Au niveau de l’infrastructure, les sujets de recherche brûlants d’aujourd’hui sont centrés sur le consensus rapide sans compromettre la tolérance aux fautes byzantines, le sharding sans compromettre la sécurité, et la communication inter-chaînes sans renoncer à l’efficacité. Dernièrement, la communication inter-chaînes a reçu le plus d’attention en raison du récent lancement de Cosmos et de Polkadot (qui approche !).

La communication inter-chaînes — Un principe si simple

De nombreux experts affirment que les blockchains publiques finiront par se consolider en seulement quelques-unes à l’avenir ; cependant, il existe de nombreux scénarios dans lesquels une nouvelle blockchain publique est nécessaire.

• Scénario A : les blockchains existantes sur lesquelles on souhaite construire peuvent ne pas offrir les propriétés (par exemple, le calcul préservant la confidentialité) et la personnalisation (par exemple, le traitement et le stockage des données) dont les applications ont besoin ;
• Scénario B : on a besoin d’un modèle de gouvernance différent que les blockchains existantes ne prennent pas en charge — construire une application sur une plateforme de contrats intelligents oblige l’application à adopter les règles de gouvernance du protocole sous-jacent.

C’est pourquoi le monde futur sera composé de centaines (voire de milliers) de blockchains publiques distinctes. Comprendre comment ces blockchains communiquent entre elles est notre prochain grand défi.

Toutes les idées autour de la communication inter-chaînes commencent avec l’article d’Adam Back « Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains » qui illustre un fait simple mais surprenant sur la manière de transférer un actif X de la blockchain A à la blockchain B. Il s’avère que le « transfert » est en fait une illusion. L’actif X n’est pas « transféré » mais temporairement verrouillé sur la blockchain A, tandis que le même montant d’un actif X équivalent est émis sur la blockchain B. C’est ce qu’on appelle l’ancrage (pegging), et le faire dans les deux sens s’appelle un ancrage bidirectionnel (2WP).

Tous les systèmes 2WP reposent sur un vote, de sorte qu’un groupe de « témoins » vote sur le moment de déverrouiller l’actif X et sur sa destination. Cela soulève la question — quelle confiance devons-nous accorder à ce groupe de témoins ? L’approche la plus simple consiste à faire appel à un unique témoin de confiance pour effectuer cette tâche (par exemple, une plateforme d’échange de cryptomonnaies). Cependant, une meilleure approche consiste à mettre en œuvre un 2WP où un groupe de témoins doit approuver le déverrouillage/déplacement des actifs.

Dans le cas d’une sidechain, ce groupe de témoins représente des parties prenantes (par exemple, des mineurs, des délégués, des producteurs de blocs) des deux blockchains A et B, ce qui fonctionne mais introduit une complexité technique. Pour la blockchain A, mettre en œuvre une logique au niveau du protocole pour communiquer avec la blockchain B (qui peut évoluer au fil du temps) représente une charge. Le problème devient encore plus complexe lorsqu’on introduit les blockchains C, D, E, etc. dans l’équation.

Une approche différente consiste à disposer d’un groupe commun de témoins qui facilite la communication à travers un réseau de blockchains, ce qui est l’intuition derrière le Cosmos Hub, la Polkadot Relay Chain, et l’IoTeX Root Chain. Chaque projet emploie des approches différentes et une cryptoéconomie différente pour rendre son groupe commun de témoins digne de confiance et adaptable à de nombreuses blockchains hétérogènes. Cosmos suppose que chaque blockchain possède son propre ensemble de validateurs, sa propre sécurité et son propre consensus, tandis qu’IoTeX et Polkadot utilisent un pool de consensus partagé et une « sécurité par défaut » pour faciliter le processus d’intégration des blockchains. Comparé à Polkadot, dont la mission est de connecter toutes les blockchains du monde, l’objectif de la communication inter-chaînes d’IoTeX est différent et plus concret : fournir l’interopérabilité pour toutes les chaînes de Couche 2 fonctionnant au sein du réseau IoTeX. Toutes ces chaînes de Couche 2 seront utilisées pour différents aspects des applications IoT, tels que le stockage, l’identité, le calcul de confiance, les marchés de données IoT, et bien plus encore. En somme, la communication inter-chaînes est un autre effort que l’humanité déploie pour réaliser la vision de la tour de Babel.

Pourquoi la communication inter-chaînes est importante

La blockchain est avant tout une question de décentralisation et de sécurité, qui peuvent être encore renforcées par la communication inter-chaînes. Plus précisément, la communication inter-chaînes permet aux actifs de circuler entre différentes blockchains à la recherche de :

• Différents niveaux de sécurité (par exemple, transactions plus rapides ou meilleure résistance à la censure)
• Propriétés distinctes (par exemple, transaction en clair ou transaction confidentielle)
• Diverses applications (par exemple, DeFi ou jeux vidéo)

La communication inter-chaînes permet également de découpler les actifs cryptographiques de la blockchain sous-jacente qui les matérialise. Bien que cela puisse sembler anodin, ce découplage améliore les blockchains actuelles de nombreuses façons significatives.

Premièrement, cela permet à différentes équipes/projets/chaînes de se concentrer sur différents aspects de la technologie blockchain tout en les rendant collectivement utiles et pertinents. Par exemple, imaginez deux blockchains : la « blockchain 1 » se concentre sur l’expérience utilisateur (par exemple, des portefeuilles et des interfaces d’application de premier ordre) et la « blockchain 2 » se concentre sur la résistance à la censure, ce qui la rend lente et difficile à utiliser pour les utilisateurs normaux. Ce qui se produira naturellement, c’est que les utilisateurs transféreront des actifs de la blockchain 2 vers la blockchain 1 pour plus de facilité d’utilisation, puis les retransféreront pour l’épargne à long terme.

Deuxièmement, cela permet l’évolution rapide des protocoles blockchain. Les protocoles relativement matures sont confrontés à un dilemme entre une meilleure sécurité et une évolution plus rapide — des progrès rapides signifient généralement casser des choses, tandis qu’une grande sécurité implique une certaine forme de stagnation. Avec la communication inter-chaînes, déplacer des actifs a un coût presque nul. Ainsi, on pourrait théoriquement créer une copie d’Ethereum comme terrain d’essai, l’itérer rapidement, puis finalement transférer tous les actifs d’Ethereum vers ce nouveau terrain d’essai. Si ce nouveau terrain d’essai ne s’avère pas idéal, tous les actifs peuvent être retransférés, ce qui est une propriété formidable qu’un fork ne peut pas offrir. À long terme, la chaîne qui attire le plus d’actifs sera la plus prospère. Celles qui n’arrivent pas à attirer des actifs entrent en récession et finiront par disparaître.

Enfin, mais surtout, cela permet le « prêt de titres », qui peut avoir un impact profond sur les structures de gouvernance dans l’espace blockchain. Une manifestation du prêt de titres est un concept novateur appelé gouvernance inter-chaînes, que nous expliquons dans la section suivante.

Un nouveau paradigme — La gouvernance inter-chaînes

Lorsque nous avons lancé la IoTeX Root Chain pour la première fois en avril 2019, nous avons été confrontés à un problème difficile : comment amorcer en toute sécurité une nouvelle blockchain, ce qui se résume à ce que nous appelons les Délégués Égoïstes. Comme il y avait peu d’électeurs au tout début, les premiers détenteurs de participations pouvaient facilement contrôler de nombreux sièges de délégués et rejeter les transactions de gouvernance contraires à leurs intérêts. Par exemple, le rejet des transactions de vote lors de la production de blocs empêcherait de nouveaux délégués de rejoindre le réseau.

Pour amorcer en toute sécurité le Mainnet IoTeX, nous avons inventé la gouvernance inter-chaînes. Cela signifie que les activités de gouvernance se déroulent sur une blockchain plus mature, tandis que les résultats de la gouvernance sont appliqués à une blockchain moins mature. Le réseau IoTeX possède actuellement des actifs sur deux blockchains publiques — Ethereum (les IOTX-E sont utilisés pour la gouvernance) et IoTeX Rootchain (les IOTX sont utilisés pour l’utilité). Les IOTX et IOTX-E constituent l’offre totale de 10 milliards de jetons et sont échangeables via IoTube, un pont décentralisé entre Ethereum et IoTeX.

Bien qu’interchangeables, IOTX-E et IOTX ont des propriétés différentes et sont donc utilisés à des fins différentes. IOTX-E est conçu pour avoir une faible liquidité (idéalement un faible volume d’échanges, se déplaçant lentement) et davantage de sécurité pour gouverner le réseau IoTeX (voir http://member.iotex.io). IOTX est conçu pour avoir une forte liquidité (idéalement un volume d’échanges élevé, se déplaçant rapidement) pour les opérations et les applications au sein du réseau IoTeX. Cela dit, IOTX et IOTX-E ont une valeur équivalente. Ceci est analogue aux actions de Google, qui possèdent des actions de Classe A et de Classe C — les actions de Classe C n’ont aucun droit de vote, tandis que les actions de Classe A ont chacune une voix. Avec cette structure, il est impossible pour les Délégués Égoïstes de rejeter des transactions de gouvernance contraires à leurs intérêts, ce qui rend efficace la réélection et la sanction des délégués.

Nous avons également constaté que cette gouvernance inter-chaînes atténue efficacement les attaques à longue portée (Long Range attacks), qui constituent une préoccupation générale pour toutes les blockchains PoS. En bref, une attaque à longue portée se produit lorsqu’un détenteur de participations important et précoce dépense ses jetons, crée une branche de la blockchain à partir des tout premiers blocs, et prend le contrôle de la chaîne principale. Comme l’historique de mise en jeu/vote se trouve sur Ethereum, cela offre une résistance suffisante pour contrer la subjectivité faible (puisqu’il s’agit d’une chaîne PoW et qu’une attaque à 51 % y est extrêmement coûteuse).

Quelques idées encore plus folles

Ce n’est qu’un début de ce que la communication et la gouvernance inter-chaînes peuvent apporter. IoTeX explore et étudie de nombreuses idées folles. En voici quelques exemples !

Comment une jeune blockchain peut-elle porter et exploiter des actifs d’une valeur X sur une blockchain dont le total des jetons vaut Y, où X > Y ?

Un attaquant disposant d’un budget important achète son chemin pour contrôler ~⅔ (voire la totalité) des emplacements de producteurs de blocs, dans le but de voler des actifs. La solution actuelle à cette question consiste à « attendre et grandir » cette chaîne, ce qui peut prendre beaucoup de temps. L’une des expériences que nous menons en interne s’appelle la gouvernance inter-chaînes multi-actifs — les délégués, en plus de miser des IOTX-E, peuvent miser d’autres actifs tels que NUSD, WETH, WBTC pour constituer un panier de cryptomonnaies. La valeur de ce panier peut être facilement calculée à l’aide de l’oracle Chainlink et utilisée pour classer les candidats et répartir les récompenses (qui sont en IOTX). La mise multi-actifs augmentera probablement le montant total des actifs mis en jeu et renforcera la sécurité de la chaîne. Cela n’est possible qu’en combinaison avec la gouvernance inter-chaînes, car de nombreux autres actifs sont susceptibles de résider sur une blockchain mature.

Comment limiter l’attaque « nothing at stake » (rien à perdre) sans introduire trop de complexité au niveau du protocole ?

L’attaque « nothing at stake » est une autre préoccupation générale pour toutes les blockchains PoS. Elle signifie que chaque délégué construira sur chaque fork si/quand un fork se produit, car produire un bloc ne coûte presque rien (contrairement aux chaînes PoW), ce qui maximise leur intérêt financier personnel. Pour reproduire ce qui se passe sur une chaîne PoW, chaque délégué dépense X jetons pour produire un bloc et reçoit Y jetons en récompense si la proposition réussit, où X < Y. Cela équivaut en quelque sorte à sanctionner (« slasher ») le délégué fautif en confisquant une partie ou la totalité de sa mise/dépôt. Sur la même chaîne, cette sanction n’est pas triviale sous l’hypothèse de délégués égoïstes, où le délégué et ses complices peuvent sélectivement abandonner les transactions de sanction. La gouvernance inter-chaînes permet à une victime d’envoyer des preuves à Ethereum et de garantir que les délégués fautifs sont sanctionnés.

Conclusion

En somme, la communication inter-chaînes ouvre la porte à de nombreuses conceptions et applications intéressantes. Pour la première fois dans l’industrie de la blockchain, nous permettrons bientôt aux chaînes d’« emprunter » des actifs, de la sécurité et des propriétés à d’autres chaînes. Nous considérons cela comme un nouveau paradigme en matière de conception des systèmes blockchain.