Comprendre les masternodes#

Les masternodes, à l’origine uniques au réseau Dash, sont en train de devenir populaires, au fur et à mesure que la technologie est reprise par d’autres blockchains. Cette section de la documentation décrit les principes et mécanismes des masternodes, ainsi que les services qu’ils fournissent spécifiquement au réseau Dash.

En quelques mots, un masternode est un serveur comportant un exemplaire complet de la blockchain Dash, serveur qui s’engage à un certain niveau minimal de performance et de fonctionnalités, afin d’exécuter certaines tâches relatives à la validation de bloc mais aussi pour opérer les fonctionnalités CoinJoin et InstantSend, noms donnés aux fonctions de confidentialité et de transactions instantanées propres à Dash. Les masternodes sont rémunérés pour ce service, selon un concept connu sous le nom de preuve de service. Cela vient en complément à la preuve de travail assurée par les mineurs pour sécuriser la blockchain. Les masternodes ont aussi un droit de vote sur les les propositions de gouvernance et de financement, chaque masternode recevant un droit de vote (oui/non/abstention) sur chaque proposition soumise au système.

N’importe qui peut opérer un masternode. L’objectif est d’avoir un niveau de décentralisation suffisant pour garantir qu’aucune personne unique ne contrôle une part significative des masternodes. Cependant, pour éviter de surcharger le réseau avec des masternodes non nécessaires et pour décourager les opérateurs malveillants, il y a une condition qui doit impérativement être remplie : la preuve de possession de 1000 dashs. Ces fonds n’ont pas besoin d’être stockés sur le masternode, mais ils doivent être conservés de façon qu’ils soient visibles par le réseau entier. Si leur propriétaire les déplace ou les dépense, le masternode cesse de fonctionner et d’être rémunéré.

Masternodes are paid by the network for the InstantSend, CoinJoin and governance services they provide. 10% of the block reward goes to the budget with the remaining 90% split between miners and masternodes per this block reward reallocation table. Then, every 16,616 blocks (approximately 30.29 days), a superblock is created that contains the entire 10% payout to the budget proposal winners. Masternodes are selected for payment in each block (approximately every 2.6 minutes) from a deterministic masternode list, and moved to the back of the list after payment. As more masternodes are created, the duration between payments increases. If the collateral behind a masternode is spent, or if a masternode stops providing services to the network for more than one hour, it is removed from the list until normal service resumes. In this way, masternodes are given incentive to provide efficient and reliable services to the network.

Disposer de tant de serveurs comportant un exemplaire complet de la blockchain et opérant pour le réseau peut être extrêmement utile. Grâce au système de récompense, il n’y a aucun risque de ne pas avoir assez de masternodes, et les programmeurs peuvent compter sur eux pour rendre disponible toute nouvelle fonction décentralisée qu’ils souhaitent implémenter. C’est là que siège véritablement toute la puissance de Dash : un système motivé de milliers de serveurs distribués, disponibles 24 heures sur 24 et 7 jours par semaine, signifie que Dash peut changer d’échelle plus efficacement et fournir de nouveaux services plus rapidement qu’une blockchain entièrement opérée par des volontaires non rétribués. Plus il y a de masternodes, plus le réseau Dash est performant et sûr.

Au mois de novembre 2018, le réseau Dash dispose de plus de 5000 masternodes dans plus de 45 pays et hébergés par plus de 140 hébergeurs. La récompense de bloc est d’environ 3,34 dashs, donc le masternode choisi reçoit 1,67 dash par paiement, ou environ 6 dashs par mois. La récompense de bloc décroît d’environ 7,14% une fois par an, donc le retour sur investissement annuel d’un opérateur de masternode est d’environ 7% de la caution, et il diminuera avec le temps, tel que calculé ici. Utilisez cet outil pour calculer en temps réel les taux de retour, et ce site pour différentes statistiques en temps réel sur le réseau des masternodes.

Nouveautés des masternodes DIP003#

Dash 0.13.0 met en œuvre la DIP003, qui introduit certains changements dans la façon d’installer et de gérer un masternode. Veuillez trouver ci-dessous une liste de la documentation disponible :

Concepts et nouveautés importantes :

  • Il est possible de mettre à jour un masternode déjà existant, directement sur son serveur, sans avoir à mettre en place un nouveau serveur ou à déplacer votre caution de 1000 dashs.

  • Auparavant, un masternode était « démarré » au moyen de la commande masternode start-alias, qui se basait sur un fichier masternode.conf. Avec la DIP003, ce fichier n’est plus utilisé, et les masternodes sont « enregistrés » au lieu d’être « démarrés ». Les masternodes commencent à offrir leurs services lorsqu’une transaction spéciale ProRegTx, contenant une clé particulière, est écrite sur la blockchain.

  • Comme c’était le cas avec masternode.conf, la transaction ProRegTx contient une référence à l’identifiant de la transaction (txid) de la caution, et à son index. L’adresse IP et le port du masternode sont également spécifiés dans cette transaction.

  • La transaction ProRegTx spécifie 2 adresses Dash (également appelées clés publiques) et 1 clé publique BLS, qui représentent 3 rôles différents dans le masternode et définissent les droits de mise à jour et de vote. Ces clés sont :

    1. ownerKeyAddr : il s’agit d’une adresse Dash (clé publique) contrôlée par le propriétaire du masternode. Elle est distincte de l’adresse où est stockée la caution. Le propriétaire utilise la clé privée associée à cette adresse pour émettre des transactions ProUpRegTx, elle doit donc être unique et propre à chaque masternode.

    2. operatorPubKey : il s’agit de la clé publique BLS de l’opérateur du masternode. Seul l’opérateur est autorisé à émettre des transactions ProUpServTx. La clé de l’opérateur est utilisée au cours des opérations sur le masternode pour signer des messages pair-à-pair relatifs au masternode, des messages relatifs au quorum et aux votes de gouvernance. C’est pourquoi la clé BLS doit être unique et propre à chaque masternode.

    3. votingKeyAddr : il s’agit d’une adresse Dash (clé publique) utilisée pour voter sur les propositions budgétaires. Les votes sont signés avec la clé privée correspondante et sont valides tant que le masternode est inclus dans la liste des masternodes enregistrés.

  • Les paiements de masternode étaient auparavant envoyés à l’adresse détenant la caution. Avec la DIP003, le propriétaire peut définir dans la transaction ProRegTx une adresse différente de réception des paiements. Le propriétaire peut aussi, facultativement, définir un pourcentage non nul qui sera alloué comme paiement à un opérateur tiers de masternode, si besoin est.

  • La configuration de masternode peut être mise à jour ultérieurement au moyen de transactions ProUpServTx, ProUpRegTx et ProUpRevTx. Pour en savoir plus, voir Mise à jour de la configuration de masternode dans la DIP003 et Mise à jour des informations du masternode dans la présente documentation.

  • Toutes les fonctions relatives à la DIP003 prendront effet seulement lorsque le Spork 15 sera activé sur le réseau. Avant cette date, il faut mettre en place le masternode en suivant l’ancienne procédure puis en suivant la procédure de mise à jour. Pendant cette période de transition, le masternode continuera de fonctionner en mode de compatibilité, et toutes les fonctions relatives à la DIP003, telles que les paiements à une adresse distincte ou le pourcentage des paiements alloué aux opérateurs, ne seront pas encore fonctionnelles. Les clés ownerKeyAddr et votingKeyAddr doivent également être identiques d’ici à ce que le Spork 15 soit activé.

Le processus pour mettre en place ou à jour un masternode est le suivant :

  1. Configurez votre serveur et votre système d’exploitation

  2. Installez le logiciel Dash et synchronisez-le avec la blockchain

  3. Générez une paire de clés BLS et indiquez la clé privée à votre masternode

  4. Préparer une transaction ProRegTx

  5. Signer la transaction ProRegTx

  6. Soumettez la transaction ProRegTx signée

L’étape 1 peut être omise si vous avez déjà un serveur existant. Les étapes 2 et 3 impliquent un accès direct au masternode. Les étapes 3 et 4 impliquent l’accès à un portefeuille Dash (ou à DashMasternodeTool). L’étape 5 implique l’accès au portefeuille qui détient effectivement la caution. L’étape 6 implique d’avoir un solde Dash positif afin de régler les frais de transaction.

Comparaison des masternodes et du minage#

Dash, comme Bitcoin et la plupart des autres cryptomonnaies, est basé sur un registre décentralisé de toutes les transactions, connu sous le nom de blockchain. Cette blockchain est sécurisée par un mécanisme de consensus ; dans le cas de Dash comme de Bitcoin, le mécanisme de consensus est la preuve de travail (PoW). Les mineurs travaillent à résoudre des problèmes complexes avec des ordinateurs spécialisés, et, une fois les problèmes résolus, ils reçoivent le droit d’ajouter un nouveau bloc à la blockchain. Si toutes les autres personnes faisant tourner le logiciel s’accordent sur le fait que le problème a été résolu correctement, le bloc est ajouté à la blockchain et le mineur est récompensé.

Dash works a little differently from Bitcoin, however, because it has a two-tier network. The second tier is powered by masternodes (Full Nodes), which enable financial privacy (CoinJoin), instant transactions (InstantSend), and the decentralized governance and budget system. Because this second tier is so important, masternodes are also rewarded when miners discover new blocks. The breakdown is as follows: 90% of the block reward is split between the miner and a masternode per the distribution found here, while 10% is reserved for the budget system (created by superblocks every month).

On parle de preuve de service (PoSe) dans le cas des masternodes, car ils fournissent des services très importants au réseau. De fait, le réseau entier est surveillé par les masternodes, qui ont le pouvoir de rejeter des blocs mal formés par les mineurs. Si un mineur essayait de conserver pour lui la récompense de bloc entière, ou encore de faire tourner une vieille version du logiciel Dash, le réseau des masternodes isolerait ce bloc, et il ne serait pas ajouté à la blockchain.

Pour résumer, les mineurs constituent le premier niveau, qui permet l’envoi et la réception basiques des fonds et empêche la double dépense. Les masternodes constituent le second niveau, qui fournit les fonctionnalités supplémentaires distinguant Dash des autres cryptomonnaies. Les masternodes ne font pas de minage, et les ordinateurs de minage ne peuvent pas faire office de masternodes. De plus, chaque masternode est « sécurisé » par une somme de 1000 dashs. Ces dashs restent sous le contrôle exclusif de leur propriétaire, à tout moment, et peuvent toujours être librement dépensés par lui. Les fonds ne sont verrouillés en aucune manière. Cependant, si les fonds sont déplacés ou dépensés, le masternode associé passera hors ligne et arrêtera de recevoir des récompenses.

Processus de paiement#

Les paiements de masternode dans Dash 0.13.0 sont entièrement déterministes et se basent sur un simple algorithme de tri de liste. Pour en savoir plus sur la logique de paiement de la version précédente (0.12.0), voir l’ancienne documentation sur la logique de paiement. Dash 0.13.0 implémente la DIP003 et définit deux groupes de masternodes.

  1. Le groupe complet, qui contient tous les masternodes enregistrés qui n’ont pas dépensé leur caution.

  2. Le groupe valide, qui est un sous-groupe du groupe complet, et qui contient tous les masternodes qui ne sont pas marqués comme étant bannis de la preuve de service (PoSe).

Chaque masternode du groupe de masternodes valides, identifié par son identifiant de transaction d’enregistrement, est associé au bloc où il a reçu son plus récent paiement. S’il n’a jamais été payé ou s’il a été banni pour ne pas avoir rempli les conditions de la preuve de service (PoSe), il est identifié à la place par le bloc où il a été enregistré pour la première fois, ou par celui où le service a été rétabli. La liste est classée par ordre ascendant de hauteur de bloc et d’empreinte de hachage ProRegTx (pour départager deux masternodes dans le cas où ils ont été enregistrés dans un même bloc), et son premier élément est sélectionné pour le paiement.

Preuve de service#

La preuve de service (PoSe) est un système de note utilisé pour déterminer si un masternode fournit des services au réseau de manière honnête. Un certain nombre de paramètres sont utilisés pour son calcul, et il n’est donc pas possible de tromper le système en faisant en sorte que des masternodes soient bannis de la preuve de service parce qu’ils ne répondraient pas aux requêtes de ping, par exemple par une attaque DDoS juste avant un paiement. Chaque échec à fournir un service entraîne une augmentation de la note PoSe, relative à la note maximale qui est égale au nombre de masternodes enregistrés. Si la note atteint le nombre de masternodes enregistrés, un bannissement PoSe est instauré, et le masternode doit être reconfiguré pour s’assurer qu’il fournisse un service fiable, puis enregistré à nouveau dans la liste au moyen d’une transaction ProUpServTx. Les règles actuelles de notation, en vigueur avec Dash 0.14, sont :

  • Absence de participation à DKG= sanction de 66%

  • Chaque bloc consécutif réduit la note PoSe de 1

Sélection par quorum#

Dans des versions antérieures de Dash, des quorums de 10 masternodes se formaient spontanément pour verrouiller les transactions InstantSend. Depuis Dash v. 0.14, les quorums sont formés de manière déterministe, contiennent davantage de masternodes et demeurent actifs pendant un temps plus long. Ils restent responsables des transactions InstantSend, mais le mécanisme de verrouillage a évolué et essaie automatiquement de verrouiller la plupart des transactions du réseau, selon les conditions décrites ici. Les masternodes sont également chargés de davantage de fonctions de consensus réseau, telles que ChainLocks. Les quorums de masternodes sont formés par un processus de génération de clé distribuée (DKG). L’échec de participation à une DKG entraîne un bannissement au titre de la preuve de service (PoSe), tel que décrit ci-dessus.

Caractéristiques minimales d’un masternode#

  • 1000 dashs : sans doute la condition la plus difficile. Les dashs peuvent être obtenus sur des plateformes de change telles que Poloniex, Bittrex, Kraken ou LiveCoin. Les services de ShapeShift sont aussi un excellent moyen.

  • Un serveur ou un VPS tournant sous Linux : la plupart des guides récents recommandent Ubuntu 20.04 LTS. Nous recommandons des fournisseurs de VPS tels que Vultr ou DigitalOcean, même si tout fournisseur correct fera l’affaire. En général, un serveur avec des caractéristiques modestes à moyennes devrait faire l’affaire, bien qu’il soit prévu, selon la feuille de route, que les exigences de performance augmentent à terme.

  • Une adresse IP dédiée : elle est en général fournie avec le serveur ou VPS.

En plus de la caution de 1000 dashs, les masternodes ont aussi des caractéristiques matérielles minimales. Pour la version 0.12.4 et ultérieure de Dash, ces caractéristiques minimales sont les suivantes :

Minimum

Recommandé

Processeur (CPU)

1x 1 GHz

1x 2 GHz

RAM

2 Go + swap de 2 Go

4 Go + swap de 2 Go

Stockage disque

40 Go

60 Go

Réseau

400 Go/mois

1 To/mois

La bande passante d’un masternode est entre 300 et 500 Go mensuels, et augmentera avec l’utilisation du réseau.

Dash Evolution#

Les caractéristiques matérielles minimales pour les masternodes Dash Evolution restent à déterminer, même si certains indices peuvent être trouvés dans la feuille de route et dans ce billet de blog. Il devrait être possible de faire tourner des masternodes Dash sur des serveurs VPS normaux jusqu’à ce que la taille de blocs atteigne environ 20 Mo, après quoi du matériel spécialisé sera nécessaire, tel que des GPU voire des ASIC.