Exécution avec des cumuls : Explication de la mise à l'échelle modulaire de la chaîne de blocs de couche 2

Une brève histoire

Sans doute le réseau de contrats intelligents le plus sécurisé et le plus fiable à ce jour, Ethereum continue d'être une innovation zéro-à-un qui change la donne. La blockchain omniprésente de la couche 1 a provoqué un changement sismique dans les cas d'utilisation de la blockchain - du simple hébergement de crypto-monnaies à l'élargissement de l'utilité pour les constructeurs et les utilisateurs d'applications décentralisées (dApps) - alors qu'elle était la pionnière de sa vision informatique mondiale.

Pourtant, malgré son succès en tant que principal moteur de croissance du Web3, son infrastructure reste intrinsèquement en proie à des problèmes d'évolutivité. En 2022, plus de 7,75 millions de contrats intelligents ont été déployés sur la blockchain Ethereum, dont 4,6 millions de contrats au cours du seul quatrième trimestre. Par comparaison, il y avait 1 148 programmes Solana uniques dans le même laps de temps annuel, ce qui rend d'autant plus pertinent d'aborder le problème une fois pour toutes.

Alors même que l'infrastructure du réseau principal Ethereum continue de se mettre à niveau, les solutions de mise à l'échelle de la couche 2 (L2) qui continuent d'itérer et d'innover sur sa technologie sous-jacente ont pris d'assaut la communauté. La simple charge de transaction sur Ethereum a fait passer les améliorations L2 d'une fonctionnalité souhaitable à un impératif crucial pour les développeurs dApp de fonctionner de manière durable en termes de performances et de coût.

Une vision centrée sur le cumul

La vision centrée sur le déploiement présentée par Ethereum est le principal catalyseur des innovations de mise à l'échelle L2 que nous voyons aujourd'hui. Plus précisément, les deux technologies de déploiement disponibles aujourd'hui - les preuves optimistes et ZK (zéro connaissance) - sont considérées pour leurs capacités respectives à générer une efficacité et une évolutivité accrues.

Alors, qu'est-ce qu'un rollup ?

Les cumuls L2 s'appuient sur une sécurité décentralisée dérivée d'Ethereum, mais externalisent le traitement des transactions pour séparer les réseaux tiers après avoir « cumulé » les données, puis validé les informations en chaîne sur le réseau principal Ethereum.

• Cumuls optimistes : suppose que les transactions sont valides par défaut et n'exécute le calcul que via une preuve de fraude, en cas de contestation.

• Cumuls ZK : Exécute le calcul hors chaîne et soumet une preuve de validité à la chaîne.

  
  

Cela atténue efficacement la congestion du réseau et améliore la vitesse de traitement, tout en répartissant les coûts de transaction sur un lot de transactions, ce qui permet jusqu'à 10x-100x réduction des frais de gaz Ethereum. De plus, les avantages combinés de transactions plus élevées par seconde et de frais moins élevés augmentent la capacité des ressources des projets L2 pour l'amélioration de l'expérience utilisateur et élargissent la portée du déploiement de dApp.

Surtout, Machine virtuelle Ethereum (EVM) la compatibilité est requise pour que les rollups fonctionnent et est une considération essentielle pour les développeurs qui créent des dApps. L'environnement d'exécution pour l'exécution intelligente des contrats et le code d'application d'Ethereum garantissent l'interopérabilité entre les chaînes pour que les dApps interagissent de manière transparente sur plusieurs chaînes de blocs. Combiné aux avantages L2 de fournir des frais de gaz compétitifs, cela a marqué un changement décisif parmi les développeurs qui préfèrent désormais s'appuyer sur les L2 plutôt que sur le réseau principal Ethereum. En fait, les transactions combinées des chaînes L2 populaires Optimism et Arbitrum ont été dépassant les transactions en chaîne d'Ethereum depuis décembre 2022.

Cela dit, le paysage L2 en est encore à ses balbutiements. Le développement du rollup ZK en est encore à ses balbutiements, tandis que les rollups optimistes sont également grevés par des frais de publication de données coûteux, un débit limité et une longue période de défi avant que la finalité de la transaction ne soit atteinte.

C'est là qu'interviennent les blockchains modulaires, pour surmonter ces limitations afin de débloquer de nouveaux cas d'utilisation dans l'espoir de faire avancer l'industrie.

Comprendre l'architecture monolithique vs modulaire

Bien que les utilisateurs expérimentent les blockchains comme une entité informatique unique, les nœuds de blockchain effectuent trois tâches principales :

1. Règlement : tenir à jour un registre historique des transactions valides
2. Consensus : Participer au consensus pour s'entendre sur le contenu du grand livre
3. Exécution : mettre à jour l'état du grand livre en réponse aux transactions soumises par l'utilisateur/dApp

Les chaînes de blocs comme Solana et Ethereum 1.0 (avant la fusion) unifient les trois « couches » de fonctionnement au sein du même réseau. Cela signifie qu'un nœud doit répartir ses ressources sur toutes les tâches à la fois - d'où l'expression «chaînes de blocs monolithiques».

Les blockchains modulaires adoptent une approche fondamentalement différente. Au lieu d'avoir tous les nœuds responsables de l'exécution simultanée de plusieurs tâches, les chaînes de blocs modulaires utilisent un système dans lequel chaque fonction est exécutée par un réseau indépendant de nœuds. En permettant à chaque réseau de se spécialiser dans sa tâche, les gains d'efficacité qui en résultent peuvent répercuter des frais moins élevés sur les utilisateurs et de meilleures performances pour les dApps.

Disponibilité des données spécialisées

La disponibilité des données est un élément indispensable de la mise à l'échelle de la blockchain. Les solutions de mise à l'échelle alternatives telles que les ponts, les chaînes latérales et les validiums n'obtiennent ni les données ni la sécurité d'Ethereum lui-même et souffrent donc de compromis de sécurité potentiels et d'implications de confiance car elles forment un système disparate sans garanties uniformes de disponibilité des données. Le Exploit de trou de ver est un exemple notable. Quelque 325 millions de dollars ont été volés sur ce qui était autrefois un pont DeFi largement utilisé qui relie les blockchains Ethereum et Solana dans l'un des plus grands piratages cryptographiques de l'histoire.

D'autre part, les cumuls externalisent généralement la disponibilité des données et le consensus vers une couche de base partagée. Cela leur permet de fonctionner sur la base de modèles de confiance 1 sur N, où N ne peut pas être restreint. La sécurité est maintenue, mais cela pose des problèmes opérationnels dans le cadre de cumul optimiste.

Pour respecter les hypothèses de sécurité fondamentales, les données du cumul doivent rester disponibles pour donner aux vérificateurs la possibilité de soumettre des preuves de fraude. Comme la disponibilité des données fait partie intégrante du maintien du modèle de sécurité des rollups, des frais de gaz coûteux et des coûts de stockage sont toujours encourus sur le réseau principal Ethereum. En fait, la grande majorité des frais de transaction encourus sur un L2 aujourd'hui servent à payer les données sur Ethereum. En moyenne, les coûts de publication des données pour les cumuls existants représentent 73 à 79 % des frais de transaction totaux. Lorsque Ethereum connaît une activité réseau élevée, cela peut gonfler à plus de 90% des frais totaux.

L'architecture modulaire qui utilise une solution de disponibilité des données spécialisée distincte résout ce problème. Plutôt que de publier des données de transaction sur le réseau Ethereum, où la bande passante des données est limitée et donc coûteuse, l'utilisation d'une solution spécialisée de disponibilité des données telle qu'EigenDA exploite la bande passante des données étendue d'un autre protocole (ou couche) pour réduire les coûts et accélérer les cycles d'amélioration.

EigenDA est unique en ce sens qu'il repose sur Couche propre , un protocole de restauration qui "loue" une sécurité crypto-économique élevée à partir d'actifs jalonnés actuellement utilisés pour sécuriser Ethereum. Cela libère des projets L2 tels que Manteau d'établir un nouveau réseau, un nouveau jeton et un nouvel ensemble de validateurs pour démarrer sa base de sécurité à partir de zéro.

Avec le validateur Ethereum défini comme source de sécurité, les jalonneurs Ethereum peuvent choisir de réimplanter leur ETH jalonné non seulement pour sécuriser le réseau principal Ethereum, mais également pour sécuriser tout réseau, application ou service qui utilise EigenDA. Comme les nœuds EigenDA sont spécialisés dans la tâche de disponibilité des données et peuvent être mis à niveau indépendamment, la preuve de publication et la disponibilité des données peuvent se produire à moindre coût sans compromettre la sécurité.

Calcul multipartite

Un autre compromis pour les cumuls optimistes est la longue période de défi avant que la finalité de la transaction ne soit atteinte. Les fonds peuvent passer facilement du réseau principal Ethereum au rollup, mais les retraits nécessitent une longue période de défi afin de satisfaire les hypothèses de confiance. Par exemple, la norme actuelle, mise en œuvre à la fois sur Optimism et Arbitrum, est une période de défi de 7 jours.

Alternativement, les cumuls ZK permettent une finalité quasi instantanée mais nécessitent une technologie complexe qui est encore en cours de développement et de test avant d'être mise à disposition sur le marché. Il convient de mentionner que les cumuls ZK actuels n'ont pas de prise en charge complète d'EVM et sont plus intensifs pour exécuter des calculs pour des applications avec peu d'activité en chaîne.

Une voie plus réalisable consiste à mettre en œuvre une architecture et des mécanismes d'incitation qui permettront à un cumul de réduire la période de défi maintenant.

Calcul multipartite (MPC) fait exactement cela. En introduisant un nouveau rôle de nœud, le nœud MPC, le processus affirme la validité des blocs produits par le séquenceur. Les nœuds MPC calculent indépendamment les racines d'état à partir des données de transaction et fournissent une signature pour les transactions d'état valides. À mesure que davantage de nœuds signent le bloc, la confiance collective dans la validité du bloc augmente.

Comme les signatures MPC créent des preuves cryptographiques pour soutenir l'optimisme du réseau, cela offre une amélioration par rapport au modèle anti-fraude actuel en supprimant la tension de la preuve par contradiction. En fait, cela fait passer les cumuls optimistes d'optimistes par défaut à optimistes vérifiables, créant ainsi une voie viable pour réduire la période de défi des transactions à 1 à 2 jours seulement.

Présentation de la couche 2 modulaire de nouvelle génération pour l'hyper-évolutivité

Alors que de nombreuses solutions de couche 2 ont émergé à l'arrière d'Ethereum, peu ont réussi à surmonter de manière convaincante certains des plus grands défis auxquels sont confrontés les écosystèmes Web3. D'une part, les obstacles techniques tels que la sécurité, les frais et la rapidité ont limité l'adoption massive, d'autre part, les écosystèmes cloisonnés ont empêché la pollinisation croisée des communautés et des idées. Une nouvelle approche est nécessaire si nous voulons parvenir à une solution L2 évolutive.

En séparant l'exécution, la disponibilité des données et la finalité des transactions en couches distinctes, Manteau offre une sécurité de niveau Ethereum tout en augmentant les vitesses de transaction grâce à des inefficacités réduites. Les données liées aux transactions sont solidifiées sur le L2 de Mantle avant d'être diffusées sur Ethereum, ce qui réduit efficacement la période de défi et offre une finalité plus rapide à l'utilisateur final. De cette façon, Mantle est en mesure d'utiliser le réseau de confiance massif d'Ethereum tout en éliminant la possible congestion de l'espace de bloc grâce à sa conception modulaire.

De telles améliorations de la technologie et de l'infrastructure permettent aux développeurs dApp de se concentrer sur la création des meilleures applications tout en réduisant les barrières d'accessibilité de Web3 pour les utilisateurs finaux. Par exemple, les développeurs de jeux peuvent incorporer plus d'éléments sur la chaîne sans se soucier des frais de transaction élevés ou lutter contre une mauvaise expérience de l'utilisateur final comme les retards, tandis que les protocoles DeFi avancés avec plusieurs produits de trading peuvent être développés et exploités à faible coût.

Incubé par BitDAO , Mantle exploite la puissance d'un DAO appartenant à la communauté pour tirer parti de son écosystème existant de constructeurs, d'utilisateurs et de partenaires pour les commentaires des membres et la prise de décision participative. Les constructeurs sur Mantle bénéficient de normes accrues de relations de développement et d'incitations, d'un support d'écosystème robuste et de cas d'utilisation étendus pour les constructeurs dApp, car il met constamment à niveau son réseau pour une hyper évolutivité significative.

Alors que de plus en plus d'utilisateurs et de développeurs gravitent vers des plates-formes comme Mantle, l'avenir de Web3 se concentrera davantage sur les blockchains L2 modulaires qui peuvent offrir la confiance d'Ethereum tout en offrant des vitesses efficaces.

Cet article a été écrit par jacobc.eth pour mantle.