Peu de temps après, nous devons réaliser que nous opérons dans un monde financier traditionnel et que nous devons construire une infrastructure numérique plus fiable. En réalité, ce ne sont pas seulement les domaines financiers qui nécessitent une transformation, mais aussi tout domaine nécessitant une grande confiance, sécurité et décentralisation. Pour cela, nous pouvons adopter des approches de blockchain de type Layer 1 comme Ethereum, mais elle a déjà révélé des problèmes de scalabilité, son grand livre principal et son infrastructure de calcul ne pouvant traiter plus de 15 à 30 transactions par seconde. Cependant, de nouvelles méthodes sont actuellement adoptées pour alléger le fardeau d'Ethereum tout en maintenant sa crédibilité et sa décentralisation. Ces méthodes incluent des réalisations Layer 1 partagées, ainsi qu'une transition vers la preuve d'enjeu (PoS). Cependant, les progrès les plus préoccupants se produisent dans les méthodes Layer 2, qui sont construites sur le réseau Ethereum central (mainnet).
Couche 2 : Canaux d'état
Les canaux d'état ont d'abord été mis en œuvre dans le réseau Lightning de Bitcoin, puis ont été étendus sur Ethereum. De cette manière, nous avons essentiellement deux enregistrements sur le grand livre principal, où les parties concernées doivent engager des fonds, qui peuvent être utilisés ou non. Par exemple, supposons que Bob souhaite créer un canal secondaire pour payer des frais à un client et s'engage à payer 10 ETH. Il créera alors un contrat de canal. Les ETH engagés seront verrouillés pendant la durée de vie du canal et ne pourront pas être utilisés. Bob peut donner 2 ETH à Alice et 3 ETH à Carol. Une fois terminé, il soumettra la transaction complétée, Bob récupérera 5 ETH, et Alice et Carol recevront respectivement 2 ETH et 3 ETH. Enfin, Bob n'a qu'à publier des données résumées et n'aura à payer des frais de transaction que pour deux engagements sur le grand livre principal. La mise en œuvre des canaux d'état est fournie par Polygon, qui assure une compatibilité EVM complète et de faibles frais de transaction. Voici un exemple :
Couche 2 : Roll-ups
L'un des meilleurs mécanismes pour étendre l'échelle d'Ethereum est de transférer les transactions hors chaîne via des Roll-ups et des sidechains.
Roll-ups optimistes
Ces mécanismes traitent les transactions hors chaîne et supposent que les transactions sont valides (c'est essentiellement une méthode de "faire confiance et vérifier"). Ce n'est que lorsque des litiges surviennent concernant une transaction qu'ils utilisent des ressources de calcul sur la chaîne principale. Par conséquent, un délai d'"intervalle de contestation" est nécessaire avant qu'une transaction ne soit véritablement confirmée sur la chaîne principale.
Dans Arbitrum, les observateurs de fraude analysent les transactions et, s'ils détectent une transaction frauduleuse, ils publient une preuve de fraude sur la chaîne principale. En réalité, Arbitrum peut identifier les lignes de code associées à l'analyse de fraude, puis les publier sur la chaîne principale. La chaîne principale peut ensuite statuer sur la preuve de fraude et décider d'exécuter ou non le code requis. Arbitrum a une période de retrait de sept jours.
Optimism adopte également une méthode hors chaîne, combinée avec Optimism Roll-up, et suppose que les transactions sont valides. Il utilise des observateurs (ou validateurs) pour déterminer s'il existe des transactions frauduleuses. Une fois une telle transaction détectée, l'observateur peut soumettre une preuve de fraude, et la transaction correspondante sera annulée. Les observateurs seront récompensés pour avoir découvert des transactions frauduleuses. Dans l'ensemble, la période de contestation est d'environ sept jours. Si la preuve de fraude est valide, la transaction concernée sera annulée.
Roll-ups à connaissance nulle (zk-Rollups)
Ces technologies déplacent le calcul et le stockage d'état hors chaîne et adoptent une approche sans confiance. Une fois que l'état est mis à jour sur la chaîne principale, très peu de mises à jour sont nécessaires pour compléter le changement d'état et ses preuves associées. Grâce à nos preuves au format compressé, nous pouvons valider rapidement les transactions mises à jour tout en préservant la confidentialité des transactions. Avec cette technologie, contrairement aux Optimistic Rollups qui nécessitent des jours pour être soumis, l'utilisation des zk-Rollups (basés sur zkSnarks) nous permet de valider les preuves en environ une heure. Cela garantit qu'il n'y a pas de double dépense et que toutes les transactions sont solvables. ZKsync en est un exemple.
Avec les zk-Rollups, la validité des transactions a une preuve cryptographique et est connectée à la chaîne principale. Par conséquent, il sera extrêmement difficile de réaliser des transactions frauduleuses. Avec les Optimistic Rollups, en raison de l'absence de preuve cryptographique, il existe un délai avant de s'engager à revenir à la chaîne principale, ce qui permet de détecter les transactions frauduleuses.
chaîne latérale
C'est une chaîne latérale indépendante, une blockchain indépendante qui se connecte à la chaîne principale. Contrairement à la méthode roll-up, les transactions mises à jour peuvent être reflétées sur la chaîne principale si nécessaire. Dans l'ensemble, elles possèdent leur propre blockchain et mécanisme de consensus, comme la preuve d'autorité (PoA). Polygon est un exemple d'infrastructure de chaîne latérale. La principale faiblesse des chaînes latérales réside dans le fait que leur modèle de sécurité peut différer de celui de la chaîne principale Ethereum.
Conclusion
À mon avis, l'utilisation de preuves à divulgation nulle de connaissances dans une chaîne hors ligne est la meilleure solution, car cela permet de vérifier rapidement les transactions sur la chaîne principale tout en protégeant la vie privée des deux parties. Nous pouvons également utiliser la divulgation sélective dans les preuves à divulgation nulle de connaissances, ce qui est utile pour révéler des informations importantes, comme si une personne a le droit d'accéder à une ressource.
Pour les Optimistic Rollups, nous supposons que les transactions sont valides, sauf preuve du contraire, et qu'une période de contestation est nécessaire, pendant laquelle les transactions peuvent être remises en question avant d'être finalisées. En revanche, avec les zk-Rollups, nos transactions sont valides car elles sont associées à des preuves, et peuvent être soumises rapidement au réseau principal. Malheureusement, les zk-Rollups nécessitent une compréhension approfondie de la cryptographie et de la blockchain, ce qui peut ralentir le processus de développement.
Il est évident qu'Ethereum n'est pas le seul choix, des alternatives plus évolutives telles que Polygon, Solana, Cardano et Polkadot existent. Cependant, nous aimons cette blockchain qui nous a apporté des contrats intelligents et la machine virtuelle Ethereum (EVM), et beaucoup espèrent qu'elle pourra surmonter les problèmes d'évolutivité tout en maintenant le même niveau de décentralisation et de sécurité.
Le contenu est fourni à titre de référence uniquement, il ne s'agit pas d'une sollicitation ou d'une offre. Aucun conseil en investissement, fiscalité ou juridique n'est fourni. Consultez l'Avertissement pour plus de détails sur les risques.
De on-chain à off-chain : canal d'état et Roll-ups
Auteur : Bill Buchanan, Source : Medium, Traduction : Shaw 金色财经
Peu de temps après, nous devons réaliser que nous opérons dans un monde financier traditionnel et que nous devons construire une infrastructure numérique plus fiable. En réalité, ce ne sont pas seulement les domaines financiers qui nécessitent une transformation, mais aussi tout domaine nécessitant une grande confiance, sécurité et décentralisation. Pour cela, nous pouvons adopter des approches de blockchain de type Layer 1 comme Ethereum, mais elle a déjà révélé des problèmes de scalabilité, son grand livre principal et son infrastructure de calcul ne pouvant traiter plus de 15 à 30 transactions par seconde. Cependant, de nouvelles méthodes sont actuellement adoptées pour alléger le fardeau d'Ethereum tout en maintenant sa crédibilité et sa décentralisation. Ces méthodes incluent des réalisations Layer 1 partagées, ainsi qu'une transition vers la preuve d'enjeu (PoS). Cependant, les progrès les plus préoccupants se produisent dans les méthodes Layer 2, qui sont construites sur le réseau Ethereum central (mainnet).
Couche 2 : Canaux d'état
Les canaux d'état ont d'abord été mis en œuvre dans le réseau Lightning de Bitcoin, puis ont été étendus sur Ethereum. De cette manière, nous avons essentiellement deux enregistrements sur le grand livre principal, où les parties concernées doivent engager des fonds, qui peuvent être utilisés ou non. Par exemple, supposons que Bob souhaite créer un canal secondaire pour payer des frais à un client et s'engage à payer 10 ETH. Il créera alors un contrat de canal. Les ETH engagés seront verrouillés pendant la durée de vie du canal et ne pourront pas être utilisés. Bob peut donner 2 ETH à Alice et 3 ETH à Carol. Une fois terminé, il soumettra la transaction complétée, Bob récupérera 5 ETH, et Alice et Carol recevront respectivement 2 ETH et 3 ETH. Enfin, Bob n'a qu'à publier des données résumées et n'aura à payer des frais de transaction que pour deux engagements sur le grand livre principal. La mise en œuvre des canaux d'état est fournie par Polygon, qui assure une compatibilité EVM complète et de faibles frais de transaction. Voici un exemple :
Couche 2 : Roll-ups
L'un des meilleurs mécanismes pour étendre l'échelle d'Ethereum est de transférer les transactions hors chaîne via des Roll-ups et des sidechains.
Roll-ups optimistes
Ces mécanismes traitent les transactions hors chaîne et supposent que les transactions sont valides (c'est essentiellement une méthode de "faire confiance et vérifier"). Ce n'est que lorsque des litiges surviennent concernant une transaction qu'ils utilisent des ressources de calcul sur la chaîne principale. Par conséquent, un délai d'"intervalle de contestation" est nécessaire avant qu'une transaction ne soit véritablement confirmée sur la chaîne principale.
Dans Arbitrum, les observateurs de fraude analysent les transactions et, s'ils détectent une transaction frauduleuse, ils publient une preuve de fraude sur la chaîne principale. En réalité, Arbitrum peut identifier les lignes de code associées à l'analyse de fraude, puis les publier sur la chaîne principale. La chaîne principale peut ensuite statuer sur la preuve de fraude et décider d'exécuter ou non le code requis. Arbitrum a une période de retrait de sept jours.
Roll-ups à connaissance nulle (zk-Rollups)
Ces technologies déplacent le calcul et le stockage d'état hors chaîne et adoptent une approche sans confiance. Une fois que l'état est mis à jour sur la chaîne principale, très peu de mises à jour sont nécessaires pour compléter le changement d'état et ses preuves associées. Grâce à nos preuves au format compressé, nous pouvons valider rapidement les transactions mises à jour tout en préservant la confidentialité des transactions. Avec cette technologie, contrairement aux Optimistic Rollups qui nécessitent des jours pour être soumis, l'utilisation des zk-Rollups (basés sur zkSnarks) nous permet de valider les preuves en environ une heure. Cela garantit qu'il n'y a pas de double dépense et que toutes les transactions sont solvables. ZKsync en est un exemple.
chaîne latérale
C'est une chaîne latérale indépendante, une blockchain indépendante qui se connecte à la chaîne principale. Contrairement à la méthode roll-up, les transactions mises à jour peuvent être reflétées sur la chaîne principale si nécessaire. Dans l'ensemble, elles possèdent leur propre blockchain et mécanisme de consensus, comme la preuve d'autorité (PoA). Polygon est un exemple d'infrastructure de chaîne latérale. La principale faiblesse des chaînes latérales réside dans le fait que leur modèle de sécurité peut différer de celui de la chaîne principale Ethereum.
Conclusion
À mon avis, l'utilisation de preuves à divulgation nulle de connaissances dans une chaîne hors ligne est la meilleure solution, car cela permet de vérifier rapidement les transactions sur la chaîne principale tout en protégeant la vie privée des deux parties. Nous pouvons également utiliser la divulgation sélective dans les preuves à divulgation nulle de connaissances, ce qui est utile pour révéler des informations importantes, comme si une personne a le droit d'accéder à une ressource.
Pour les Optimistic Rollups, nous supposons que les transactions sont valides, sauf preuve du contraire, et qu'une période de contestation est nécessaire, pendant laquelle les transactions peuvent être remises en question avant d'être finalisées. En revanche, avec les zk-Rollups, nos transactions sont valides car elles sont associées à des preuves, et peuvent être soumises rapidement au réseau principal. Malheureusement, les zk-Rollups nécessitent une compréhension approfondie de la cryptographie et de la blockchain, ce qui peut ralentir le processus de développement.
Il est évident qu'Ethereum n'est pas le seul choix, des alternatives plus évolutives telles que Polygon, Solana, Cardano et Polkadot existent. Cependant, nous aimons cette blockchain qui nous a apporté des contrats intelligents et la machine virtuelle Ethereum (EVM), et beaucoup espèrent qu'elle pourra surmonter les problèmes d'évolutivité tout en maintenant le même niveau de décentralisation et de sécurité.