Qu'est-ce qu'un masternode et à quoi ça sert ?

Un nœud complet adossé à un collatéral

Un masternode est un nœud complet d'une blockchain, c'est-à-dire un serveur qui conserve une copie intégrale du registre et reste connecté en permanence au réseau. Il se distingue d'un nœud ordinaire par deux traits : son opérateur doit immobiliser une quantité fixe de la cryptomonnaie du réseau, appelée collatéral, et il assure des services que les nœuds ordinaires ne fournissent pas. En échange, il reçoit une part des récompenses de bloc.

Le modèle de référence est celui de Dash. Le livre blanc de Dash, signé par Evan Duffield et Daniel Diaz, décrit les masternodes comme des nœuds complets dont l'opérateur doit prouver qu'il contrôle 1 000 DASH. Le réseau Dash a démarré le 18 janvier 2014 sous le nom de Xcoin, avant d'être renommé Darkcoin puis Dash, selon la documentation officielle du projet. D'autres blockchains ont ensuite repris le principe, avec leurs propres montants et règles.

Masternode et minage : deux rôles distincts

Un masternode n'est pas réservé aux blockchains en preuve d'enjeu (Proof of Stake). Dash fonctionne en preuve de travail : ses blocs sont produits par des mineurs avec l'algorithme X11, toutes les 2,6 minutes environ, d'après la documentation de Dash. Les masternodes forment une seconde couche au-dessus des mineurs. Le projet parle d'un réseau « à deux niveaux ».

Les mineurs créent les blocs ; les masternodes fournissent des services complémentaires. Dans le cas de Dash, la documentation sur les masternodes en cite plusieurs :

• InstantSend, qui confirme une transaction en quelques secondes sans attendre le bloc suivant ;
• CoinJoin, un mécanisme de confidentialité qui mélange les paiements de plusieurs utilisateurs ;
• ChainLocks, qui signe les blocs au fur et à mesure de leur production pour protéger le réseau contre les attaques à 51 % ;
• la gouvernance, où chaque masternode dispose d'une voix sur les propositions de financement.

Toutes les transactions ne transitent donc pas par un masternode pour être validées, et le propriétaire d'un masternode n'est pas payé transaction par transaction. Il touche une fraction de la récompense de bloc.

Comment un masternode est rémunéré

Sur Dash, 80 % de la subvention de chaque bloc est partagée entre le mineur et un masternode, et 20 % alimentent le budget de gouvernance, selon la documentation officielle. Les masternodes sont payés à tour de rôle : plus ils sont nombreux, plus l'intervalle entre deux paiements pour un même nœud s'allonge. Le rendement dépend donc du nombre de masternodes actifs, de la baisse programmée des émissions (la subvention de bloc de Dash diminue de 7,14 % par an) et du cours de la cryptomonnaie. Aucun de ces paramètres n'est garanti.

Le réseau contrôle aussi la qualité du service. Dash applique une « preuve de service » (Proof of Service, PoSe) : un masternode qui ne remplit pas ses tâches voit son score de pénalité augmenter. Au-delà d'un seuil, il est banni (PoSe ban) et son opérateur doit le réparer pour qu'il soit de nouveau payé. Le collatéral n'est pas confisqué, mais un nœud banni ne perçoit plus de récompense.

Le vote sur le budget du réseau

Le droit de vote est l'autre spécificité des masternodes. Sur Dash, chaque masternode vote « oui », « non » ou « abstention » sur les propositions soumises au réseau. Déposer une proposition coûte 1 DASH, un frais destiné à limiter le spam. Une proposition est acceptée si le nombre de « oui » moins le nombre de « non » dépasse 10 % du nombre total de masternodes. Le budget est versé lors d'un « superbloc », tous les 16 616 blocs, soit environ 30,29 jours. Ces règles figurent dans la documentation sur la gouvernance de Dash.

Ce mécanisme finance le développement, le marketing ou des intégrations sans fondation centrale qui décide seule des dépenses.

Masternode et staking : les différences

Le staking consiste à immobiliser des jetons pour participer à la production et à la validation des blocs d'une blockchain en preuve d'enjeu. Les deux approches demandent un capital bloqué et rapportent des récompenses en cryptomonnaie, mais elles diffèrent sur plusieurs points.

Le rôle. Un validateur en staking produit et atteste des blocs. Un masternode, dans le modèle de Dash, ne produit pas de blocs : il fournit des services et vote.

Le seuil d'entrée. Un masternode Dash exige un collatéral fixe de 1 000 DASH. Sur Ethereum, un validateur en solo demande au minimum 32 ETH, selon ethereum.org. Les pools de staking permettent en revanche de participer avec de petits montants. Il existe aussi des services d'hébergement de masternodes, mais le collatéral reste fixé par le protocole.

Les sanctions. Sur Ethereum, un validateur hors ligne subit de petites pénalités d'inactivité, tandis que le « slashing », beaucoup plus lourd, sanctionne les comportements malveillants. Sur Dash, la sanction d'un masternode défaillant est le bannissement et la perte des paiements, pas la saisie du collatéral.

L'infrastructure. Les deux exigent une machine disponible en continu. Un masternode Dash classique demande au minimum deux cœurs à 2 GHz, 4 Go de RAM plus 2 Go de swap et 60 Go de disque, d'après la documentation de Dash. Ethereum recommande pour sa part un SSD NVMe de 4 To et 64 Go de RAM pour un validateur à domicile, selon ethereum.org.

Les étapes de mise en place sur Dash

La procédure officielle de Dash se déroule en plusieurs temps :

• envoyer exactement 1 000 DASH sur une adresse, en une seule sortie de transaction (UTXO), puis attendre 15 confirmations ;
• préparer un serveur privé virtuel (VPS) sous Linux, avec une adresse IP dédiée ;
• installer Dash Core sur ce serveur, après avoir vérifié la signature GPG du logiciel ;
• générer une paire de clés BLS : la clé privée reste sur le masternode, la clé publique sert à l'enregistrement ;
• enregistrer le masternode sur la blockchain par une transaction spéciale appelée ProRegTx ;
• attribuer les trois rôles prévus par le protocole : propriétaire (contrôle du collatéral), votant (gouvernance) et opérateur (gestion courante).

La séparation des rôles permet de confier l'exploitation du serveur à un hébergeur professionnel sans lui céder le contrôle du collatéral. La documentation de Dash mentionne l'existence de tels services commerciaux.

Les evonodes, une variante plus exigeante

Dash a introduit une seconde catégorie de masternodes, les « evonodes », destinés à faire fonctionner Dash Platform, sa couche applicative. Leur collatéral est de 4 000 DASH, soit quatre fois celui d'un masternode classique, selon la documentation officielle.

Contraintes et risques

Un masternode reste une activité technique. Le serveur doit rester en ligne, à jour et sécurisé ; une panne prolongée entraîne un bannissement et l'arrêt des paiements. Le collatéral est exposé aux variations de cours de la cryptomonnaie, qui peuvent effacer les récompenses perçues. Les règles, les montants et les sanctions varient d'une blockchain à l'autre : la documentation officielle de chaque projet reste la référence.