Comprendre la modularité en un seul article : des solutions enfichables aux goulots d'étranglement des performances de la blockchain

Écrit par: @twilight_momo

Mentor: @CryptoScott_ETH

TL;DR

1. Blockchains monolithiques sont connus pour leur exhaustivité, prenant en charge de manière autonome tous les aspects du réseau, du stockage des données à la vérification des transactions, etc. Blockchains modulaires, en séparant différentes fonctions des blockchains en modules indépendants, peut fournir un support de performance et une expérience utilisateur fluide pour des fonctions spécifiques, résolvant dans une certaine mesure le problème du triangle impossible.

2. En tant que première plateforme blockchain à prendre en charge les contrats intelligents, Éthereum offre un terrain fertile pour la conception modulaire. Avec le développement de la technologie blockchain, L'écosystème Bitcoin a également commencé à explorer la possibilité de modularisation en ajoutant de nouveaux modules pour obtenir des fonctions plus avancées, telles qu'une meilleure protection de la vie privée, un traitement des transactions plus efficace ou des fonctions de contrat intelligent améliorées.

3. La technologie modulaire représente une approche plus axée sur l'âme idée de produit enfichable À l'avenir, des solutions de blockchain plus flexibles et personnalisables verront le jour, et divers services et fonctions pourront être facilement connectés et déconnectés comme des blocs Lego. Cette flexibilité permet aux développeurs de créer et de déployer rapidement des solutions de blockchain en fonction des besoins de scénarios d'application spécifiques.

1. Qu'est-ce qu'une blockchain modulaire ?

Source : Celestia.org

Lorsque nous discutons de la blockchain modulaire, nous devons d’abord comprendre le concept de Blockchain monolithique . Les chaînes monolithiques, telles que Bitcoin et Ethereum, sont connues pour leur exhaustivité et prennent en charge de manière indépendante tous les aspects du réseau, du stockage des données à la vérification des transactions en passant par l'exécution des contrats intelligents. Dans ce processus, la chaîne monolithique joue le rôle de généraliste et est impliquée dans tous les aspects.

En prenant Ethereum comme exemple, une blockchain unique mature peut généralement être divisée en quatre architectures :

• Couche d'exécution

• Couche de tassement

• Couche de disponibilité des données

• Couche de consensus

La figure suivante explique en détail le rôle de chaque couche de l'architecture en comparant la comptabilité sur la blockchain à un jeu de balle :

Grâce à cette analogie, nous pouvons mieux comprendre comment les différentes architectures de blockchain fonctionnent ensemble. La blockchain monolithique consiste à concentrer toutes les fonctions sur la même chaîne pour l'exécution, tandis que blockchain modulaire Il s'agit d'un nouveau type d'architecture blockchain qui décompose le système blockchain en plusieurs composants ou couches spécialisés, chacun étant responsable de la gestion de tâches spécifiques telles que le consensus, la disponibilité des données, l'exécution et le règlement. La blockchain modulaire est comme un groupe de spécialistes qui se concentrent sur l'exploitation minière en profondeur et l'innovation technologique dans leurs domaines respectifs. Cette concentration permet aux blockchains modulaires d'offrir d'excellentes performances et une excellente expérience utilisateur dans des fonctions spécifiques. Par exemple, elles peuvent fournir des vitesses de traitement des transactions plus rapides à moindre coût.

En termes de architecture des nœuds Les chaînes monolithiques reposent sur des nœuds complets, qui doivent télécharger et traiter une copie de l'intégralité des données de la blockchain. Cela impose non seulement des exigences élevées en matière de ressources de stockage et de calcul, mais limite également la vitesse à laquelle le réseau peut s'étendre. En revanche, les blockchains modulaires utilisent une conception de nœud léger qui ne traite que les informations d'en-tête de bloc, ce qui améliore considérablement la vitesse des transactions et l'efficacité du réseau.

L'un des principaux avantages des blockchains modulaires est leur flexibilité et leur capacité de collaboration. Elles sont capables d'externaliser des fonctions non essentielles à d'autres experts, créant ainsi une synergie et obtenant une amélioration significative des performances globales. Cette philosophie de conception est similaire à celle des blocs Lego, permettant aux développeurs de combiner librement différents modules en fonction des exigences du projet pour créer des solutions diverses. Bien que les chaînes monolithiques présentent des avantages en termes de contrôle global, de sécurité et de stabilité, elles sont également confrontées à des défis en termes d'évolutivité, de difficulté de mise à niveau et d'adaptation aux nouveaux besoins. Les blockchains modulaires se distinguent par leur grande flexibilité et leur personnalisation, simplifiant le processus de création et d'optimisation de nouvelles blockchains.

Cependant, la blockchain modulaire est également confrontée à des défis qui lui sont propres. Son architecture complexe augmente la charge de travail des développeurs en matière de conception, de développement et de maintenance. En tant que technologie émergente, la blockchain modulaire n'a pas encore subi de tests de sécurité complets ni de tests des fluctuations du marché, et sa stabilité et sa sécurité à long terme doivent encore être vérifiées.

2. Pourquoi avons-nous besoin d’une blockchain modulaire ?

Pourquoi la technologie de la blockchain modulaire a-t-elle suscité autant d'attention et a-t-elle été prédite comme une tendance future ? Cela est étroitement lié à la célèbre théorie du triangle impossible dans le domaine de la blockchain.

Source : chainlink

Le triangle impossible de la blockchain fait référence à la difficulté pour un réseau blockchain d'atteindre des conditions optimales dans les trois attributs fondamentaux que sont la sécurité, la décentralisation et l'évolutivité en même temps.

• Évolutivité La latence se concentre sur la capacité des réseaux à gérer un grand nombre de transactions et sur leur capacité à maintenir un fonctionnement efficace et peu coûteux à mesure que le nombre d'utilisateurs et de transactions augmente. Elle est généralement mesurée par le nombre de transactions par seconde (TPS) et la latence (le temps nécessaire à la confirmation d'une transaction).

• Sécurité fait référence au coût et à la difficulté de protéger le réseau blockchain contre les attaques. Par exemple, le mécanisme POW de Bitcoin nécessite que les attaquants disposent de plus de 51% de la puissance de calcul de l'ensemble du réseau, tandis que le mécanisme POS d'Ethereum nécessite que plus d'un tiers des nœuds s'entendent.

• Décentralisation décrit le fonctionnement du réseau qui ne repose pas sur un seul nœud central, mais est réparti sur de nombreux nœuds. Plus le nombre de nœuds est élevé et plus la répartition géographique est large, plus le degré de décentralisation du réseau est élevé.

L'idée centrale du triangle impossible est qu'il est difficile pour un système de blockchain d'obtenir le meilleur de ces trois caractéristiques. Par exemple, parmi de nombreuses chaînes publiques, Bitcoin et Ethereum ont des performances exceptionnelles en matière de décentralisation et de sécurité en raison de leur large distribution de nœuds et de leur nombre suffisant de nœuds. Cependant, ils sacrifient un certain degré d'évolutivité, ce qui entraîne des vitesses de transaction plus lentes et des frais de transaction plus élevés : le temps de blocage de Bitcoin est d'environ 10 minutes, le TPS d'Ethereum d'environ 13, et lorsque le volume de transactions augmente, les frais de transaction d'Ethereum peuvent atteindre des centaines de dollars.

C'est dans ce contexte qu'est née la technologie modulaire de la blockchain. Elle résout les problèmes d'évolutivité et de coûts de transaction des chaînes publiques traditionnelles en attribuant différentes fonctions à des modules spécialisés. Par exemple, la technologie Bitcoins Lightning Network et la technologie Ethereums Rollup sont toutes deux des manifestations de la pensée modulaire.

L'avantage de la blockchain modulaire réside dans son architecture en couches, qui permet d'optimiser chaque couche pour des besoins spécifiques. La couche de données peut se concentrer sur le stockage et la vérification des données, tandis que la couche d'exécution peut gérer la logique des contrats intelligents. Cette séparation améliore non seulement les performances et l'efficacité, mais favorise également l'interopérabilité entre différentes blockchains, fournissant ainsi une base pour la construction d'un écosystème ouvert et interconnecté.

En résumé, la technologie blockchain modulaire offre une nouvelle façon de résoudre les limites des chaînes publiques traditionnelles. Elle permet une plus grande évolutivité et des coûts de transaction plus faibles tout en maintenant la décentralisation et la sécurité, ce qui revêt une importance considérable pour l'application généralisée et le développement à long terme de la technologie blockchain.

3. Analyse modulaire des projets de suivi de blockchain

Les blockchains modulaires peuvent être divisées en différents types en fonction de leurs caractéristiques architecturales. Parmi ces types, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus sont souvent conçues comme un tout unifié en raison de leur étroite interdépendance. En effet, lorsqu'un nœud reçoit des données de transaction, il détermine généralement également l'ordre des transactions, qui est au cœur de la sécurité et de l'immuabilité de la blockchain.

Sur la base de ce principe de conception, nous pouvons comprendre différents projets de blockchain modulaire sous trois aspects : la couche d'exécution, la couche de disponibilité des données, la couche de consensus et la couche de règlement.

3.1 Couche d'exécution

La technologie Layer 2, en tant qu'extension de la couche d'exécution dans l'architecture blockchain, est une manifestation du concept de blockchain modulaire. Elle vise à améliorer l'évolutivité de la chaîne principale en construisant des réseaux, des systèmes ou des technologies hors chaîne sur la blockchain sous-jacente.

Les solutions de couche 2 permettent un traitement des transactions plus rapide et plus rentable tout en maintenant la sécurité et la décentralisation de la blockchain sous-jacente. Selon le tableau de bord dune créé par @0x ning, on peut constater que le gaz moyen consommé par la vérification et la liquidation de couche 2 dans l'écosystème Ethereum est inférieur à 10%, ce qui permet aux utilisateurs d'économiser considérablement sur les coûts de transaction.

Source: https://dune.com/0xning/ethereum-gas-war

La technologie Rollup est actuellement la solution la plus répandue pour la couche 2. Son concept de base est l'exécution hors chaîne et la vérification en chaîne. Elle effectue des calculs et d'autres tâches hors chaîne, puis télécharge les données d'appel sur le réseau principal.

Exécution hors chaîne

Dans le modèle Rollup, les transactions sont exécutées hors chaîne et la blockchain sous-jacente est uniquement responsable de la vérification des preuves de transaction dans les contrats intelligents et du stockage des données de transaction brutes. Cette conception réduit considérablement la charge de calcul de la chaîne principale et réduit les besoins de stockage, ce qui permet un traitement des transactions plus efficace.

Pour réduire encore davantage les coûts, Rollup utilise la technologie de conditionnement des transactions. Elle peut être comparée à la conteneurisation des marchandises dans la logistique. L'envoi de chaque article séparément entraînera des frais d'expédition élevés. La technologie Rollup réduit considérablement le coût de chaque transaction en regroupant plusieurs transactions et en ne nécessitant qu'un seul transport.

Vérification en chaîne

La vérification en chaîne est essentielle à la sécurité des réseaux de couche 2. Les réseaux de couche 2 doivent fournir des preuves cryptographiques pour résoudre les désaccords potentiels sur la blockchain sous-jacente. Actuellement, les deux principaux mécanismes de preuve sont la preuve de fraude et la preuve de validité, qui prennent respectivement en charge les cumuls optimistes et les cumuls ZK.

Preuves de fraude pour les rollups optimistes

Les rollups optimistes adoptent une hypothèse optimiste selon laquelle toutes les transactions sont valides par défaut, sauf preuve évidente d'une erreur. Ce modèle s'appuie sur des preuves d'erreur (preuves de fraude) pendant la période de contestation, et tout participant au réseau peut soumettre des preuves pour contester l'état du contrat intelligent, garantissant ainsi l'équité et la transparence du réseau.

Selon les données L2 BEAT, il existe actuellement 16 couches 2 qui utilisent le mécanisme Optimistic Rollups, tels que : Arbitrum, OP, Base, Blast, etc.

Source : l2beat.com

Preuve de validité pour les cumuls ZK

Contrairement aux rollups optimistes, les rollups ZK adoptent une approche plus prudente, exigeant que toutes les transactions soient prouvées valides avant d'être acceptées. Ce mécanisme de preuve est similaire à un processus de vérification, garantissant que chaque transaction et chaque calcul dans le réseau de couche 2 sont exacts. En bref, la preuve de validité est la pierre angulaire des rollups ZK, qui exigent que chaque lot de transactions soit accompagné des preuves correspondantes, garantissant ainsi que les contrats intelligents sur la blockchain sous-jacente peuvent vérifier et approuver les changements d'état. Pour les nœuds de vérification, les rollups ZK fournissent un mécanisme de règlement sans erreur car chaque transaction doit passer une vérification de validité stricte.

Selon les données L2 BEAT, il existe actuellement 11 couches 2 qui utilisent le mécanisme ZK Rollups, tels que Linea, Starknet, zkSync, etc.

Source : l2beat.com

3.2 Couche de disponibilité des données et couche de consensus

3.2.1 Célestia

En tant que pionnier dans le domaine de la blockchain modulaire, Celestia est essentiellement une couche de disponibilité des données qui fournit une base solide pour le développement de dApps et de Rollups. En déployant sur la couche de disponibilité des données et la couche de consensus de Celestia, les développeurs d'applications peuvent se concentrer sur l'optimisation de la logique d'exécution et laisser la complexité de la disponibilité des données et des mécanismes de consensus à Celestia.

La conception architecturale de Celestias offre une variété de solutions d'extension modulaire. Son architecture comprend principalement les trois types suivants :

1. Rollup souverain :Celestia fournit la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, tandis que la couche de règlement et la couche d'exécution sont implémentées indépendamment par leurs chaînes souveraines respectives.

2. Cumul des règlements ( comme le projet Cevmos) : Sur la base de la couche DA et de consensus fournie par Celestia, Cevmos fournit des services de couche de règlement, tandis que la chaîne applicative assume le rôle de couche d'exécution.

3. Céleste :La couche de disponibilité des données est gérée par Celestia, la couche de consensus et la couche de règlement s'appuient sur le puissant réseau d'Ethereum, et la chaîne d'application continue de se concentrer sur la couche d'exécution.

Celestia utilise un certain nombre de technologies innovantes pour réduire considérablement les coûts de stockage des données et optimiser l'efficacité du stockage.

Technologie de codage d'effacement

L'une des innovations de Celestia est l'application de codes d'effacement. Dans l'article intitulé Data Availability Sampling and Fraud Proofs co-écrit par Mustafa Albasan (l'un des fondateurs de Celestia) et Vitalik Buterin, une nouvelle idée architecturale est proposée, à savoir que les nœuds complets sont responsables de la production de blocs, tandis que les nœuds légers sont responsables de la vérification des blocs. La technologie des codes d'effacement introduit une redondance lors de la transmission des données pour garantir que le bloc de données d'origine peut être entièrement restauré même en cas de perte de données allant jusqu'à 50%.

Ce mécanisme signifie que pour garantir la disponibilité de 100% des données de bloc, les producteurs de blocs n'ont besoin de publier que 50% des données de bloc sur le réseau. Si un producteur malveillant tente de falsifier 1% des données de bloc, il doit en fait falsifier l'intégralité des 50% des données, ce qui augmente considérablement le coût de l'acteur malveillant.

Échantillonnage de la disponibilité des données

Celestia résout le problème d'évolutivité de la blockchain en introduisant la technologie d'échantillonnage de la disponibilité des données (DAS). Le flux de travail DAS comprend les étapes clés suivantes :

1. Échantillonnage aléatoire :Les nœuds légers effectuent plusieurs cycles d'échantillonnage aléatoire sur les données de bloc, en demandant uniquement une petite partie des données de bloc à chaque fois.

2. Augmenter progressivement la confiance :Au fur et à mesure qu’un nœud léger effectue davantage de cycles d’échantillonnage, sa confiance dans la disponibilité des données augmente progressivement.

3. Atteindre le seuil de confiance :Une fois qu'un nœud léger atteint un niveau de confiance prédéfini (tel que 99%) grâce à l'échantillonnage, il considère que les données du bloc sont disponibles.

Ce mécanisme permet aux nœuds légers de vérifier la disponibilité des données de bloc sans télécharger l'intégralité des données de bloc, garantissant ainsi l'intégrité et la disponibilité des données de la blockchain. Celestia se concentre sur la fourniture de la disponibilité des données plutôt que sur l'état d'exécution, ce qui améliore la productivité des blocs. Chaque bloc dispose de plus d'espace et peut accueillir plus de données échantillonnées, améliorant ainsi considérablement le TPS (transactions par seconde).

3.2.2 Couche propre

EigenDA est un service de disponibilité de données sécurisé, à haut débit et décentralisé, et est le premier service de vérification active (AVS) lancé sur EigenLayer. AVS peut être compris comme un opérateur de nœud, qui fait partie des milliers d'opérateurs de nœud sur Ethereum. Sur la base de leur travail principal (responsable de la vérification du consensus Ethereum), ils assument un travail privé supplémentaire (servir le rollup et d'autres réseaux avec des exigences de vérification du consensus) pour obtenir des revenus supplémentaires. Avec l'augmentation du nombre de re-staking Ethereum et de plus en plus d'AVS rejoignant l'écosystème EigenLayer à l'avenir, les Rollups peuvent obtenir des coûts de transaction inférieurs et une meilleure composabilité de sécurité dans l'écosystème EigenLayer.

EigenLayer est un protocole de re-staking basé sur Ethereum. Il utilise les stakers de la couche de consensus Ethereum comme validateurs, ce qui utilise une partie de la sécurité d'Ethereum pour éviter le risque de confiance des fournisseurs de services centralisés ou de leurs propres jetons, abaissant ainsi le seuil de développement d'autres projets. Dans le même temps, il améliore également le réseau de confiance d'Ethereum et augmente la valeur et l'influence d'Ethereum.

En termes d'architecture, EigenDA utilise la technologie ZK pour vérifier les données d'état soumises par la couche 2, et le réseau EigenDA, dont la sécurité du consensus est garantie par le restaking d'ETH, est responsable de la finalité. Enfin, les données d'état de la couche 2 sont soumises et enregistrées sur le réseau principal Ethereum. Par conséquent, EigenDA est équivalent à un sous-traitant pour la vérification et la finalité du service DA du réseau principal Ethereum, plutôt qu'à un concurrent comme Celestia.

3.2.3 Disponibilité

Avail est un projet de blockchain modulaire annoncé par l'équipe Polygon en juin 2023. Il a été issu de Polygon en mars de cette année et fonctionne comme une entité indépendante. Avail fonctionne actuellement sur le réseau de test et vient de terminer un tour de financement de série A de 10T43 millions de dollars mené par Dragonfly et Cyber Fund.

L'architecture principale d'Avail est principalement composée de trois parties : Avail DA, Avail Nexus et Avail Fusion. Avail DA est une couche de disponibilité des données modulaire qui fournit des services DA pour diverses blockchains, tout comme Celestia. Avail Nexus est un protocole de messagerie inter-chaînes standardisé, similaire au protocole Cosmos IBC, qui offre une interopérabilité égale entre diverses chaînes inter-chaînes. Avail Fusion introduit un consensus POS de gage multi-actifs, dans le but de fournir des garanties de consensus sécurisées pour l'ensemble du réseau Avail.

En termes de technologie, Avail DA utilise les engagements polynomiaux de Kate pour éviter les preuves de fraude, n'a pas besoin de supposer que la plupart des nœuds sont honnêtes et ne s'appuie pas sur des nœuds complets pour rendre les données disponibles. Cela diffère de l'architecture de Celestia, qui est basée sur des preuves de fraude, il existe donc une différence essentielle entre les deux au niveau technique.

Avec l'émergence de projets de blockchain de disponibilité de données modulaires tels que Celestia et Avail, la guerre des DA modulaires deviendra de plus en plus intense et la fonctionnalité d'Ethereum en tant que couche DA sera également détournée. À l'avenir, il est très probable qu'il y aura un paysage de concurrence entre un super et de nombreux concurrents.

3.3 Couche de tassement

3.3.1 Dynamique

Dymension est une plateforme blockchain modulaire basée sur Cosmos qui fournit un cadre concis pour le développement de RollApp grâce à une technologie de cumul d'évolutivité intégrée. Dans l'architecture Dymension, les développeurs peuvent se concentrer sur la mise en œuvre de la logique métier et utiliser le kit de développement Rollup (RDK) et une couche de règlement dédiée pour déployer rapidement des Rollups pour des applications spécifiques.

L'architecture de Dymension se compose de deux composants principaux : RollApp et Dymension Hub.

RollApp est une fusion de Rollup et App. Il s'agit d'une blockchain modulaire haute performance dédiée à des applications spécifiques sur Dymension. RollApp peut être présentée sous de nombreuses formes, y compris, mais sans s'y limiter, des solutions de couche 2 dédiées aux applications décentralisées telles que les plateformes DeFi, les jeux Web3, les marchés de trading NFT, etc.

Dans RollApp, le séquenceur joue un rôle clé dans la vérification, le tri et le traitement des transactions locales. Une fois le bloc empaqueté, les données seront transmises au nœud complet homologue et publiées sur la chaîne vers le réseau de disponibilité des données sélectionné par RollApp, tel que Celestia. Après avoir reçu une réponse de Celestia, le séquenceur envoie sa racine d'état au Dymension Hub pour la formation et le règlement du consensus.

En tant que centre de l'ensemble de l'écosystème, Dymension Hub assume les fonctions de couche de consensus et de couche de règlement. Il reçoit la racine d'état de RollApp et fournit des services de confirmation de transaction finale et de règlement pour RollApps.

Grâce à cette conception, Rollup peut déléguer les tâches de consensus et de règlement à Dymension Hub, et déléguer les tâches de stockage et de vérification des données à des réseaux DA tels que Celestia. De cette manière, Rollup peut partager la sécurité économique de ces deux réseaux tout en se concentrant sur l'amélioration de l'efficacité d'exécution et de l'expérience utilisateur de l'application elle-même.

3.3.2 Cevmos

Cevmos, dont le nom combine Celestia, EVMos et CosmOS, vise à fournir une couche de règlement pour les rollups compatibles EVM.

Étant donné que Cevmos lui-même est un rollup, tous les rollups construits sur lui sont collectivement appelés rollups de règlement. Chaque rollup redéploie les contrats et applications de rollup existants sur Ethereum via un pont de confiance bidirectionnel minimisé avec le rollup Cevmos, réduisant ainsi la charge de travail de la migration. Les rollups sur Cevmos publieront les données sur Cevmos, qui regroupera ensuite les données et les publiera sur Celestia. Tout comme Ethereum, Cevmos effectuera des preuves de rollup en tant que couche de règlement.

4. Blockchain modulaire dans l'écosystème Bitcoin

Avec l'effet de création de richesse apporté par le protocole Ordinals et l'approbation de l'ETF Bitcoin, de nombreux facteurs favorables ont convergé pour insuffler une nouvelle vitalité à l'écosystème Bitcoin. L'attention du marché a rapidement été attirée par l'écosystème Bitcoin, et les fonds des investisseurs institutionnels ont également afflué dans ce domaine, montrant leur confiance et leurs attentes quant au développement futur de l'écosystème Bitcoin.

Dans ce contexte, la technologie Bitcoin Layer 2 est en plein essor, avec l'émergence de nombreuses solutions techniques, formant un écosystème technologique diversifié et dynamique. Diverses solutions innovantes ont émergé, favorisant conjointement l'expansion et l'optimisation du réseau Bitcoin.

Bien que l'industrie n'ait pas encore atteint un consensus unifié sur la définition précise de Bitcoin Layer 2, cet article s'appuiera sur le concept de la blockchain modulaire d'Ethereums et explorera la possibilité et les méthodes de construction de Bitcoin Layer 2 dans une perspective modulaire.

4.1 Pourquoi Bitcoin a-t-il besoin de modularité ?

Le réseau Ethereum est connu pour sa fonctionnalité de contrat intelligent Turing-complet, qui peut stocker et vérifier les états historiques, prenant ainsi en charge les applications décentralisées complexes (DApps). En revanche, le réseau Bitcoin est un réseau de contrats sans état et non intelligent, et ses imperfections dans la conception du système sont principalement dues à deux aspects :

1. Limitations du système de compte UTXO

Dans le monde de la blockchain, il existe deux principaux moyens de conserver des enregistrements : le modèle compte/solde et le modèle UTXO. Le modèle UTXO utilisé par Bitcoin contraste fortement avec le modèle compte/solde utilisé par Ethereum.

Dans le système Bitcoin, bien que les utilisateurs voient le solde de leurs comptes dans leurs portefeuilles, en fait, le système Bitcoin conçu par Satoshi Nakamoto n'inclut pas le concept de solde. Le soi-disant solde Bitcoin est en fait un concept dérivé de l'application de portefeuille basée sur UTXO. UTXO signifie sortie de transaction non dépensée, qui est le cœur de la génération et de la vérification des transactions Bitcoin. Chaque transaction Bitcoin se compose d'entrées et de sorties. Chaque transaction consomme (dépense) une ou plusieurs entrées et génère de nouvelles sorties. Ces sorties nouvellement générées deviennent alors de nouveaux UTXO, en attente d'être consommées par des transactions futures.

En tant qu'architecture technique minimaliste pour le transfert et le règlement d'actifs, le modèle UTXO est difficile à étendre pour prendre en charge des fonctions complexes telles que les contrats intelligents.

2. Langages de script non Turing-complets

Le langage de script de Bitcoin ne prend pas en charge tous les types de calculs et n'est pas complet au sens de Turing en raison de l'absence de boucles et d'instructions de contrôle conditionnelles. Bien que cette fonctionnalité contribue à réduire les attaques de pirates informatiques et à améliorer la sécurité du réseau, elle limite également la capacité de Bitcoin à exécuter des contrats intelligents complexes.

En raison de la conception imparfaite du système Bitcoin, il doit s'appuyer sur une extension modulaire externe pour des fonctions plus complexes. À cet égard, la demande de modularisation de Bitcoin est sans aucun doute plus urgente que celle d'Ethereum. La couche d'exécution, la couche de disponibilité des données, la couche de consensus et la couche d'interopérabilité inter-chaînes de son écosystème doivent toutes être encapsulées et étendues de manière modulaire.

4.2 Analyse des projets modulaires dans l'écosystème Bitcoin

4.2.1 Couche d'exécution – Couche Bitcoin 2

Merlin

Merlin Chain a actuellement le TVL le plus élevé de la piste Bitcoin Layer 2, atteignant des milliards de dollars, et peut être considéré comme le projet le plus attractif de l'écosystème Bitcoin. En tant que réseau Bitcoin Layer 2, Merlin Chain prend en charge une variété d'actifs Bitcoin natifs tout en étant compatible avec EVM, démontrant sa double prise en compte de l'écosystème Bitcoin et de l'écosystème Ethereum.

Source : https://defillama.com/chain/Merlin

Les fonctionnalités de Merlin s'articulent autour des réseaux ZK-Rollup, des réseaux oracles décentralisés et de la prévention de la fraude en chaîne.

Réseau ZK-Rollup

Au cœur de ZK-Rollups se trouve l'utilisation de preuves à connaissance nulle, une méthode cryptographique qui permet à une partie (le prouveur) de prouver à une autre partie (le vérificateur) qu'une déclaration est correcte sans révéler aucune information autre que la preuve que la déclaration est correcte.

Merlin Chain traite et calcule les transactions hors chaîne pour éviter les frais de transaction élevés et la congestion du réseau sur le réseau Bitcoin. Dans le même temps, ZK-rollup peut compresser plusieurs preuves de transaction en lots, et la chaîne principale Bitcoin n'a besoin de vérifier qu'une seule preuve qui regroupe plusieurs transactions, ce qui réduit considérablement la charge de travail de la chaîne principale et améliore l'efficacité des transactions.

Réseau Oracle décentralisé

Le réseau Oracle décentralisé de Merlins est équivalent au rôle du DAC (Data Availability Committee) pour vérifier et garantir que le trieur a publié fidèlement les données DA complètes hors chaîne. La décentralisation du réseau Oracle réside dans le fait qu'il adopte la forme de POS. Toute personne qui met en gage suffisamment d'actifs peut exécuter un nœud Oracle. Ce mécanisme de gage est très flexible et prend en charge des actifs tels que BTC et MERL, ainsi que des gages proxy similaires à Lido.

Prévention de la fraude en chaîne

Merlin a introduit l'idée de BitVM et a également adopté le mécanisme optimiste ZK-Rollup. On peut simplement le comprendre comme supposant que toutes les preuves ZK sont dignes de confiance et que l'opérateur n'est puni que lorsqu'une erreur se produit. Étant donné que la vérification est effectuée sur le réseau principal Bitcoin, sur la chaîne Bitcoin, en raison de limitations techniques, il est impossible de vérifier entièrement la preuve ZK, et seule une certaine étape du processus de calcul de la preuve ZK peut être vérifiée dans des circonstances particulières. Par conséquent, les gens ne peuvent choisir de signaler qu'il y a une erreur dans une certaine étape de calcul de ZKP pendant le processus de vérification hors chaîne et de la contester par le biais d'une preuve de fraude.

4.2.2 Couche de disponibilité des données Couche de consensus

Réseau B²

Le réseau B² adopte une conception modulaire, avec la couche Rollup (ZK-Rollup) responsable de l'exécution, la couche de disponibilité des données (B² Hub) responsable du stockage des données et les nœuds B² effectuant la vérification hors chaîne. La couche de règlement finale est le réseau principal Bitcoin.

La couche ZK-Rollup de B² Networks utilise la solution zkEVM, qui est responsable de l'exécution des transactions utilisateur au sein du réseau de deuxième couche et de la génération des preuves associées. La couche Rollup est responsable de la soumission et du traitement des transactions utilisateur, tandis que la couche DA est responsable du stockage des copies des données agrégées et de la vérification des preuves à connaissance nulle associées.

Source: https://docs.bsquared.network

B² Hub est un réseau DA construit hors chaîne qui prend en charge l'échantillonnage des données et est considéré comme un pionnier des solutions d'extension modulaires Bitcoin. B² Hub s'appuie sur les idées de conception de Celestia et introduit la technologie d'échantillonnage des données et de codage d'effacement pour garantir que les nouvelles données peuvent être rapidement distribuées à de nombreux nœuds externes et minimiser le risque de rétention de données. De plus, le Committer de B² Hub télécharge l'index de stockage et le hachage des données DA sur la chaîne Bitcoin pour un accès public.

Source: https://blog.bsquared.network

Selon le plan futur de B² Network, le B² Hub compatible EVM devrait devenir la couche de vérification hors chaîne et la couche DA de plusieurs couches Bitcoin 2, formant ainsi une couche d'extension fonctionnelle hors de la chaîne Bitcoin. Étant donné que Bitcoin lui-même ne peut pas prendre en charge de nombreux scénarios d'application, la méthode de création d'une couche d'extension fonctionnelle hors chaîne deviendra un phénomène de plus en plus courant dans l'écosystème de la couche 2.

En tant que première couche DA tierce modulaire de Bitcoin, B² Hub peut aider les autres couches 2 de Bitcoin à utiliser la chaîne principale Bitcoin comme couche de règlement finale et à hériter de la sécurité de Bitcoin, ce qui est propice à la promotion de l'expansion du réseau Bitcoin et à l'amélioration de la diversité de ses applications.

5. Conclusion

Le slogan « Modular is the future » passe progressivement du stade d'idée à celui de réalité. La technologie blockchain modulaire, avec sa flexibilité et son évolutivité, offre une base solide pour la construction de la prochaine génération d'applications décentralisées. Cette technologie permet aux développeurs de sélectionner et de combiner différents modules en fonction de besoins spécifiques, créant ainsi des solutions blockchain plus efficaces, plus sûres et plus faciles à entretenir.

L'essor des blockchains modulaires représente une approche de produit enfichable davantage axée sur l'âme. Dans cette approche, la blockchain n'est plus considérée comme un système fermé, mais comme une plateforme ouverte et évolutive sur laquelle divers services et fonctions peuvent être facilement connectés et déconnectés comme des blocs Lego. Cette flexibilité permet aux développeurs de créer et de déployer rapidement des solutions blockchain en fonction des besoins de scénarios d'application spécifiques.

Issue de l'écosystème Ethereum et ayant ensuite fait ses preuves dans l'écosystème Bitcoin, la technologie modulaire a été utilisée dans divers domaines de l'industrie des cryptomonnaies. Par exemple, Chromia, une chaîne publique modulaire qui utilise la technologie de base de données relationnelle, coopère avec plusieurs jeux tels que My Neighbor Alice et Chain of Alliance dans le domaine des jeux ; dans le domaine RWA, Chromia a créé le Ledger Digital Asset Protocol, qui a été adopté par plusieurs projets. Dans le domaine de l'IA, CARV se concentre sur la construction d'une couche de données modulaire pour l'IA et les jeux Web3, et garantit la confidentialité et la sécurité lors du traitement des données en utilisant des technologies telles que l'environnement d'exécution de confiance (TEE) et la preuve de connaissance nulle.

À mesure que la technologie de la blockchain modulaire continue de mûrir et que ses domaines d’application s’élargissent, nous avons des raisons de croire que cette technologie apportera davantage de possibilités innovantes à tous les domaines de la vie. De la naissance du Bitcoin à l’application généralisée de la blockchain modulaire aujourd’hui, nous avons été témoins de l’évolution de la technologie de la blockchain, d’une application de monnaie numérique unique à un écosystème prenant en charge des applications complexes et diverses. À l’avenir, la blockchain modulaire continuera de promouvoir le progrès technologique et de jeter les bases de la construction d’un monde numérique plus ouvert, plus flexible et plus sûr.

Références:

【1】 https://www.panewslab.com/zh/articledetails/qn9zbgmj.html

【2】 https://www.chaincatcher.com/article/2115788

【3】 https://celestia.org/what-is-celestia/

【4】 https://paragraph.xyz/@tokensightxyz/eigenda-a-cryptoeconomic-analysis

【5】 https://research.web3caff.com/zh/archives/14476?ref=1ref=852

【6】 https://docs.bsquared.network/architecture

【7】 https://web3caff.com/zh/archives/89022

【8】 https://blog.chain.link/blockchain-scalability-approaches-zh/#post-title

【9】 https://web3caff.com/zh/archives/33958

【10】 https://web3caff.com/zh/archives/90232

【11】 https://www.theblockbeats.info/news/50536

Cet article provient d'Internet : Comprendre la modularité en un seul article : des solutions enfichables aux goulots d'étranglement des performances de la blockchain