Auteur : xpara, chercheur des Quatre Piliers Traduction : Golden Finance xiaozou ;
1. Système de preuve et preuve optimiste
Revenons aux bases de la blockchain. La blockchain est essentiellement une machine à états dont l'état change à mesure que les transactions changent, et l'état partagé modifié sera utilisé par tous les participants. Il est crucial de s’assurer que tous les participants s’accordent sur l’État partagé. Pour parvenir à un meilleur consensus et éliminer le besoin de faire confiance à une seule partie, la blockchain se concentre sur les fonctionnalités décentralisées. Cependant, cette décentralisation peut limiter l’évolutivité, rendant difficile la prise en charge d’un plus grand nombre de transactions. Ces questions constituent le trilemme de la blockchain.
En tant que l’une des premières blockchains de contrats intelligents, Ethereum a dirigé la création du rollup. En mode rollup, l'exécution est séparée d'Ethereum, mais il existe toujours un système pour vérifier la validité et punir les activités malveillantes. Il existe deux manières de configurer ce système. La première est la méthode optimiste. Selon cette méthode, l'état suivant est confirmé à l'avance et est finalement déterminé après une période de vérification du tampon. La deuxième approche consiste à tirer parti des preuves de validité ZooKeeper, où les mises à jour d'état peuvent être vérifiées via une preuve ZooKeeper en chaîne dans le cadre d'un processus de vérification à faible coût. Bien que les sidechains soient une autre option, je les ai exclues en raison de leur faible dépendance au règlement Ethereum.
En raison de la simplicité du processus de mise en œuvre, les preuves optimistes (également appelées preuves de fraude ou preuves d'erreur) constituent la principale méthode possible pour régler les mises à jour d'état de cumul.
1.1 Prouver l'état du système : ZK et OP
On pensait autrefois que le système de preuve zk dominerait bientôt et que le système de preuve optimiste perdrait son avantage. On s'attend souvent à ce que les systèmes de preuve ZK offrent un coût inférieur et une finalité plus rapide pour les cumuls, et des progrès significatifs ont été réalisés dans la génération de preuves, avec divers efforts sur le zkVM général basé sur des expériences de type MIPS, RISC-V et Wasm. Ces projets incluent ZKM, RiscZero, Succint Labs et Fluent. Malgré les avantages évidents de zk rollup, les défis liés au développement d'une version rentable et sécurisée sont importants. La mise à jour de machines virtuelles telles qu'EVM présente également des défis car il est difficile d'incorporer de nouvelles fonctionnalités sans en interrompre aucune.
En raison de ces défis, le système le plus courant actuellement dans l'écosystème du rollup est le système de preuve optimiste, qui représente la majorité de la TVL (environ 75 % de la TVL L2 totale). Il n’est pas certain que cette domination perdure à l’avenir. Cependant, de nombreuses initiatives visant à optimiser les systèmes de preuve ont fait de grands progrès.
1.2 Quel est l’avenir du système de preuve optimiste ?
De nombreux travaux de recherche et développement sont en cours, dans le but d'améliorer le système de preuve optimiste, en se concentrant principalement sur les trois aspects suivants :
· réduire les coûts
· Processus décentralisé de tri, de challenge et de finalisation
· Réduire la finalité douce et la finalité dure
Les trois domaines ont démontré des efforts importants, comme la récente mise à niveau de Dencun, qui intègre EIP-4844, une compression de données améliorée et le développement d'un système de preuve interactif.
Avant de se pencher sur les derniers développements, il convient d’avoir une compréhension approfondie des concepts établis et de la situation actuelle. Tout d’abord, nous devrions examiner l’évolution du domaine, puis nous pencher sur l’état actuel des projets de preuves optimistes.
2. Historique de développement du système de preuve optimiste
Les systèmes de preuve optimistes ne se construisent pas du jour au lendemain. De nombreux chercheurs et développeurs ont travaillé dur pour construire un système à l'épreuve des robots afin de garantir qu'il puisse fonctionner de manière transparente dans les opérations réelles. Le système a actuellement obtenu 18 milliards de dollars de fonds. Revenons sur les étapes passées.
2.1 Passé—traçage de l'historique
Optimistic Rollup a été initialement proposé par le chercheur d'Ethereum John Adler en 2019 comme solution de mise à l'échelle de couche 2 pour Ethereum. L'idée principale d'Optimistic Rollup est de déplacer l'informatique et le stockage de données du réseau principal Ethereum vers une chaîne L2 indépendante, tout en héritant des garanties de sécurité d'Ethereum. La principale motivation pour développer Optimistic Rollup est de prendre en compte la congestion et les frais de transaction élevés sur le réseau principal Ethereum. Avec la popularité croissante des protocoles DeFi et des NFT, Ethereum est confronté à des problèmes de mise à l’échelle qui entravent l’expérience utilisateur et l’efficacité économique.
Optimistic Rollup est principalement expérimenté et développé par deux équipes : Arbitrum et Optimism. Ces cumuls sont conçus pour assurer l'évolutivité d'Ethereum en traitant les transactions hors chaîne et en publiant les données de transaction compressées et les racines de sortie sur le réseau principal Ethereum. Parce qu’ils réduisent les coûts pour les utilisateurs et les dapps, la communauté Ethereum a rapidement adopté ces rollups.
Les principales caractéristiques des Optimistic Rollups sont qu'ils adoptent une approche « optimiste » : ils supposent que toutes les transactions sont valides par défaut après avoir effectué de simples contrôles de validité des transactions, et ils s'appuient sur un mécanisme anti-fraude par lequel un challenger peut contester la validité de la transaction dans les (généralement 7 jours). Si une transaction frauduleuse est détectée, une preuve de fraude est effectuée en chaîne pour retraiter la transaction de la manière correcte. Cette approche optimiste permet aux cumuls optimistes d’obtenir des améliorations significatives en matière d’évolutivité sur le réseau principal Ethereum.
Il y a eu de nombreux défis dans le passé. Initialement, des projets comme Optimism utilisaient leur propre modification de l'EVM (appelée OVM), ce qui limitait sa compatibilité avec l'EVM. Ces projets continueront d’adopter une approche centralisée pour aborder les mécanismes de démantèlement et de contestation. Cette approche s'accompagne d'un compromis en matière de sécurité, car les transactions ne sont pas clôturées immédiatement et peuvent être annulées si un nombre limité de participants détectent une fraude pendant la fenêtre de contestation.
2.2 Situation actuelle : des progrès continus, mais aussi des défis à relever
Les développements récents du système de preuve Optimistic ont considérablement amélioré l'efficacité et l'évolutivité des solutions Ethereum L2 telles que Arbitrum et Optimism. En plus de la mise à niveau Dencun d’Ethereum, d’autres optimisations d’Optimistic Rollup contribuent également à améliorer l’efficacité. Par exemple, Arbitrum a travaillé à l'amélioration de son système de protection contre les erreurs pour garantir l'intégrité et la sécurité des données.
Optimism a également réalisé des progrès substantiels avec sa stratégie Superchain, qui vise à utiliser OP Stack pour créer un écosystème coordonné de plusieurs L2. Superchain exploite des solutions personnalisées et alt DA, une messagerie inter-chaînes et des commandes partagées pour faciliter une interopérabilité transparente et une optimisation de l'évolutivité.
Les améliorations récentes apportées à l'écosystème Optimistic Rollup ont entraîné un passage des preuves de fraude non interactives aux preuves de fraude interactives. Les preuves interactives impliquent une conversation de va-et-vient pour identifier et corriger efficacement les transactions erronées. Ce changement vise à réduire le coût de calcul et la complexité de la vérification en chaîne.
3. Situation actuelle
Jetons un coup d'œil à l'état actuel du rollup, en nous concentrant sur les projets fonctionnant sous des systèmes de preuve optimistes et leur développement.
Actuellement, Arbitrum et Optimism se consacrent principalement à l'amélioration des systèmes de preuve optimistes. D'autres projets, tels que Initia, Dymension et Rollkit, développent leurs propres cadres d'écosystème de cumul.
Arbitrum et Optimism travaillent à améliorer la technologie anti-fraude, tandis que d'autres projets mettent en œuvre des approches intéressantes. Donnons un bref aperçu de leurs activités actuelles et de leurs progrès.
3.1 Arbitrum – Plusieurs séries de preuves et BoLD
3.1.1 Preuve multi-tours (preuve multi-tours)
Le système de preuve d'Arbitrum utilise une approche « plusieurs cycles de preuve de fraude » pour vérifier les transactions. Ce processus se déroule principalement hors chaîne, l’état final étant enregistré sur la blockchain d’Ethereum pour une plus grande transparence.
La caractéristique principale du système est « l’arbre d’assertions ». Les validateurs qui émettent des obligations en utilisant l'ETH font des déclarations (ou « affirmations ») sur l'état d'Arbitrum. Ces affirmations forment une chaîne, chaque affirmation s’appuyant sur la précédente. Cependant, lorsque des assertions contradictoires apparaissent, l’arbre des assertions se divise en branches, indiquant une possible fraude.
La résolution de ces différends implique une technique de preuve interactive appelée « dissection ». Les validateurs impliqués dans le conflit réduisent systématiquement leurs divergences jusqu'à ce qu'il ne reste qu'une seule opération. L’opération est ensuite exécutée sur Ethereum L1 pour déterminer sa validité.
Les étapes spécifiques sont les suivantes :
· Deux validateurs ne sont pas d'accord sur le statut de l'Arbitrum.
· Ils ont progressivement réduit leur différend à une seule étape de calcul.
· Cette étape est ensuite exécutée sur Ethereum L1 pour vérifier quel validateur est correct.
L'approche d'Arbitrum est connue pour son efficacité. En isolant et en vérifiant le calcul en question, cela évite le processus plus coûteux de réexécution de l'intégralité de la transaction sur Ethereum, comme le font les preuves de fraude en un seul tour d'Optimism, puisque les preuves de fraude en un seul tour doivent être implémentées dans L1. Tous les calculs sont effectués sur- chaîne.
3.1.2 Décision du BoLD
BoLD (Bounded Liquidity Delay) est un nouveau protocole de résolution des litiges conçu pour Optimistic Roolup sur la chaîne Arbitrum, conçu pour faciliter la vérification sans autorisation. Ce mécanisme réduit les risques associés aux attaques retardées en garantissant que les litiges sont résolus dans un délai prédéterminé.
BoLD possède plusieurs fonctionnalités clés qui constituent une partie importante de ses fonctionnalités. Premièrement, il introduit une vérification sans autorisation, permettant à toute partie honnête de vérifier et de lier ses fonds pour émettre des assertions correctes de statut L2. Cette fonctionnalité permet aux validateurs honnêtes de contester et de gagner des litiges avec des acteurs malveillants. Deuxièmement, BoLD garantit que les litiges seront résolus dans un délai fixe, actuellement fixé à une période de contestation (environ 6,4 jours) pour Arbitrum One et Nova. En outre, le délai maximum pour résoudre un différend comprend jusqu'à deux périodes de contestation plus un délai de grâce de deux jours pour une éventuelle intervention du Conseil de sécurité. Enfin, BoLD prend en charge Arbitrum qui entre dans la phase de déploiement de l'étape 2, garantissant que n'importe qui peut vérifier cet état L2 et soumettre des preuves de fraude à Ethereum, ce qui améliore la nature décentralisée et la sécurité de la plate-forme.
Fondamentalement, BoLD promeut la participation sans autorisation, encourageant toute partie honnête à participer au processus de vérification. Cette inclusivité vise à favoriser une plus grande résilience au sein du réseau en diversifiant la participation et en réduisant les points centraux d’échec. Actuellement, BoLD est en phase de version alpha et déployé sur le réseau de test public. Il a également été audité à deux reprises.
3.2 Optimisme – VM anti-erreur, Cannon
Le système anti-erreur d'OP-Stack est conçu pour contester et atténuer les activités malveillantes sur le réseau. La prochaine machine virtuelle à l’épreuve des bogues constituera une amélioration clé. Le système se compose de trois parties principales : le programme de vérification des pannes (FPP), la machine virtuelle de vérification des pannes (FPVM) et le protocole de jeu des litiges. FPP vérifie les transitions d'état de cumul pour vérifier la sortie L2 (entrée L1) et régler les litiges sur la sortie L1. Cette architecture modulaire permet le développement et le déploiement indépendants de systèmes de preuves multiples et de jeux de litiges uniques, améliorant considérablement la flexibilité et la sécurité du système.
FPVM est une unité minimale et composable dans l'architecture et, en raison de sa séparation du FPP, il peut exécuter le cycle d'instructions utilisé pour prouver les transactions sans être affecté par les mises à jour du protocole Ethereum. Le protocole de jeu de litige coordonne le mécanisme de défi à travers des transitions d'état divisées en deux, réduisant les litiges à une vérification d'instruction unique, permettant une attestation efficace sur l'EVM L1. Le système promeut un avenir multi-preuves qui inclut diverses méthodes de preuve, telles que les preuves ZK et les systèmes de preuves globales.
3.3 Initia – Pile OP intégrée, OPinit
Initia est une blockchain Comsos L1 qui construit un écosystème de cumul unifié et entrelacé. Initia est très similaire à l’écosystème rollup d’Ethereum, sauf qu’il est conçu de bas en haut pour les rollups. Les validateurs d'Initia L1 exécutent le séquenceur pour le cumul, et le règlement optimiste basé sur des preuves est intégré dans la blockchain L1. Voyons comment fonctionnent ces rollups. Ces rollups sont construits avec OPinit Stack, qui prend en charge EVM, WasmVM et MoveVM avec une interopérabilité native via IBC.
OPinit Stack est un framework conçu pour lancer Minitia L2 basé sur la blockchain Initia L1. OPinit Stack est construit spécifiquement à l'aide de CosmosSDK, qui permet de créer des cumuls optimistes indépendants de la machine virtuelle, très proches de l'interface Bedrock d'Optimism. En tirant parti du modèle de gouvernance d'Initia L1, il gère efficacement les litiges anti-fraude, garantissant une vérification fiable des transactions et une résolution des litiges. Tout comme le système de défi de Bedrock, les résultats indéterminés peuvent être supprimés par les challengers agréés. De plus, avec les propositions L1, le committer de sortie peut être modifié.
Les deux principaux modules essentiels pour OPinit Stack : OPHost et OPChild :
· Le module OPHost est conçu pour les opérations L1 dans l'écosystème Initia, en tirant parti des capacités du SDK Cosmos. Il comprend divers types de messages et méthodes de gestion RPC pour faciliter les activités principales telles que la validation par lots, la création de ponts, la proposition de données de sortie et la suppression de sorties.
· Le module OPChild se concentre sur les opérations L2 et fournit des mécanismes pour prendre en charge le transfert de jetons et la gestion du pool de frais. Il comprend également des types de messages spécifiques et des gestionnaires RPC pour exécuter les messages, déterminer le stockage des jetons et lancer les retraits de jetons de L2 à L1, garantissant ainsi une fonctionnalité L2 améliorée au sein de l'architecture Initia.
3.4 Taiko — système à plusieurs roues
Taiko est un rollup optimiste par défaut, utilisant un système multi-épreuves. Ce système combine la méthode optimiste avec l'utilisation de preuves zk.
Le processus commence avec les proposants, qui créent des blocs de cumul à partir des transactions L2 et les proposent au contrat L1 Taiko sur Ethereum. Ces blocs proposés sont ajoutés au contrat L1 sans aucune preuve de validité. Le Prover a alors la possibilité de contester la validité du bloc proposé en fournissant une caution, ce qui nécessite le jalonnement des jetons TAIKO. Si un bloc n'est pas contesté pendant la période de contestation, il est alors considéré comme valide et finalisé sur L1, renvoyant la caution du prouveur. Dans le cas où un blocage est contesté, une preuve zk est requise pour confirmer la validité du blocage. Le bon Prover, qu'il soit le Prover original ou le challenger, recevra des récompenses en plus de récupérer la caution. Dans le même temps, la caution de la mauvaise partie sera perdue et une partie sera brûlée.
Il est intéressant de noter que Taiko estime qu'environ 1 % des blocs nécessitent des preuves ZK, ce qui permet de réduire la charge de calcul tout en offrant des garanties de validité. Pour améliorer sa résilience, Taiko prend en charge plusieurs backends de preuve tels que PLONK, Halo2 et SGX pour éviter les bogues ou vulnérabilités potentiels. Cette approche permet aux dApps de définir leurs propres hypothèses de confiance et niveaux de sécurité, démontrant ainsi la contribution de Taiko à l’évolutivité et à la sécurité de la blockchain.
3.5 Autres—Dymension et Rollkit
3.5.1 Dimensions
Les preuves de fraude font partie intégrante de l'écosystème Dymension et sont conçues pour garantir l'intégrité des transitions d'état de la blockchain. Lorsque le séquenceur RollApp (Rollup in Dymension L1) publie une racine d'état, tous les nœuds RollApp surveillent ces transitions. Si une transition d'état invalide est détectée, ces nœuds génèrent une transaction unique anti-fraude en collectant une liste de toutes les transitions d'état au sein du bloc jusqu'à la transition d'état frauduleuse.
Cette transaction collective, y compris des détails tels que la hauteur du bloc, l'index de transaction, les partages de blob, la preuve d'inclusion de blob et le témoin d'État, est ensuite envoyée à Dymension pour vérification. Une fois soumis, le nœud complet Dymension validera les données et recalculera les transitions d'état. Si la transition calculée produit une racine d'état provisoire (ISR) différente de l'état publié, la preuve de fraude est vérifiée, ce qui entraîne un retour en arrière de l'état contesté et une réduction du séquenceur de responsabilité.
La période de litige actuelle sur le réseau principal Dymension est fixée à environ 120 000 blocs. Puisqu’un bloc est actuellement produit toutes les 6 secondes, le délai de finalisation est d’environ 8 jours.
3.5.2 Kit roulant
Les preuves de fraude avec état de Rollkit aident à réduire les problèmes de confiance dans les réseaux blockchain en identifiant les transactions frauduleuses. Ils sont utilisés dans les cas où les racines d'état produites par le nœud complet et le séquenceur ne correspondent pas. Les nœuds complets créent une preuve qui est partagée sur le réseau pour vérification. Si une inadéquation est confirmée, des mesures correctives seront nécessaires pour renforcer la sécurité et décentraliser la surveillance.
4. Développement futur : problèmes et solutions
Beaucoup de gens pensaient autrefois que le rollup optimiste était inférieur au rollup zk. Alors que zk rollup entre de plus en plus en production et que ses avantages tels qu'une interopérabilité sécurisée et une finalité plus rapide sont bien connus, les gens ne se demandent pas seulement si le statut des systèmes de preuve optimistes va chuter. Je ne le pense pas, car il y a beaucoup de développements positifs abordant les principaux problèmes des systèmes de preuve optimistes.
Voyons maintenant quels sont ces principaux problèmes et quelles sont les solutions potentielles ?
· Centralisation des opérations
· Coûts d'exploitation élevés
· Finalité lente
4.1 Décentralisation – Vérification sans autorisation
Dans le projet Optimistic Rollup, la centralisation du séquenceur est un enjeu clé car elle implique d'avoir un point de contrôle centralisé et de confiance dans un système conçu pour être décentralisé. Dans Optimistic Rollup, le séquenceur est chargé de trier les transactions et de les agréger hors chaîne avant de les soumettre à Ethereum. Ce rôle central confère au séquenceur une puissance et un contrôle considérables, ce qui peut présenter certains risques de centralisation.
La plupart des rollups utilisent aujourd’hui des trieurs centralisés. Dans ce cas, une seule entité ou organisation exécute généralement le séquenceur, ce qui peut entraîner plusieurs problèmes potentiels. La plupart des rollups actuels, y compris OP-Mainnet et Arbitrum, ne disposent pas de systèmes entièrement décentralisés. Ils dépendent d’une entité centrale pour soumettre les packages de transactions et participer au système de lutte contre la fraude. Cependant, Arbitrum dispose d'un moyen intégré permettant aux utilisateurs de contourner le séquenceur s'il se déconnecte ou adopte un comportement malveillant.
Le récent incident de restauration de Blast est un bon exemple des avantages et des inconvénients de la centralisation. Cet incident met en évidence les risques associés aux solutions L2 centralisées sans stratégies de sortie utilisateur adéquates. Cela était évident lorsque Blast s'est arrêté et que les transactions liées au piratage ont été supprimées. L'entité centrale qui gère le rollup peut influencer l'ensemble de l'écosystème et, dans ce cas, a contribué à récupérer 62,5 millions de dollars.
4.1.2 Solution 1 : Vérification sans autorisation
Arbitrum et Optimism, les principaux constructeurs du framework Optimistic Rollup, envisagent désormais la vérification sans autorisation comme la prochaine étape pour rendre le Rollup plus décentralisé. Ils sont tous prêts à publier cette année des mises à jour qui rendront le processus de vérification sans autorisation.
· Arbitrum : Arbitrum travaille à permettre une vérification sans autorisation via son nouveau protocole de vérification appelé BoLD (Bounded Liquidity Delay). Le protocole permet à toute partie honnête de participer au processus de vérification en obligeant ses fonds à émettre des assertions d'état L2 correctes. Cela élimine le besoin de s'appuyer sur une entité centrale pour gérer les validateurs et permet de résoudre les différends sur la base de l'exactitude de l'État plutôt que de l'identité du validateur.
· Optimisme : Optimisme vise à permettre une vérification sans autorisation en passant à un système de vérification d'erreur décentralisé. Initialement, Optimism s'appuyait sur un portefeuille multi-signature géré par le comité de sécurité d'Optimism et la Fondation Optimism. Pour décentraliser davantage, Optimism a introduit Cannon, un système de preuve d'erreur hors chaîne actuellement déployé sur OP Sepolia à des fins de test. En utilisant Cannon, Optimism tente de passer d'un système nécessitant une autorisation explicite à un système dans lequel tout participant peut participer à la vérification des transactions et à la résolution des conflits. Le système permet à quiconque de participer au processus de vérification en soumettant une déclaration de retrait alimentée par une caution.
4.1.3 Solution 2 : Décentralisation du trieur
La nature centralisée des donneurs de commandes (responsables de la construction et de la proposition des blocs) soulève des inquiétudes quant à la centralisation. Pour relever ces défis, le rollup vise à passer d'un modèle à commande unique à une configuration à commandes multiples, en répartissant la responsabilité de la validation des blocs et des propositions entre plusieurs entités indépendantes. Voici quelques façons de décentraliser votre trieur.
· Trieur partagé : confiez le tri à des services tiers tels que Espresso et Radius.
· Technologie de tri distribué (DST) : utilise des clusters de machines pour répartir les tâches de tri et offrir une tolérance aux pannes élevée. Cela peut être considéré comme similaire aux solutions DVT conçues pour les validateurs PoS (comme Obol Network).
Différents cumuls peuvent avoir des priorités différentes en fonction de leurs cas d'utilisation spécifiques, tels qu'une décentralisation maximale, une flexibilité ou une répartition géographique. Par exemple, un rollup à usage général comme Optimism peut adopter une approche plus décentralisée, mais utiliser un ensemble dédié de trieurs (comme DST), tandis qu'un rollup spécifique à une application (comme un rollup de jeu) peut privilégier un modèle centralisé, mais utiliser un trieur partagé. Garantissez la fiabilité et réduisez les temps d’arrêt. Ce domaine en est encore à ses premiers stades de développement.
4.2 Coût réduit : disponibilité des données et systèmes de preuve interactifs
Le cumul optimiste nécessite des transactions de stockage pour reconstruire l’état du processus de défi. Cela peut entraîner des coûts de stockage de données plus élevés, qui constituent la majorité des coûts opérationnels du cumul optimiste. Cependant, ce problème fait l'objet de recherches actives et les solutions incluent l'application de davantage de techniques de compression ou l'utilisation de alt DA (disponibilité alternative des données). De plus, le système de preuve interactif contribue à réduire les coûts des défis, car l'effort de calcul des défis est considérablement réduit.
4.2.1 Solution 1 : DA à faible coût
Le cumul optimiste exploite efficacement les blobs Ethereum et d'autres solutions de disponibilité des données (DA) telles que Celestia pour résoudre les problèmes de coût élevés associés à la publication des données des packages de transactions.
Dans le cas d'Ethereum, les données de transaction sont publiées sur le réseau principal sous forme de données d'appel avant le cumul optimiste, ce qui représente un coût énorme. Cependant, avec la mise à niveau de Dencun, ils utilisent désormais un nouveau format de stockage de données appelé blobs, réduisant ainsi le coût global de plus de 90 %.
En plus de tirer parti des propres avancées d'Ethereum, le cumul optimiste s'intègre également à d'autres solutions de disponibilité des données telles que Avail et Celestia. En transférant les données des lots de transactions vers Celestia, le cumul optimiste réduit la dépendance à l’égard du stockage plus coûteux d’Ethereum, réduisant ainsi davantage les coûts associés à la publication des données. Cette intégration permet au rollup de maintenir des niveaux élevés de débit et de vitesse de transaction tout en gardant les coûts sous contrôle.
Le domaine de l'alt DA attire désormais de plus en plus d'attention avec l'introduction de plus en plus de rollups utilisant des systèmes de preuve optimistes. Il y aura également un renforcement significatif dans l'espace alt DA à mesure que davantage de rollups seront préparés pour la publication. Actuellement, DA ne constitue ni un goulot d’étranglement dans les coûts d’exploitation ni un goulot d’étranglement pour l’expansion.
4.2.2 Solution 2 : Système de preuve interactif
Dans un cumul optimiste, si une transaction est suspectée d'être frauduleuse, les challengers sur le réseau peuvent contester la validité de la racine de sortie. Pendant la période de contestation, une preuve de fraude doit être fournie pour prouver que la transaction était incorrecte. Si la transaction s'avère effectivement frauduleuse, la preuve est vérifiée en chaîne, rendant la transaction invalide. Cette approche garantit que seules les transactions contestées nécessitent une vérification en chaîne, gardant ainsi la plupart des transactions hors chaîne.
Le système de preuve interactif invite les participants à générer et à soumettre des preuves de fraude lorsqu'ils soupçonnent qu'une transaction est frauduleuse. Le contrat intelligent qui gère le cumul évalue ces preuves par rapport à la racine d'état soumise par le séquenceur. Si un écart est détecté, l'état incorrect est rejeté et le système est restauré à un état valide précédent. Cette approche garantit une vérification efficace sans imposer une charge de calcul inutile au réseau Ethereum. Actuellement, ce calcul est effectué en chaîne, ce qui peut être très coûteux. Pour Arbitrum, les calculs nécessaires au défi sont effectués hors chaîne et les résultats finaux sont publiés en chaîne. Mais le coût sera probablement minime car le déploiement optimiste actuel présente peu de défis.
4.3 Finalité lente : exécution plus rapide et systèmes de preuve hybrides
Les cumuls optimistes ont deux types de finalité : la finalité douce et la finalité rapide. Le déterminisme doux fait référence à l'état initial dans lequel le séquenceur effectue des transitions d'état tout en émettant simultanément des transactions par lots sur Ethereum. À ce stade, la transaction est considérée comme « déterministe douce » et les utilisateurs et les applications en cours de cumul peuvent s'appuyer en toute sécurité sur cette transaction. Il existe cependant une période de contestation (généralement environ 7 jours) pendant laquelle toute personne peut présenter une « preuve de fraude » pour contester la validité du lot de transactions. Si aucune preuve de fraude n'est soumise pendant la période de contestation, le package de transaction atteindra une finalité définitive et ne pourra pas être annulé ou contesté. En règle générale, les ponts natifs nécessitent un déterminisme strict pour transférer les actifs.
Le déterminisme lent, doux et dur peut causer des problèmes lors de la construction de ponts ou de dapps multi-chaînes. Ce problème est résolu grâce à une exécution plus rapide et à des systèmes de preuve hybrides.
4.3.1 Solution 1 : exécution plus rapide
En termes de déterminisme doux, ce processus implique d'effectuer des transitions d'état et de stocker les packages de transactions dans Ethereum. Étant donné que la spécification EVM ne prend pas en charge l'exécution parallèle ni l'optimisation de la base de données, le processus d'exécution est restreint. Cependant, des projets comme MegaETH et Heiko créent des environnements d'exécution parallèles à l'aide de systèmes de preuve optimistes.
De plus, le rollup tente de stocker les packages de transactions plus rapidement avec des temps de blocage plus courts. Pour Arbitrum, Arbitrum garantit des confirmations de transaction rapides en générant un bloc toutes les 250 millisecondes, ou toutes les 100 millisecondes sur la chaîne Orbit configurable. De plus, la conception d'Arbitrum utilise un modèle de « commande » unique plutôt que l'approche traditionnelle de « construction de blocs », ce qui permet un traitement plus rapide en éliminant la nécessité pour les transactions d'attendre à une vitesse de mémoire. Les mauvais MEV peuvent également être supprimés.
4.3.2 Solution 2 : Système de preuve hybride
Les systèmes de preuve hybrides, en particulier ceux qui utilisent des preuves ZK en combinaison avec des cumuls optimistes, améliorent considérablement le caractère définitif des transactions blockchain en réduisant le temps requis pour la vérification des conclusions. Les cumuls optimistes (tels que ceux utilisés dans la pile OP d'Optimism) reposent essentiellement sur l'hypothèse qu'une transaction est valide à moins qu'elle ne soit contestée. Cela rend une fenêtre de contestation ou de contestation essentielle pour contester des transactions potentiellement invalides. Cependant, cette période de contestation entraîne un retard dans la finalité de la transaction, car elle doit être suffisamment longue pour garantir une vérification fiable et prendre en charge toute contestation potentielle.
Zeth est un prouveur de blocs ZK construit sur RISC Zero zkVM qui prend en charge la validité instantanée des transactions en fournissant une preuve cryptographique qu'un bloc de transaction est correct sans révéler aucun détail sur l'examen de la transaction elle-même. Cela réduit le recours aux longues fenêtres de litige nécessaires aux cumuls optimistes et réduit considérablement les délais de finalisation.
Des outils comme Zeth garantissent que les mécanismes de commande des transactions et de disponibilité des données sont maintenus de manière fiable et augmentent l'efficacité des solutions L2 comme Optimism en réduisant les périodes de défi de potentiellement quelques jours à des heures, voire des minutes. Des projets comme ZKM développent également des systèmes de preuve hybrides pour les Métis.
5. En regardant vers l’avenir : le cumul optimiste sera-t-il remplacé ?
À mon avis, Optimistic Rollup ne sera pas remplacé de si tôt. De nombreuses améliorations sont en cours et, par souci de simplicité, elles pourraient également être adoptées par d’autres écosystèmes. Dans les prochains articles, j'essaierai de me plonger dans « l'état du système de preuve ZK », de discuter de ses développements récents et des versions à venir, et de le comparer au cumul optimiste. Cependant, l'adoption de frameworks comme Arbitrum Orbit et OP-Stack s'accélère, et j'espère qu'il existe de meilleures infrastructures et outils dans chaque écosystème, avec une meilleure coordination entre eux.
Un problème que je vois dans le domaine du cumul est la question de l’expansion. Les projets L1 comme Sei, Sui et Solana développent une infrastructure pour permettre une exécution fiable de transactions parallèles et une optimisation de bases de données, dans le but de rendre la blockchain plus accessible au grand public. Le cumul actuel n'est peut-être pas en mesure de gérer autant de volume de transactions que Sui et d'atteindre une finalité rapide. Cependant, avec des projets tels que Fuel Network, MegaETH et Heiko rendant possible l'exécution parallèle, nous pouvons nous attendre à voir bientôt des améliorations de performances dans l'espace de cumul.