Blockchain modulaire : la dernière pièce du puzzle Web3

Introduction

Modular blockchain is an innovative blockchain design paradigm that aims to improve the efficiency and scalability of the system through specialization and division of labor. Before the advent of modular blockchain, a single (Monolithic) chain needed to handle all tasks, including the execution layer, data availability layer, consensus layer, and settlement layer. La blockchain modulaire résout ces problèmes en traitant ces tâches comme des modules librement combinables, chacun se concentrant sur une fonction spécifique.

Couche d'exécution : responsable du traitement et de la vérification de toutes les transactions et de la gestion des changements d'état de la blockchain.

Couche de consensus : parvenir à un accord sur l’ordre des transactions.

Couche de règlement : utilisé pour effectuer des transactions, vérifier les preuves et construire des ponts entre les différentes couches d'exécution.

Couche de disponibilité des données : Responsable de garantir que toutes les données nécessaires sont disponibles pour les participants au réseau pour vérification.

The trend of modular blockchain is not only a technological change, but also an important strategy to promote the entire blockchain ecosystem to meet future challenges. GeekCartel will analyze the concept of modular blockchain and related projects, aiming to provide a comprehensive and practical interpretation of modular blockchain knowledge to help readers better understand modular blockchain and look forward to future development trends. Note: The content of this article does not constitute investment advice.

2. Celestia, le pionnier de la blockchain modulaire

En 2018, Mustafa Albasan et Vitalik Buterin ont publié un article révolutionnaire proposant de nouvelles idées pour résoudre le problème d'évolutivité de la blockchain. Échantillonnage de la disponibilité des données et preuves de fraude introduit une méthode par laquelle la blockchain peut automatiquement étendre l'espace de stockage à mesure que le nombre de nœuds du réseau augmente. En 2019, Mustafa Albasan a approfondi ses recherches et écrit Grand livre paresseux , proposant un concept de système blockchain qui ne traite que de la disponibilité des données.

Sur la base de ces notions, Célestia est né en tant que premier réseau de disponibilité de données (DA) avec une structure modulaire. Il est construit à l'aide ComèteBFT et SDK Cosmos et est une blockchain de preuve de participation (PoS) qui améliore efficacement l'évolutivité tout en maintenant la décentralisation.

La couche DA est essentielle à la sécurité de toute blockchain car elle garantit que quiconque peut inspecter le grand livre des transactions et le vérifier. Si un producteur de blocs propose un bloc sans toutes les données disponibles, le bloc peut atteindre sa finalité mais contenir des transactions invalides. Même si le blocage est valide, les données de blocage qui ne peuvent pas être entièrement vérifiées auront un impact négatif sur les utilisateurs et le fonctionnement du réseau.

Celestia implémente deux fonctionnalités clés, Échantillonnage de la disponibilité des données (DAS) et Arbre Merkle de l'espace de noms (NMT). DAS permet aux nœuds légers de vérifier la disponibilité des données sans télécharger l'intégralité du bloc. Les NMT permettent de partitionner les données de bloc en espaces de noms distincts pour différentes applications, ce qui signifie que les applications n'ont besoin que de télécharger et de traiter les données qui les concernent, ce qui réduit considérablement les exigences de traitement des données. Il est important de noter que DAS permet à Celestia d'évoluer à mesure que le nombre d'utilisateurs (nœuds légers) augmente sans compromettre la sécurité des utilisateurs finaux.

Les blockchains modulaires permettent de construire de nouvelles chaînes d’une manière sans précédent. Différents types de blockchains modulaires peuvent fonctionner ensemble à des fins différentes et selon différentes manières architecturales. Celestia a officiellement proposé plusieurs idées et exemples pour architecture modulaire design, nous montrant la flexibilité et la composabilité des blockchains modulaires :

Figure 1 Architecture de couche 1 et de couche 2

Couche 1 et couche 2 : Celestia l'appelle une modularité simple, conçue à l'origine pour l'évolutivité d'Ethereum en tant que couche 1 monolithique, la couche 2 se concentrant sur l'exécution et la couche 1 fournissant d'autres fonctions clés.

• Celestia prend en charge les chaînes construites sur l'orbite d'arbitrage , Pile d'optimisme , et CDK de polygone (à venir) des piles technologiques pour utiliser Celestia comme couche DA, et la couche 2 existante peut utiliser la technologie Rollup pour faire passer ses données de la publication sur Ethereum à la publication sur Celestia. Les engagements sur les blocs sont publiés sur Celestia, qui est plus évolutif que la méthode traditionnelle de publication de données sur une seule chaîne.

• Celestia supporte RollApp (une chaîne dédiée aux applications) construite à partir de Dymension composants technologiques comme couche d’exécution. Semblable aux concepts de couche 1 et de couche 2 d'Ethereum, la couche de règlement de RollApps s'appuie sur Dymension Hub (qui sera expliqué plus tard), la couche DA utilise Celestia et les chaînes interagissent via le GRV protocole (IBC est basé sur Cosmos SDK, un protocole qui permet aux blockchains de communiquer entre elles. Les chaînes utilisant IBC peuvent partager tout type de données à condition qu'elles soient codées en octets).

Figure 2 : Architecture d’exécution, de règlement et de couche DA

Exécution, règlement et disponibilité des données : Blockchains modulaires optimisées, telles que le découplage des couches d'exécution, de règlement et de disponibilité des données entre des blockchains modulaires spécialisées.

Figure 3 : Exécution et architecture de la couche DA

Exécution et DA : L’objectif de la mise en œuvre d’une blockchain modulaire étant d’être flexible, la couche d’exécution ne se limite pas à publier ses blocs vers la couche de règlement. Par exemple, il est possible de créer une pile modulaire qui n'implique pas de couche de règlement, mais uniquement une couche d'exécution au-dessus de la couche de consensus et de la couche de disponibilité des données.

Sous cette pile modulaire, la couche d'exécution sera souverain , qui publie ses transactions sur une autre blockchain, généralement pour les commandes et la disponibilité des données, mais gère son propre règlement. Dans le contexte de la pile modulaire, le Rollup souverain est responsable de l'exécution et du règlement, tandis que la couche DA gère le consensus et la disponibilité des données.

La différence entre le Rollup souverain et le Rollup de contrat intelligent est la suivante :

• Les transactions Smart Contract Rollup sont vérifiées par les contrats intelligents de la couche de règlement. Les transactions Sovereign Rollup sont vérifiées par les nœuds souverains Rollup.

• Par rapport au smart contract Rollup, les nœuds du Rollu souverain ont une autonomie. Dans le Rollup souverain, l'ordre et la validité des transactions sont gérés par le réseau propre du Rollups, sans recourir à une couche de règlement distincte.

Actuellement, Kit de rouleau et SDK souverain fournir un cadre pour déployer un testnet Rollup souverain sur Celestia.

3. Explorez les solutions modulaires dans l'écosystème blockchain

1. Modularisation de la couche d'exécution

Avant d'introduire la modularisation de la couche d'exécution, nous devons comprendre ce qu'est la technologie Rollup.

Actuellement, la technologie de modularisation de la couche d'exécution repose principalement sur Rollup, qui est une solution de mise à l'échelle qui s'exécute en dehors de la chaîne de couche 1. Cette solution exécute des transactions en dehors de la chaîne, ce qui signifie qu’elle occupe moins d’espace de bloc et constitue également l’une des solutions de mise à l’échelle importantes d’Ethereum. Après avoir exécuté la transaction, il enverra un lot de données de transaction ou une preuve d'exécution à la couche 1 et le réglera à la couche 1. La technologie Rollup fournit une solution d'évolutivité pour le réseau de couche 1 tout en maintenant la décentralisation et la sécurité.

Figure 4 : Architecture technique du rollup

En prenant Ethereum comme exemple, la technologie Rollup peut encore améliorer les performances et la confidentialité en utilisant ZK-Rollup ou Optimistic Rollup.

• ZK-Rollup utilise des preuves sans connaissance pour vérifier l'exactitude des transactions packagées, garantissant ainsi la sécurité et la confidentialité des transactions.

• Optimistic Rollup suppose d'abord que ces transactions sont valides avant de soumettre le statut de la transaction à la chaîne principale Ethereum. Pendant la période de contestation, n'importe qui peut calculer des preuves de fraude pour vérifier les transactions.

1.1 Ethereum Layer 2 : créer des solutions d'évolutivité futures

Ethereum initialement adopté chaîne latérale et fragmentation la technologie pour l'expansion, mais la sidechain a sacrifié une certaine décentralisation et sécurité pour atteindre un débit élevé ; Les rollups de couche 2 se sont développés beaucoup plus rapidement que prévu et ont déjà fourni de nombreuses extensions, et en fourniront davantage par la suite. Proto-Danksharding est implémenté. Cela signifie que les chaînes de fragments ne sont plus nécessaires et ont été supprimées de la feuille de route d’Ethereum.

Ethereum sous-traite la couche d'exécution aux couches 2 basées sur la technologie Rollup pour réduire la charge sur la chaîne principale. EVM fournit un environnement d'exécution standardisé et sécurisé pour les contrats intelligents exécutés sur la couche Rollup. Certaines solutions Rollup sont conçues dans un souci de compatibilité avec EVM, de sorte que les contrats intelligents exécutés sur la couche Rollup puissent toujours profiter des caractéristiques et fonctions des EVM, telles que Réseau principal OP , Arbitre un , et Polygone zkEVM .

Figure 5 : Solutions de mise à l'échelle de couche 2 d'Ethereum

Ces couches 2 exécutent des contrats intelligents et traitent les transactions, mais s'appuient toujours sur Ethereum pour :

Règlement : toutes les transactions Rollup sont finalisées sur le réseau principal Ethereum. Les utilisateurs de Cumuls optimistes Il faut attendre que la période de contestation soit passée ou que la transaction soit considérée comme valide après calculs antifraude. Les utilisateurs de Cumuls ZK il faut attendre que la validité soit prouvée.

Consensus et disponibilité des données : les Rollups publient les données de transaction sur le réseau principal Ethereum sous la forme de CallData, permettant à quiconque d'exécuter des transactions Rollup et de reconstruire leur état si nécessaire. Les cumuls optimistes nécessitent une grande quantité d’espace de bloc et une période de défi de 7 jours avant d’être confirmés sur la chaîne principale Ethereum. Les ZK Rollups offrent une finalité instantanée et stockent les données disponibles pour vérification pendant 30 jours, mais nécessitent beaucoup de puissance de calcul pour créer des preuves.

Réseau 1.2 B² : pionnier du Bitcoin ZK- Cumul

Réseau B² est le premier ZK-Rollup sur Bitcoin, qui augmente la vitesse des transactions sans sacrifier la sécurité. Grâce à la technologie Rollup, B² Network fournit une plate-forme capable d'exécuter des contrats intelligents complets de Turing pour les transactions hors chaîne, améliorant ainsi l'efficacité des transactions et minimisant les coûts.

Figure 6 : Architecture du réseau B²

Comme le montre la figure, B² Networks ZK-Rollup Layer adopte la solution zkEVM, qui est responsable de l'exécution des transactions utilisateur au sein du réseau de couche 2 et de la sortie des preuves associées.

Contrairement aux autres Rollups, B² Network ZK-Rollup se compose de plusieurs éléments, dont abstraction de compte module, service RPC, Mempool, séquenceurs, zkEVM, agrégateurs, synchroniseurs et prouveur. Le module d'abstraction de compte implémente l'abstraction de compte native, qui permet aux utilisateurs de programmer de manière flexible une sécurité plus élevée et une meilleure expérience utilisateur dans leurs comptes. zkEVM est compatible avec EVM et peut également aider les développeurs à migrer les DApp d'autres chaînes compatibles EVM vers B² Network.

Synchroniseurs assurez-vous que les informations sont synchronisées du nœud B² vers la couche Rollup, y compris des détails tels que les informations de séquence, les données de transaction Bitcoin, etc. Le nœud B² agit en tant que validateur hors chaîne et est l'exécuteur de plusieurs fonctions uniques dans le réseau B². Le Commiteur Bitcoin Le module du nœud B² construit une structure de données pour enregistrer les données B² Rollup et génère un Tapscript appelé inscription B². Le Bitcoin Committer envoie ensuite un UTXO d'un satoshi à un Racine pivotante adresse contenant une inscription $B^{ 2 }$, et les données Rollup seront écrites sur Bitcoin.

De plus, Bitcoin Committer lance un défi limité dans le temps, permettant au challenger de remettre en question l'engagement vérifié par la preuve zk. S’il n’y a pas de challenger pendant le time lock ou si le challenge échoue, le Rollup est finalement confirmé sur Bitcoin ; si le défi réussit, le Rollup sera annulé.

Qu’il s’agisse d’Ethereum ou de Bitcoin, la couche 1 est essentiellement une chaîne unique qui reçoit des données étendues de la couche 2. Dans la plupart des cas, la capacité de la couche 2 dépend également de la capacité de la couche 1. Par conséquent, la mise en œuvre de la pile de couches 1 et 2 n’est pas idéale pour l’évolutivité. Lorsque la couche 1 atteint sa limite de débit, la couche 2 sera également affectée, ce qui peut entraîner des frais de transaction plus élevés et des délais de confirmation plus longs, affectant l'efficacité de l'ensemble du système et l'expérience utilisateur.

2. Modularisation de la couche DA

Outre la solution DA de Celestia favorisée par les Layer 2, d'autres solutions innovantes axées sur la DA ont vu le jour les unes après les autres, jouant un rôle clé dans l'ensemble de l'écosystème blockchain.

2.1 EigenDA : renforcer la technologie de cumul

EigenDA est un service DA sécurisé, à haut débit et décentralisé inspiré de Éclat d'eau . Rollup est capable de publier des données sur EigenDA pour obtenir des coûts de transaction inférieurs, un débit de transaction plus élevé et une composabilité sécurisée dans l'ensemble de l'écosystème EigenLayer.

Lors de la création d’un stockage de données temporaire décentralisé sur Ethereum Rollup, le stockage des données peut être géré directement par les opérateurs EigenDA. Les opérateurs sont responsables du traitement, de la vérification et du stockage des données, et EigenDA peut évoluer horizontalement avec la croissance de la participation et des opérateurs.

EigenDA combine la technologie Rollup et transfère une partie du DA vers un traitement hors chaîne pour atteindre l'évolutivité. Par conséquent, les données de transaction réelles n'ont plus besoin d'être copiées et stockées sur chaque nœud, ce qui réduit la demande de bande passante et de stockage. La chaîne ne traite que les métadonnées et les mécanismes de responsabilité liés à la disponibilité des données (la responsabilité permet aux données d'être stockées hors chaîne et leur intégrité et leur authenticité peuvent être vérifiées si nécessaire).

Figure 7 : Flux de données de base d’EigenDA

Comme le montre la figure, Rollup écrit des lots de transactions sur la couche DA. Contrairement aux systèmes qui utilisent des preuves de fraude pour détecter les données malveillantes, EigenDA divise les données en blocs et génère des engagements KZG et des preuves à divulgation multiple. EigenDA nécessite que les nœuds téléchargent uniquement une petite quantité de données [O (1/n)] au lieu de télécharger l'intégralité goutte . Le protocole d'arbitrage de fraude Rollups est également capable de vérifier si les données blob correspondent à l'engagement KZG fourni dans la preuve EigenDA. Lors de cette vérification, la chaîne de couche 2 garantit que les données de transaction de la racine de l'état Rollup ne sont pas manipulées par le trieur/proposant.

2.2 Nubit : la première solution DA modulaire sur Bitcoin

Nubite est une couche DA évolutive et native de Bitcoin. Nubit est un pionnier de l'avenir du Bitcoin natif, dans le but d'augmenter le débit de données et la disponibilité des services pour répondre aux besoins croissants de l'écosystème. Leur vision est d’intégrer la vaste communauté de développeurs dans l’écosystème Bitcoin et de leur fournir des outils évolutifs, sécurisés et décentralisés.

Les membres de l'équipe Nubits sont des professeurs et des doctorants de l'UCSB (Université de Californie, Santa Barbara), jouissant d'une réputation académique exceptionnelle et d'une influence mondiale. Ils maîtrisent non seulement la recherche universitaire, mais possèdent également une riche expérience dans la mise en œuvre de l’ingénierie blockchain. L'équipe a rédigé un article sur les indexeurs modulaires avec domo (le créateur de Brc 20 ), a ajouté la conception de la couche DA à la structure de l'indexeur du méta-protocole Bitcoin et a participé à l'établissement et à la formulation des normes industrielles.

Innovations principales de Nubits : mécanisme de consensus, pontage sans confiance et disponibilité des données . Il utilise des algorithmes de consensus innovants et des réseaux Lightning pour hériter des fonctionnalités entièrement résistantes à la censure des Bitcoins et utilise DAS pour améliorer l'efficacité :

• Mécanisme de consensus : Nubit explore un consensus efficace basé sur PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) optimisé par SNARK pour l'agrégation de signatures. Le schéma PBFT combiné à la technologie zkSNARK réduit considérablement la complexité de la communication pour la vérification des signatures entre les validateurs et vérifie l'exactitude des transactions sans accéder à l'ensemble des données.

• DAS : Le DAS de Nubit est obtenu en effectuant plusieurs cycles d'échantillonnage aléatoire de petites parties des données de bloc. Chaque cycle d’échantillonnage réussi augmente la probabilité que les données soient entièrement disponibles. Une fois qu'un niveau de confiance prédéterminé est atteint, les données du bloc sont considérées comme accessibles.

• Pont sans confiance : Nubit utilise un Trustless Bridge qui exploite le réseau Lightning les canaux de paiement de . Cette approche est cohérente avec les méthodes de paiement natives Bitcoin sans ajouter d’exigences de confiance supplémentaires. Il présente moins de risques pour les utilisateurs que les solutions de pont existantes.

Figure 8 : Composants de base de Nubit

Nous utilisons en outre un cas d'utilisation spécifique pour examiner le cycle de vie complet du système illustré à la figure 8. Supposons qu'Alice souhaite utiliser le service Nubits DA pour effectuer une transaction (Nubit prend en charge plusieurs Types de données , y compris, mais sans s'y limiter, les inscriptions, les données Rollup, etc.).

• Étape 1.1 : Alice doit d'abord payer les frais de gaz via le pont sans confiance Nubits pour continuer le service. En particulier, Alice doit obtenir un défi public du pont sans confiance, noté X(h) (X est la fonction de hachage cryptographique de la plage de hachage de la fonction de retard vérifiable (VDF) au domaine de défi, et h est la valeur de hachage d'un certain bloc de hauteur).

• Étape 1.2 et étape 2 : Alice doit obtenir le résultat de l'évaluation R du VDF pertinent pour le cycle en cours et soumettre R avec ses données et métadonnées de transaction (telles que l'adresse et le nom occasionnel) au validateur afin qu'il puisse être fusionné dans la mémoire. piscine.

• Étape 3 : Le processus par lequel les validateurs proposent des blocs et leurs en-têtes après avoir atteint un consensus. L'en-tête du bloc comprend un engagement envers les données et son codage Reed-Solomon associé (code RS), tandis que le bloc lui-même contient les données d'origine, le code RS correspondant et les détails de base de la transaction.

• Étape 4 : Le cycle de vie se termine avec la récupération des données d'Alice. Le client léger télécharge l'en-tête du bloc, tandis que le nœud complet récupère le bloc et son en-tête.

Les clients légers entreprennent le processus DAS pour vérifier la disponibilité des données. De plus, après qu’un nombre seuil de blocs soit proposé, un point de contrôle de cet historique est enregistré sur la blockchain Bitcoin via un horodatage Bitcoin. Cela garantit que l’ensemble de validateurs peut empêcher les attaques à distance potentielles et prendre en charge une dissociation rapide.

3. Autres solutions

En plus des chaînes axées sur la modularisation de couches spécifiques, les services de stockage décentralisés peuvent fournir une prise en charge à long terme de la couche DA. Il existe également des protocoles et des chaînes qui fournissent aux développeurs des solutions personnalisées et complètes qui permettent aux utilisateurs de créer facilement leurs propres chaînes sans même avoir à créer de code.

3.1 EthStorage – Stockage décentralisé dynamique

EthStorage est la première couche 2 modulaire qui implémente un stockage décentralisé dynamique, fournissant une valeur-clé (KV) programmable stockage piloté par DA, qui peut développer stockage programmable à des centaines de To ou même de PB entre 1/100 et 1/1000 du prix . Il fournit une solution DA à long terme pour les Rollups et ouvre de nouvelles possibilités pour les applications entièrement en chaîne telles que les jeux, les réseaux sociaux et l'IA.

Figure 9 : Scénarios d'application d'EthStorage

Qi Zhou , le fondateur d'EthStorage, s'engage pleinement dans l'industrie du Web3 depuis 2018. Il est titulaire d'un doctorat. Il est diplômé du Georgia Institute of Technology et a travaillé comme ingénieur dans de grandes entreprises telles que Google et Facebook. Son équipe a également reçu le soutien de la Fondation Ethereum.

En tant que l'une des principales fonctionnalités de la mise à niveau d'Ethereum Cancun, EIP-4844 (également connu sous le nom de Proto-dank sharding), des blocs de données temporaires (blobs) pour le stockage Layer 2 Rollup sont introduits, ce qui améliore l'évolutivité et la sécurité du réseau. Le réseau n'a pas besoin de vérifier chaque transaction dans le bloc, mais doit uniquement confirmer si le blob attaché au bloc contient les données correctes, ce qui réduit considérablement le coût du Rollup. Cependant, les données blob ne sont disponibles que temporairement, ce qui signifie qu’elles seront supprimées d’ici quelques semaines. Cela a un impact significatif : la couche 2 ne peut pas dériver inconditionnellement le dernier état de la couche 1. Si une donnée ne peut plus être récupérée de la couche 1, il peut ne pas être possible de synchroniser la chaîne via Rollup.

Avec EthStorage comme solution de stockage DA à long terme, les couches 2 peuvent obtenir des données complètes de leur couche DA à tout moment.

Caractéristiques techniques:

• EthStorage peut réaliser un stockage dynamique décentralisé : Les solutions de stockage décentralisées existantes peuvent prendre en charge le téléchargement de grandes quantités de données, mais elles ne peuvent pas être modifiées ou supprimées et peuvent uniquement télécharger à nouveau de nouvelles données. EthStorage utilise un paradigme original de stockage clé-valeur pour implémenter les fonctions CRUD, à savoir créer, mettre à jour, lire et supprimer les données stockées, améliorant ainsi considérablement la flexibilité de la gestion des données.

• Solution décentralisée de couche 2 basée sur la couche DA : EthStorage est une couche de stockage modulaire. Tant qu'il existe EVM et DA pour réduire les coûts de stockage, vous pouvez l'exécuter sur n'importe quelle blockchain (mais de nombreuses couches 1 n'ont actuellement pas de couche DA), même sur la couche 2.

• Hautement intégré à l'ETH : Le client EthStorage est un surensemble du client Ethereum Geth, ce qui signifie que lorsque vous exécutez un nœud EthStorage, vous pouvez toujours participer normalement à n'importe quel processus Ethereum. Un nœud peut être à la fois un nœud de validation Ethereum et un nœud de données EthStorage.

Flux de travail EthStorage :

• Les utilisateurs téléchargent leurs données dans le contrat d'application, qui interagit ensuite avec le contrat EthStorage pour stocker les données.

• Dans le réseau EthStorage Layer 2, les fournisseurs de stockage sont informés des données en attente de stockage.

• Les fournisseurs de stockage téléchargent les données depuis le réseau de disponibilité de données Ethereum.

• Les fournisseurs de stockage soumettent des preuves de stockage à la couche 1, prouvant qu'il existe un grand nombre de répliques dans le réseau de couche 2.

• Le contrat EthStorage récompense les fournisseurs de stockage qui soumettent avec succès des preuves de stockage.

3.2 AltLayer – Service de personnalisation modulaire

AltCouche fournit un outil polyvalent et sans code Rollups en tant que service (RaaS). Le produit RaaS est conçu pour un monde de machines multi-chaînes et multi-virtuelles, prenant en charge EVM et WASM. Il prend également en charge différents SDK Rollup, tels que OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon zkEVM, ZKSyncs ZKStack et Starkware, différents services de tri partagés (tels que Expresso et Rayon ), et différentes couches DA (telles que Celestia, EigenLayer) et de nombreux autres services modulaires sur différentes couches de la pile Rollup.

AltLayer permet une pile Rollup polyvalente. Par exemple, un Rollup conçu pour une application peut être construit à l'aide de Orbite arbitrale , en utilisant Arbitre un comme couche DA et de règlement, tandis qu'un autre Rollup conçu à des fins générales peut être construit à l'aide de ZK Stack, en utilisant Celestia comme couche DA et Ethereum comme couche de règlement.

Note : Vous vous demandez peut-être pourquoi la couche de règlement peut être implémentée par OP et Arbitrum ? En fait, les piles Rollup actuelles de ces couches 2 mettent en œuvre un travail interchaîne similaire proposé par Cosmos. à réaliser l'interconnexion : OP a proposé Superchain et OP Stack, en tant que pile de développement standardisée prenant en charge la technologie Optimism, intègre différents réseaux de couche 2 et favorise l'interopérabilité entre ces réseaux ; Arbitrum a proposé la stratégie Orbitchain, qui permet la création et le déploiement de la couche 3, également connue sous le nom de chaîne d'applications, sur le réseau principal Arbitrum basé sur Arbitrum Nitro (pile technologique). Les chaînes Orbit peuvent être installées directement sur les couches 2 ou directement sur Ethereum.

3.3 Dymension – Modularisation complète de la pile

Dymension est un réseau blockchain modulaire basé sur le SDK Cosmos qui vise à assurer la sécurité et l'interopérabilité des RollApp en utilisant la norme IBC.

Dymension divise les fonctions de la blockchain en plusieurs couches. Dymension Hub agit en tant que couche de règlement et couche de consensus pour assurer la sécurité, l'interopérabilité et la liquidité de RollApp, et RollApp agit en tant que couche d'exécution. La couche de disponibilité des données est le fournisseur DA pris en charge par le protocole Dymension, et les développeurs peuvent choisir le fournisseur de disponibilité des données approprié en fonction de leurs besoins.

La couche de règlement (Dymension Hub) gère le registre RollApps et les informations importantes correspondantes, telles que le statut, la liste des séquenceurs, le séquenceur actuellement actif, la somme de contrôle du module d'exécution, etc. La logique du service Rollup est fixée dans la couche de règlement, formant un centre d'interopérabilité native. . En tant que couche de règlement, Dymension Hub présente les caractéristiques suivantes :

• Fournir des services Rollups de manière native sur la couche de règlement : fournit les mêmes hypothèses de confiance et de sécurité que la couche de base, mais avec un espace de conception plus simple, plus sécurisé et plus efficace.

• Communication et transactions : Dymensions RollApp permet la communication et les transactions inter-RollApp sur la couche de règlement via des modules intégrés, fournissant ainsi un pont minimisant la confiance. De plus, RollApps peut communiquer avec d'autres chaînes compatibles IBC via le Hub.

• RVM (RollApp Virtual Machine) : La couche de règlement Dymension lance le RVM en cas de litige pour fraude. Le RVM est capable de résoudre les litiges dans divers environnements d'exécution (tels que l'EVM), élargissant ainsi la puissance et la flexibilité de la gamme d'exécution RollApp.

• Résistance à la censure : les utilisateurs qui ont subi un examen par Sequencer peuvent émettre une transaction spéciale vers la couche de règlement. Cette transaction est transmise au séquenceur et doit être exécutée dans un délai spécifié. Si la transaction n'est pas traitée dans le délai imparti, le Séquenceur sera pénalisé.

• AMM (Automated Market Maker) : Dymension introduit un AMM intégré dans le centre de règlement, créant ainsi un centre financier central. Fournir une liquidité partagée pour l’ensemble de l’écosystème.

4. Comparaison des blockchains modulaires multi-écologiques

Dans l’article précédent, nous avons exploré en profondeur le système de blockchain modulaire et de nombreux projets représentatifs. Nous allons maintenant nous concentrer sur l’analyse comparative entre différents écosystèmes, dans le but de comprendre de manière objective et complète la blockchain modulaire.

V. Résumé et perspectives

Comme on peut le constater, l’écosystème blockchain évolue vers la modularisation. Dans l’ancien monde de la blockchain, chaque chaîne fonctionnait de manière isolée et était en concurrence les unes avec les autres, ce qui rendait difficile la circulation des utilisateurs, des développeurs et des actifs entre les différentes chaînes, limitant ainsi le développement global et l’innovation de l’écosystème. Dans le monde WEB3, la découverte et la solution des problèmes sont un processus d'efforts conjoints. Au début, Bitcoin et Ethereum ont attiré beaucoup d'attention en tant que chaînes uniques, mais à mesure que les problèmes des chaînes uniques ont été révélés, les chaînes modulaires ont progressivement attiré l'attention. Par conséquent, l’émergence des chaînes modulaires n’est pas accidentelle, mais une évolution inévitable.

Les blockchains modulaires améliorent la flexibilité et l'efficacité de la chaîne en permettant à chaque composant d'être optimisé et personnalisé indépendamment. Cependant, cette architecture est également confrontée à des défis, tels que des retards de communication et une complexité accrue des interactions système. En fait, les avantages à long terme de l’architecture modulaire, tels qu’une maintenabilité, une réutilisation et une flexibilité améliorées, compensent généralement les pertes de performances à court terme. À l’avenir, à mesure que la technologie évoluera, ces problèmes trouveront de meilleures solutions.

GeekCartel estime que l'écosystème blockchain a la responsabilité de fournir une couche de base fiable et des outils communs dans toute la pile modulaire pour faciliter des liens directs fluides entre les chaînes. Si l’écosystème peut être plus harmonieux et interconnecté, les utilisateurs pourront utiliser plus facilement la technologie blockchain et davantage de nouveaux utilisateurs seront attirés par le Web3.

6. Lectures complémentaires : Protocole de restauration – Injecter la sécurité native dans des écosystèmes hétérogènes

À l'heure actuelle, certains protocoles de re-staking ont également vu le jour, qui regroupent efficacement des ressources de sécurité dispersées via le mécanisme de re-staking afin d'améliorer la sécurité globale du réseau blockchain. Ce processus résout non seulement le problème de la fragmentation des ressources de sécurité, mais améliore également les capacités de défense des réseaux contre les attaques potentielles, tout en offrant des incitations supplémentaires aux participants pour encourager davantage d'utilisateurs à participer à la maintenance de la sécurité du réseau. De cette manière, le protocole Restaking a ouvert une nouvelle voie pour améliorer la sécurité et l’efficacité du réseau et a efficacement favorisé le développement sain de l’écosystème blockchain.

1. EigenLayer : protocole de restauration décentralisé d'Ethereum

Couche propre est un protocole construit sur Ethereum qui introduit le mécanisme Restaking, une nouvelle primitive de sécurité cryptoéconomique. Cette primitive permet de réutiliser ETH sur la couche consensus, regroupe la sécurité ETH entre tous les modules et améliore la sécurité des DApp qui s'appuient sur des modules. Les utilisateurs qui misent sur l'ETH de manière native ou utilisent des jetons de jalonnement liquide (LST) peuvent choisir de rejoindre le contrat intelligent EigenLayer pour réinvestir leur ETH ou leur LST et étendre la sécurité cryptoéconomique à d'autres applications du réseau pour recevoir des récompenses supplémentaires.

Lorsque Ethereum est passé à une feuille de route centrée sur le Rollup, les applications pouvant être créées sur Ethereum se sont considérablement développées.

Cependant, tout module qui ne peut pas être déployé ou éprouvé sur l’EVM ne peut pas absorber la confiance collective d’Ethereum. De tels modules impliquent le traitement d’entrées extérieures à Ethereum, leur traitement ne peut donc pas être vérifié dans le protocole interne d’Ethereum. Ces modules incluent des chaînes latérales basées sur de nouveaux protocoles de consensus, des couches de disponibilité des données, de nouvelles machines virtuelles, des réseaux Oracle, des ponts, etc. Habituellement, ces modules nécessitent AVS avec leur propre sémantique de vérification distribuée vérifier. Habituellement, ces AVS sont soit protégés par leurs propres jetons natifs, soit de nature autorisée.

Il y a quelques problèmes avec l’écosystème AVS actuel :

• Hypothèses de confiance en matière de sécurité. Les innovateurs qui développent AVS doivent amorcer un nouveau réseau de confiance pour assurer la sécurité.

• Fuite de valeur. À mesure que chaque AVS développe son propre pool de confiance, les utilisateurs doivent payer des frais à ces pools en plus des frais de transaction payés à Ethereum. Cet écart dans le flux des frais entraîne une fuite de valeur d’Ethereum.

• Fardeau constituant. Pour la plupart des AVS en activité aujourd’hui, le coût en capital du jalonnement dépasse de loin tous les coûts d’exploitation.

• DApp a un modèle de faible confiance. L’écosystème AVS actuel a créé un problème. D’une manière générale, toute dépendance middleware d’un DApp peut devenir la cible d’une attaque.

Figure 10 : Comparaison entre les services AVS actuels et EigenLayer

Sur l'architecture EigenLayer, AVS est un service construit sur le protocole EigenLayer, exploitant la sécurité partagée d'Ethereum. EigenLayer introduit deux nouvelles approches, la sécurité centralisée par jalonnement et la gouvernance de marché libre, qui aident à étendre la sécurité d'Ethereum à n'importe quel système et à éliminer les inefficacités des structures de gouvernance rigides existantes :

• Assurer la sécurité collective grâce au re-jalonnement. EigenLayer fournit un nouveau mécanisme de sécurité collective en permettant le ré-jalonnement d'ETH au lieu de leurs propres jetons pour sécuriser les modules. Plus précisément, les validateurs Ethereum peuvent définir leurs informations d'identification d'extraction de chaîne de balises sur le contrat intelligent EigenLayer et adhérer aux nouveaux modules construits sur EigenLayer. Les validateurs téléchargent et exécutent tout logiciel de nœud supplémentaire requis par ces modules. Ces modules peuvent ensuite imposer des conditions de pénalité supplémentaires sur l'ETH mis en jeu des validateurs qui s'inscrivent au module.

• Le marché libre offre des récompenses. EigenLayer fournit un mécanisme de marché ouvert pour gérer la sécurité fournie par les validateurs et la manière dont les AVS sont consommés. EigenLayer crée un environnement sur le marché dans lequel les modules individuels devront suffisamment inciter les validateurs à allouer des ETH réinvestis à leurs propres modules, et les validateurs aideront à décider quels modules méritent cette sécurité collective supplémentaire.

En combinant ces approches, EigenLayer agit comme un marché ouvert où AVS peut tirer parti de la sécurité commune fournie par les validateurs Ethereum, encourageant les validateurs à faire des compromis plus optimaux entre sécurité et performances grâce à des récompenses et des pénalités.

2. Babylon : assurer la sécurité Bitcoin à Cosmos et à d'autres chaînes PoS

Babylone est une blockchain de couche 1 fondée par le professeur David Tse de l'Université de Stanford. L'équipe est composée de chercheurs de l'Université de Stanford et de développeurs et consultants en affaires expérimentés. Babylone a proposé un protocole de jalonnement Bitcoin , qui est conçu comme un plug-in modulaire pour de nombreux algorithmes de consensus PoS différents, fournissant une primitive capable de ré-implanter le protocole.

Babylon est basé sur trois aspects de Bitcoin – le service d'horodatage, l'espace de bloc et la valeur des actifs – et est capable de transférer la sécurité du Bitcoin à toutes les nombreuses chaînes PoS (telles que Cosmos, Binance Smart Chain, Polkadot, Polygon et d'autres blockchains qui ont déjà un écosystème fort et interopérable), créant un écosystème plus puissant et unifié.

L'horodatage Bitcoin résout le PoS attaque à longue distance :

Les attaques à longue distance profitent de la possibilité qu'une fois que les validateurs de la chaîne PoS se sont retirés, ils reviennent à un bloc historique où ils étaient encore des jalonneurs et démarrent une chaîne fourchue. Ce problème est inhérent au système PoS et ne peut être complètement résolu en améliorant simplement le mécanisme de consensus de la chaîne PoS elle-même. Les chaînes Ethereum et Cosmos PoS sont toutes deux confrontées à ce défi.

Après l'introduction de l'horodatage Bitcoin, les données en chaîne de la chaîne PoS seront stockées sur la chaîne Bitcoin sous la forme d'un horodatage Bitcoin. Même si quelqu'un souhaite créer un fork de la chaîne PoS, son horodatage Bitcoin correspondant sera certainement postérieur à celui de la chaîne d'origine, donc les attaques longue distance seront inefficaces pour le moment.

Protocole de jalonnement Bitcoin :

Le protocole permet aux détenteurs de Bitcoin de mettre en jeu leurs Bitcoins inutilisés pour augmenter la sécurité de la chaîne PoS et gagner des revenus dans le processus.

L'infrastructure de base du protocole de jalonnement Bitcoin est le plan de contrôle entre Bitcoin et la chaîne PoS, comme le montre la figure ci-dessous.

Figure 11 : Architecture du système avec plan de contrôle et plan de données

Le plan de contrôle est mis en œuvre sous la forme d'une chaîne pour garantir qu'il est décentralisé, sécurisé, résistant à la censure et évolutif. Ce plan de contrôle est responsable de diverses fonctions clés, notamment :

• Fournir des services d'horodatage Bitcoin pour les chaînes PoS afin de leur permettre de se synchroniser avec le réseau Bitcoin.

• Agir comme une place de marché, en faisant correspondre les enjeux Bitcoin avec les chaînes PoS, et en suivant les informations sur les enjeux et la vérification, telles que l'enregistrement et l'actualisation des clés EOTS ;

• Enregistrer la signature finale de la chaîne PoS ;

En jalonnant leur BTC, les utilisateurs peuvent fournir des services de vérification pour les chaînes PoS, les couches DA, les oracles, AVS, etc. Babylon peut désormais également fournir des services pour Altlayer, Nubit, etc.

Les références

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• https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction

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• https://tutorials.cosmos.network/academy/1-what-is-cosmos/

• https://docs.dymension.xyz/

• https://portal.dymension.xyz/dymension/metrics

Remerciements

Il reste encore beaucoup de recherche et de travail à faire dans ce paradigme d’infrastructure émergent, et de nombreux domaines ne sont pas abordés dans cet article. Si vous êtes intéressé par des sujets de recherche connexes, veuillez contacter Chloe .

Un grand merci à Sévère et Jiayi pour leurs commentaires perspicaces et leurs retours sur cet article.

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