À l'heure actuelle, combien y a-t-il de blockchains publiques (L1 & L2) ?

Il peut être difficile pour quiconque de répondre immédiatement à cette question avec précision. Selon DefiLlama, il existe actuellement 225 chaînes publiques enregistrées, sans compter les nombreuses chaînes émergentes et inédites. On peut dire que le monde de la cryptographie est un univers chaotique composé de multiples blockchains. Dans ce monde cryptographique à chaînes multiples, chaque blockchain possède ses propres caractéristiques technologiques, son soutien communautaire, ses outils de développement et son écosystème. Par exemple, il existe des chaînes publiques POW dirigées par Bitcoin, des chaînes publiques basées sur EVM comme Ethereum avec de nombreuses L2, des chaînes publiques distinctes à grande vitesse comme Solana, et des chaînes publiques basées sur Move représentées par Aptos et Sui. Cette diversité offre en effet davantage de possibilités pour les applications décentralisées (DApps) et l'innovation financière. Cependant, elle s'accompagne également d'une série de défis.

L'interopérabilité, c'est-à-dire l'échange d'actifs et d'informations entre différentes blockchains, est devenue une question urgente à traiter. Dans le passé, les différents systèmes de blockchain étaient isolés les uns des autres, chacun abritant une multitude d'actifs et de données, mais incapable d'interagir efficacement avec d'autres chaînes. Il s'agit là d'un obstacle important à la mise en place d'un monde cryptographique véritablement décentralisé. Pour résoudre ce problème, la technologie cross-chain a émergé, cherchant à briser ces isolations et à permettre un échange transparent d'actifs et d'informations entre les différents systèmes de blockchain. Pour les développeurs et les utilisateurs, la technologie cross-chain signifie non seulement une plus grande liquidité et un plus grand choix, mais aussi un monde blockchain plus ouvert et interconnecté. Cet article examine les raisons pour lesquelles nous avons besoin de la technologie cross-chain, ses concepts fondamentaux, sa catégorisation, ses méthodes de mise en œuvre et ses défis, ainsi que la manière dont elle façonne notre futur monde cryptographique.

Partie 1 : Nécessité d'une technologie inter-chaînes

La technologie cross-chain est-elle vraiment nécessaire pour parvenir à un avenir blockchain véritablement décentralisé et interconnecté ? De nombreuses personnes peuvent avoir des réponses différentes. Influencés par une série d'incidents de sécurité dans le domaine de la chaîne croisée, certains sont devenus sceptiques, associant automatiquement la chaîne croisée à des "pseudo-propositions" ou à des "pièges". C'est à la fois la tragédie de ces personnes et celle de l'ensemble du secteur. Cependant, il est indéniable que la coexistence de plusieurs chaînes constitue la structure actuelle du marché, et avec le nombre croissant de chaînes publiques et de Layer2 (Rollups), ainsi que leurs écosystèmes qui arrivent progressivement à maturité, la technologie inter-chaînes deviendra inévitablement une exigence fondamentale dans la structure actuelle du marché. Vous trouverez peut-être la réponse dans les deux aspects suivants :

Tout d'abord, l'interopérabilité est devenue un problème de plus en plus évident. Parmi les plus de 225 chaînes publiques, chacune peut avoir des applications, des actifs et des utilisateurs spécifiques. Toutefois, si la valeur créée sur ces chaînes ne peut être transférée à d'autres, leur potentiel sera fortement limité. Cette question va au-delà de l'échange d'actifs et concerne l'interopérabilité des données, de la logique et des applications.

C'est le problème de l'"île" auquel est confronté le monde actuel de la blockchain. Ces îles sont riches en ressources, mais leur isolement ne leur permet pas de les exploiter pleinement. Imaginez que les principales plates-formes de l'internet ne puissent pas communiquer entre elles ; notre expérience en ligne s'en trouverait considérablement diminuée. La situation sur la blockchain est similaire.

Deuxièmement, la liquidité des actifs est au cœur de tout système financier. Dans le monde financier traditionnel, les actifs peuvent circuler librement entre les bourses, les banques et les institutions financières. Toutefois, dans le domaine actuel de la blockchain, la liquidité des actifs sur différentes chaînes est limitée. Cela n'affecte pas seulement l'expérience commerciale des utilisateurs, mais limite également le développement de la finance décentralisée (DeFi).

Par conséquent, qu'il s'agisse d'interopérabilité ou de liquidité des actifs, il existe un besoin pratique de technologie inter-chaînes, y compris de ponts inter-chaînes d'actifs traditionnels (Bridge) et de protocoles d'interopérabilité (Interoperability Protocol). Dans les sections suivantes, nous tenterons de classer toutes les solutions inter-chaînes d'un point de vue technique et nous présenterons ces deux catégories séparément pour une meilleure compréhension.

Partie 2 : Catégorisation des solutions inter-chaînes

La technologie des chaînes croisées s'est rapidement développée ces dernières années, offrant une série de méthodes pour résoudre les problèmes d'interaction entre les chaînes. Ces solutions inter-chaînes peuvent être classées différemment en fonction de plusieurs critères. Nous présentons ici un cadre d'analyse de la chaîne croisée proposé par Arjun Bhuptani, fondateur de Connext, qui classe les protocoles d'interopérabilité (ponts de la chaîne croisée) en fonction de leurs méthodes de vérification des messages en trois catégories principales : vérification native, vérification externe et vérification locale.

Natif Vérifié

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(Source : Connext, Arjun Bhuptani)

Dans le modèle Native Verified, un client léger ou un nœud de la chaîne source s'exécute sur la chaîne cible pour vérifier les messages de la chaîne source. Le principal avantage de cette méthode est qu'elle est très fiable et décentralisée. La logique de vérification du client léger étant identique à la logique de vérification des blocs d'autres types de nœuds, elle fournit un mécanisme robuste de vérification inter-chaînes.

Le relais principal joue un rôle clé dans ce mécanisme, car il est chargé de transmettre les informations d'en-tête de bloc de la chaîne source au client léger de la chaîne cible à des fins de vérification. Les difficultés de cette méthode sont sa dépendance à l'égard du mécanisme de consensus sous-jacent et sa complexité potentielle, en particulier lorsque le nombre de chaînes concernées augmente.

Les projets qui adoptent la vérification native comprennent Cosmos IBC, Near Rainbow Bridge, Snowbridge, etc. L'entrée/sortie par enroulement est également une forme de vérification native.

Vérification externe

(Source : Connext, Arjun Bhuptani)

Les méthodes à vérification externe impliquent l'introduction d'un ensemble externe de validateurs pour vérifier les messages inter-chaînes. Ce groupe se compose généralement de plusieurs entités, et les validateurs peuvent prendre diverses formes telles que des systèmes de calcul multipartites (MPC), des oracles, des groupes multi-sig, etc. L'avantage particulier de cette approche est sa grande évolutivité, puisqu'elle peut être facilement étendue à n'importe quelle blockchain (les ponts utilisant la vérification externe dominent actuellement l'espace des ponts inter-chaînes).

Cependant, il est important de noter que l'introduction d'un ensemble externe de validateurs signifie également l'introduction de nouvelles hypothèses de sécurité. Dans ce modèle, la sécurité est déterminée par le niveau de sécurité le plus bas parmi la chaîne A, la chaîne B et les validateurs externes, ce qui peut accroître la vulnérabilité du système.

Parmi les exemples de protocoles vérifiés en externe figurent Wormhole (Portal Bridge), Axelar, Chainlink CCIP, Multichain et, fondamentalement, LayerZero adopte également une approche de vérification externe.

Vérifié localement

(Source : Connext, Arjun Bhuptani)

Contrairement aux méthodes susmentionnées, la vérification locale, également connue sous le nom de vérification de pair à pair, se concentre sur la vérification directe entre les parties qui effectuent des transactions. Cette méthode implique souvent un contrat à verrouillage temporel (Hash Time Locked Contract - HTLC), dans lequel les parties peuvent vérifier mutuellement leurs transactions. Étant donné que les parties à la transaction ont généralement des intérêts économiques contradictoires, la possibilité de collusion est considérablement réduite.

L'un des avantages notables de cette méthode est sa nature décentralisée et la grande confiance qu'elle inspire aux parties qui effectuent des transactions. Cependant, il est confronté à des défis, tels que la nécessité pour les deux parties d'être en ligne simultanément et son incapacité à prendre en charge le transfert général de données entre les chaînes (ce qui signifie que la vérification locale n'est adaptée qu'aux ponts Swap, principalement les ponts d'actifs de la couche croisée Ethereum).

Connext, cBridge, Hop, etc. sont des exemples typiques de vérification locale.

En résumé, chacune de ces trois méthodes technologiques inter-chaînes a ses avantages et ses limites et ne représente qu'une dimension de la classification. Dans la pratique, le choix de la méthode dépend des exigences spécifiques de l'application, des considérations de sécurité et de la nature des chaînes concernées. Au fur et à mesure que le secteur des cryptomonnaies se développe, nous attendons avec impatience des approches plus innovantes pour relever les défis des interactions entre les chaînes.

Partie 3 : Chaîne croisée des actifs et transmission croisée des messages

Après avoir présenté les concepts de base et les classifications des solutions de chaîne croisée, approfondissons les différences entre la chaîne croisée des actifs et la chaîne croisée de transmission des messages.

Chaîne croisée des actifs

La chaîne croisée des actifs permet aux actifs numériques de migrer de manière transparente d'une blockchain à l'autre. Il s'agit de l'application inter-chaînes la plus courante et la plus populaire, qui résout un problème fondamental : comment représenter et utiliser les mêmes actifs sur différentes chaînes. Les principes de travail communs de la chaîne croisée des actifs sont les suivants :

Verrouiller et monnayer

La méthode la plus courante dans le processus de transfert d'actifs d'une chaîne à l'autre est la méthode "lock-and-mint". En d'autres termes, lorsque des actifs passent de la chaîne source à la chaîne cible, ils sont verrouillés sur la chaîne source et "monnayés" sur la chaîne cible. (Parmi les mécanismes similaires, citons le "burn-and-redeem", qui ne sera pas développé ici par manque de place. La méthode de la chaîne croisée adoptée par Circle, l'émetteur de l'USDC, en est un exemple typique).

(Source de l'image : web3edge, @0xPhillan)

Par exemple, lorsque le BTC est utilisé comme jeton sur Ethereum, le BTC original est verrouillé et un montant équivalent de jetons Wrapped Bitcoin (WBTC) est généré sur Ethereum. Cela garantit que l'offre totale de BTC reste inchangée, préservant ainsi la rareté de l'actif. Outre WBTC, certains ponts officiels de la couche 2 d'Ethereum, tels que Polygon Bridge et Arbitrum Bridge, et le Rainbow Bridge qui relie Ethereum à l'écosystème Near, utilisent également un mécanisme de verrouillage et de minutage/brûlage.

Swaps de liquidité

Les swaps de pool de liquidité impliquent l'utilisation d'un pool de liquidité spécial pour faciliter les transactions inter-chaînes. Les utilisateurs déposent leurs actifs d'une chaîne dans le pool de liquidités et retirent une valeur équivalente d'actifs du pool d'une autre chaîne. L'avantage de cette méthode est qu'elle permet des transactions et des échanges rapides, mais elle peut entraîner des frais, car les fournisseurs de liquidités (LPs) attendent généralement un retour sur la liquidité qu'ils offrent.

(Source de l'image : web3edge, @0xPhillan)

En ce qui concerne le mécanisme, les risques de sécurité de ces passerelles entre chaînes sont principalement supportés par les prestataires de services. Si le pool est piraté, les liquidités fournies par les LPs pourraient être volées. Un déséquilibre dans le pool de liquidités peut également conduire à l'évaporation de la valeur des actifs de la chaîne croisée, transmettant ainsi la crise aux utilisateurs de la chaîne croisée. Parmi les ponts inter-chaînes utilisant des pools de liquidités, on peut citer ThorSwap, Hop Exchange, Synapse Bridge, etc.

Échanges atomiques

Les swaps atomiques permettent à deux parties d'échanger des actifs directement sans intermédiaire. Ils utilisent des contrats à verrouillage temporel (Hash Time Locked Contracts - HTLC) pour garantir que l'échange est "atomique", c'est-à-dire que la transaction est soit entièrement exécutée, soit pas du tout. Dans les ponts inter-chaînes d'échange atomique, l'accès aux actifs se fait par l'intermédiaire de clés privées. Si l'une des parties agit de manière malveillante, l'autre peut récupérer ses actifs via le verrou temporel (qui s'ouvre après une durée déterminée) sans avoir besoin de la confiance d'un tiers centralisé. Les projets typiques utilisant les échanges atomiques sont notamment Connext et cBridge.

(Source de l'image : web3edge, @0xPhillan)

Messagerie inter-chaînes

Différente de la chaîne croisée des actifs, la messagerie croisée implique non seulement les actifs, mais aussi tous les types d'informations transférées d'une chaîne à l'autre, tels que les appels de contrat et les mises à jour d'état.

Synchronisation des états

La synchronisation des états est une méthode courante de transmission de messages entre chaînes. Cela signifie que l'état d'une chaîne ou une partie de celui-ci est synchronisé avec une autre chaîne. Par exemple, la chaîne de relais de Polkadot est responsable de la synchronisation des états de ses différents parachains.

Écoute et réponse aux événements

Lorsqu'un événement (comme une confirmation de transaction ou un appel de contrat intelligent) se produit sur une chaîne, une autre chaîne peut être configurée pour écouter ces événements et y répondre si nécessaire. Par exemple, ChainBridge de ChainSafe utilise cette méthode pour gérer la messagerie inter-chaînes.

En fait, qu'il s'agisse de la chaîne croisée des actifs ou de la messagerie croisée, le principal défi consiste à garantir l'intégrité, la sécurité et l'actualité de l'information. Au fur et à mesure que la technologie progresse, de nouvelles solutions inter-chaînes continueront d'apparaître, offrant un support plus robuste et plus flexible pour l'interopérabilité dans un environnement multi-chaînes.

Partie 4 : Les défis de la technologie cross-chain**.

• À mesure que la technologie blockchain se développe et mûrit, la technologie cross-chain est devenue un axe de recherche important. Son objectif est de faciliter l'échange transparent d'actifs et de données entre différentes blockchains. Toutefois, il n'est pas facile d'atteindre cet objectif. À l'instar de la "trinité impossible" des blockchains individuelles, il existe un "trilemme de difficultés" dans le domaine de l'interopérabilité entre les chaînes.
• Selon un cadre proposé par Arjun Bhuptani, toute solution inter-chaîne peut satisfaire au maximum deux des trois critères suivants :
• • Extensibilité : Prise en charge du passage arbitraire de messages.
• • Absence de confiance : N'introduit pas de nouvelles hypothèses de confiance.
• • Généralisable : Peut être facilement adapté à d'autres blockchains.

(Source : Connext, Arjun Bhuptani)

Lorsqu'il est impossible de satisfaire simultanément aux trois critères, des compromis et des équilibres doivent être trouvés, ce qui peut s'avérer plus complexe pour les blockchains individuelles. Il s'agit notamment de compromis entre la sécurité et la confiance, l'uniformité et la diversité, les biens emballés et les biens indigènes, entre autres. Tels sont les défis que la technologie de la chaîne croisée doit relever au fur et à mesure de son évolution. Divers projets de passerelles inter-chaînes tentent d'optimiser ou même de dépasser ces trilemmes sous différents angles, dans le but d'atteindre la performance globale la plus élevée.

Partie 5 : Résumé et perspectives

La technologie cross-chain est un domaine clé dans le développement de la blockchain, et est même considérée comme le Saint-Graal dans ce domaine. Elle est essentielle pour rompre l'"isolement" de la blockchain et assurer l'interconnectivité entre plusieurs chaînes. De l'enchaînement des actifs à l'enchaînement des messages, tous les constructeurs de Web3 s'efforcent de créer un écosystème blockchain unifié et collaboratif.

Toutefois, comme nous l'avons vu, la technologie de la chaîne croisée doit encore relever de nombreux défis. Mais grâce à des recherches plus approfondies et à des avancées technologiques, nous espérons surmonter ces défis et parvenir à un écosystème inter-chaînes plus sûr, plus efficace et plus transparent.

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