont des joules par térahash, et disposent de nouveaux systèmes de refroidissement. Le matériel de minage ASIC le plus récent peut dépasser 200 TH/s et consommer aussi peu que 13,5 J/TH. Cela montre que le matériel de minage ASIC restera important pour le minage de bitcoin pendant longtemps.

Principales cryptomonnaies SHA-256 et matériel de minage

Cryptomonnaies leaders utilisant SHA-256

De nombreuses monnaies numériques utilisent SHA-256 pour le minage. Bitcoin est la plus célèbre. Mais il existe d'autres monnaies qui utilisent aussi sha-256. Ces monnaies ont une sécurité similaire car elles utilisent le même algorithme. Certaines monnaies, comme Bitcoin Cash et Bitcoin SV, ont été séparées du bitcoin. Elles ont conservé la même méthode de minage. D'autres, comme Digibyte et Peercoin, ont choisi SHA-256 pour sa sécurité renforcée.

Beaucoup de monnaies utilisant sha-256 peuvent utiliser le même matériel de minage bitcoin. Cela facilite la transition des mineurs vers d'autres réseaux s'ils le souhaitent.

Bitcoin a la plus grande capitalisation de marché et réseau. D'autres monnaies, comme Namecoin, utilisent également SHA-256. Mais leurs réseaux sont beaucoup plus petits. Utiliser le même algorithme permet aux mineurs d'utiliser leur matériel pour de nombreuses monnaies.

Les meilleurs mineurs SHA-256

Le matériel de minage de Bitcoin a connu d'importants changements, avec les mineurs ASIC désormais privilégiés car ils sont plus rapides et plus économes en énergie. Les mineurs veulent du matériel qui effectue plus de hachages par seconde et consomme moins d'énergie.

Le tableau ci-dessous liste certains des meilleurs modèles:

Les pools de minage utilisent du matériel de minage de bitcoin pour obtenir plus de récompenses. Ils divisent le minage en petits travaux appelés parts. Chaque mineur utilise du matériel ASIC pour résoudre ces travaux. Le pool suit le travail de chaque mineur. Il attribue des récompenses en fonction de la quantité de travail effectuée par chaque mineur. Cela aide les mineurs à obtenir des paiements réguliers plutôt que de miner seuls.

Conseil : Choisir le bon matériel de minage de bitcoin est important pour gagner de l'argent. Les mineurs doivent vérifier le taux de hachage, la consommation d'énergie et le refroidissement avant d'acheter de nouvelles machines.

SHA-256 et ASICs aident à maintenir Bitcoin sûr et robuste. Les mineurs utilisaient d'abord des CPU, mais maintenant ils utilisent des ASIC. Ce changement a fait taux de hachage monter le prix. Le réseau est plus sécurisé grâce à cela.

Les nouveaux ASICs consomment moins d'énergie et aident les mineurs à gagner de l'argent.
Le réseau change la difficulté toutes les deux semaines pour rester sécurisé.
Des taux de hachage plus élevés rendent plus difficile pour les mauvaises personnes d'attaquer.

Tendance	Détails
Efficacité énergétique	Les ASICs utilisent désormais seulement 21 joules pour chaque TH
Évolution du matériel	Les mineurs sont passés des CPU aux ASIC en 2016
Sécurité	Plus de puissance de calcul signifie une meilleure sécurité du réseau

Si vous souhaitez en savoir plus sur la blockchain ou le minage, connaître ces changements est utile. Cela montre comment Bitcoin reste sécurisé et pourquoi le minage évolue constamment.