À propos de la fibre

Le réseau Fiber est un réseau public de nouvelle génération construit sur Nervos CKB. Il utilise la technologie de canal hors chaîne pour permettre des paiements rapides, peu coûteux, multi-devises et des transactions peer-to-peer. Le réseau prend en charge les actifs RGB++, offrant une solution de paiement décentralisée, rapide et peu coûteuse qui permet aux utilisateurs d'échanger instantanément différents actifs numériques. Le règlement on-chain ne se produit que lorsque les canaux se ferment, garantissant une sécurité élevée et une protection de la vie privée.

De plus, le réseau Fiber est conçu pour être interopérable avec le réseau Bitcoin Lightning, permettant des transferts d'actifs transparents entre les deux réseaux. Cela élargit les options de paiement des utilisateurs et la couverture réseau. Le réseau Fiber vise à apporter une efficacité de transaction accrue et des scénarios d'application plus larges à l'écosystème Bitcoin grâce à ces technologies.

Contexte

Depuis la création du Bitcoin, la technologie de la blockchain a évolué pour couvrir des domaines tels que les contrats intelligents, la DeFi et les NFT, mais des défis subsistent en termes de scalabilité et de vitesse de transaction. Pour répondre à ces problèmes, en tant que solution de mise à l'échelle de couche 2 pour Bitcoin, le Lightning Network utilise des transactions hors chaîne et des canaux de paiement pour permettre des micro-paiements rapides et peu coûteux.

Nervos CKB, en tant que plateforme blockchain innovante, améliore la scalabilité et l'interopérabilité de Bitcoin grâce à sa conception unique. Le projet Fiber Network exploite les forces de CKB et intègre l'expérience du Lightning Network pour créer un réseau de paiement rapide, peu coûteux, décentralisé, multi-actifs et en temps réel. Il prend en charge la demande des utilisateurs à grande échelle, réduit les frais de transaction, fournit une confirmation de paiement de deuxième niveau et offre des paiements multi-actifs avec une interopérabilité entre chaînes.

Source :BitcoinVisuals

Principes techniques

L'architecture du réseau Fiber comprend des modules principaux tels que les canaux de paiement hors chaîne, les contrats sur chaîne, l'acheminement multi-hop et les services de surveillance.

Canaux de paiement

L'idée principale de la technologie des canaux de paiement est de déplacer le processus de transaction hors de la blockchain, n'interagissant avec la blockchain que lorsque l'état final doit être mis à jour.

Le canal de paiement hors chaîne est l'épine dorsale du réseau Fiber. Il permet à plusieurs transactions de s'effectuer hors chaîne, avec un règlement sur chaîne seulement nécessaire lorsque le canal se ferme. Ce mécanisme contourne les limitations de performance des chaînes principales telles que Bitcoin, facilite les transactions hors chaîne rapides, réduit considérablement le nombre de transactions sur chaîne, augmente la vitesse et réduit les frais.

Le flux de travail général est le suivant:

• Création de canal : Deux utilisateurs ouvrent un canal de paiement sur la chaîne, verrouillant une certaine quantité d'actifs CKB ou RGB++.
• Transactions hors chaîne : Pendant que le canal est ouvert, les deux parties peuvent effectuer des transactions librement, mettant à jour l'état du canal à chaque échange sans diffuser immédiatement les mises à jour sur la chaîne.
• Fermeture de canal : Lorsque l'une des parties décide de fermer le canal, l'état final est diffusé sur la blockchain pour règlement, confirmant les soldes des deux parties.

Considérons Alice et Bob comme exemple. Ils créent un compte multi-signature (multisig) sur la blockchain et déposent chacun 100 unités de fonds pour ouvrir un canal de paiement. À l'intérieur de ce canal, Alice et Bob peuvent librement effectuer plusieurs transactions. Lorsqu'ils décident de fermer le canal, leurs soldes finaux sont mis à jour sur la blockchain.

Après une série de transactions, supposons que les soldes d'Alice et de Bob deviennent respectivement de 70 unités et de 130 unités. Si l'une ou l'autre partie souhaite fermer le canal, elle peut soumettre le solde final à la blockchain pour finaliser le règlement. Bien que ce processus puisse sembler simple, il implique des mécanismes complexes pour garantir la sécurité des transactions et l'intégrité des deux parties.

Pour prévenir les fraudes potentielles, telles que Bob tentant de tromper le système avec un état de transaction obsolète, le canal de paiement utilise deux concepts cruciaux: les "transactions d'engagement" et les "clés de révocation". Après chaque transaction, les deux parties créent une nouvelle paire de transactions d'engagement reflétant leurs soldes de canal actuels. Ces transactions sont asymétriques, avec des conditions de déverrouillage différentes pour chaque partie, fournissant un mécanisme de contrôle et de balance robuste.

Si Bob essaie de soumettre une transaction d'engagement obsolète, Alice peut utiliser la clé de révocation pour sanctionner Bob en retirant ses fonds. Ce mécanisme garantit que toute tentative de double-dépense sera punie, maintenant ainsi l'intégrité du canal de paiement.

Le réseau Fiber, implémenté sur CKB, optimise davantage ce processus. Comparé au réseau Lightning de Bitcoin, Fiber prend en charge nativement plusieurs actifs, notamment CKB, BTC et les stablecoins RGB++, plutôt que seulement Bitcoin. De plus, étant donné que Fiber repose sur le réseau principal Layer 1 de CKB, les frais de transaction pour l'ouverture et la fermeture des canaux sont considérablement plus bas, ce qui confère à Fiber Network un avantage clair en termes d'expérience utilisateur. Fiber Network offre une solution de canal de paiement rapide, peu coûteuse et sécurisée grâce à ces mécanismes.

Source :Nervos

WatchTower

La WatchTower est un composant crucial à la fois du Fiber Network et du Bitcoin Lightning Network, agissant comme un garde de sécurité 24/7. Dans les canaux de paiement, les participants doivent constamment se surveiller mutuellement pour éviter la soumission de transactions d'engagement obsolètes à la blockchain. Cependant, étant donné que les utilisateurs ne peuvent pas rester en ligne tout le temps, la conception de la WatchTower devient essentielle.

La fonction principale de la WatchTower est de surveiller l'activité on-chain au nom des utilisateurs. Si elle détecte que quelqu'un a soumis une transaction d'engagement obsolète, elle agira immédiatement pour assurer la sécurité du canal et des fonds. Plus précisément, Alice ou Bob peut pré-construire une transaction de pénalité correspondante (en utilisant la clé de révocation pour gérer la transaction obsolète et se déclarer bénéficiaire) et envoyer le texte en clair de la transaction de pénalité à la WatchTower. Si la WatchTower détecte la soumission d'une transaction obsolète, elle soumettra rapidement la transaction de pénalité pour appliquer la sanction.

Pour protéger la vie privée de l'utilisateur, le réseau Fiber demande uniquement aux utilisateurs d'envoyer le hachage de la transaction d'engagement obsolète et le texte en clair de la transaction de pénalité à la WatchTower. De cette manière, la WatchTower ne connaît pas initialement le contenu spécifique de la transaction d'engagement, seulement son hachage. À moins que quelqu'un ne soumette une transaction d'engagement obsolète sur la chaîne, la WatchTower ne verra pas le texte en clair et ne soumettra la transaction de pénalité que si nécessaire. Cette conception garantit que, sauf en cas de mauvaise conduite, la WatchTower ne verra généralement pas l'historique des transactions des participants au canal, et même dans ce cas, elle ne verra qu'une transaction spécifique.

Par rapport au réseau Lightning Bitcoin traditionnel, le réseau Fiber optimise la conception du WatchTower. Dans le réseau Lightning Bitcoin, le mécanisme de pénalité lié aux clés de révocation est connu sous le nom de «LN-Penalty». Cependant, il présente des inconvénients, tels que la nécessité pour le WatchTower de stocker tous les hachages des transactions d'engagement obsolètes et les clés de révocation correspondantes, ce qui entraîne des demandes de stockage importantes. Fiber Network améliore cela en mettant en œuvre le protocole Daric, qui améliore la conception de la clé de révocation en permettant à une seule clé de révocation de s'appliquer à plusieurs transactions d'engagement obsolètes, réduisant ainsi considérablement la charge de stockage à la fois pour le WatchTower et les clients utilisateurs.

Dans le Lightning Network et le Fiber Network de Bitcoin, le WatchTower agit en tant que moniteur de sécurité, protégeant les fonds des utilisateurs lorsqu'ils sont hors ligne. Supposons qu'Alice et Bob ouvrent un canal de paiement pour mieux comprendre cela. Ils peuvent effectuer des transactions instantanées entre eux sans écrire chaque transaction dans la blockchain. Cependant, ce mécanisme comporte des risques : l'une ou l'autre des parties pourrait tenter de soumettre une transaction d'engagement obsolète dans une tentative déloyale de voler des fonds.

Par exemple, lorsque Alice et Bob terminent une transaction, ils génèrent une nouvelle transaction d'engagement pour s'assurer que le canal de paiement reflète l'état le plus récent. Mais si Bob agit de manière malveillante et soumet une transaction d'engagement obsolète qui a déjà été remplacée et invalidée, il pourrait essayer de tirer parti de l'ancien solde d'Alice de manière injuste. Alice ne remarquera peut-être pas immédiatement l'action malveillante de Bob si elle est hors ligne.

C'est là que le WatchTower devient crucial. Alice peut pré-envoyer le texte en clair de la transaction de pénalité pertinente au WatchTower et son hachage. Lorsque Bob tente de soumettre la transaction obsolète, le WatchTower la reconnaît immédiatement et soumet la transaction de pénalité pré-construite. En conséquence, Bob ne parvient pas seulement à voler des fonds, mais est également puni, et Alice reçoit une compensation.

À travers ce processus, le WatchTower protège les intérêts d'Alice tout en réduisant le besoin pour elle de surveiller constamment le canal de paiement.

Source: Geek Web3

Routage multi-sauts et HTLC/PTLC

Le routage multi-sauts et les technologies HTLC/PTLC sont des mécanismes essentiels dans les réseaux de paiement blockchain, permettant un transfert de valeur sécurisé et flexible :

• Le routage multi-sauts permet aux utilisateurs de transférer des fonds à travers plusieurs nœuds intermédiaires, même sans canal de paiement direct entre l'expéditeur et le destinataire. Cela garantit une plus grande couverture réseau et une plus grande flexibilité.
• HTLC (Contrat verrouillé par le temps haché) garantit que chaque nœud intermédiaire fournit la clé correcte dans un délai spécifié pour terminer la transaction, empêchant les parties malveillantes de retenir les fonds. Si la transaction n'est pas terminée à temps, elle est automatiquement annulée et les fonds sont renvoyés à l'expéditeur.
• PTLC (Point Time-Locked Contract) est une version améliorée de HTLC qui renforce la confidentialité. Il utilise des clés différentes à chaque nœud pour déverrouiller la transaction, empêchant les tiers de déduire le chemin de la transaction et renforçant la confidentialité de l'utilisateur.

La combinaison du routage multi-sauts avec HTLC/PTLC améliore la flexibilité, la sécurité et la confidentialité du réseau dans le Fiber Network. Le routage multi-sauts permet aux fonds de circuler à travers plusieurs nœuds, même lorsqu'il n'existe aucun canal de paiement direct entre les utilisateurs, en utilisant une structure de réseau public et l'algorithme du plus court chemin de Dijkstra pour trouver la route de transfert optimale pour des transactions efficaces.

HTLC utilise des verrous de temps et de hachage pour garantir que les nœuds intermédiaires terminent la transaction à temps, sinon les fonds sont restitués, ce qui empêche les comportements malveillants. PTLC renforce encore la confidentialité en utilisant des clés différentes à chaque nœud, ce qui empêche l'exposition des chemins de transaction.

Cette combinaison étend la couverture du réseau tout en garantissant des transactions sécurisées et privées, en adressant les vulnérabilités des réseaux lightning traditionnels, telles que les boucles d'attaque de remplacement. Ainsi, le réseau Fiber est un système de paiement plus sécurisé et efficace.

Supposons qu'Alice veuille transférer 100 unités à Daniel, mais qu'ils n'aient pas de canal de paiement direct. Grâce au routage multi-sauts et à HTLC/PTLC dans le réseau Fiber, Alice peut compter sur des nœuds intermédiaires pour effectuer la transaction.

Par exemple, Alice a un canal avec Bob, Bob a un canal avec Carol et Carol a un canal avec Daniel. En utilisant le routage multi-sauts, Fiber applique l'algorithme du plus court chemin de Dijkstra pour trouver l'itinéraire optimal : Alice → Bob → Carol → Daniel. Ensuite, Alice crée une transaction conditionnelle via un HTLC (contrat à verrouillage temporel de hachage), exigeant que Bob fournisse une clé "R" dans les 30 minutes pour réclamer les fonds. Bob crée un HTLC similaire avec Carol, lui donnant 25 minutes pour fournir la clé. Enfin, Carol met en place un HTLC avec Daniel, exigeant de lui qu'il soumette la clé "R" dans les 20 minutes.

Comme Daniel sait qu'il détient la clé R, il la soumet dans le délai imparti et reçoit 100 unités de Carol. Carol, ayant reçu la clé, la transmet ensuite à Bob dans le délai requis, et Bob la fournit à Alice, achevant la transaction. Bob et Carol perçoivent chacun des frais de transaction, tandis qu'Alice transfère avec succès 100 unités à Daniel. Au cours de ce processus, les contrats verrouillés dans le temps de point (PTLC) améliorent la confidentialité en garantissant que chaque saut utilise une clé indépendante. Ainsi, Bob et Carol ne sont pas conscients de l'ensemble du chemin de transaction et ne peuvent pas déduire la relation entre Alice et Daniel, protégeant ainsi la vie privée des deux parties.

Le réseau Fiber assure la sécurité des transactions et optimise l'efficacité grâce à l'algorithme de Dijkstra, permettant des réalisations rapides et rentables. De plus, l'optimisation du stockage de Fiber améliore la mise en œuvre de HTLC/PTLC, réduisant considérablement les besoins de stockage du réseau et augmentant les performances globales.

Paiements atomiques inter-domaines

La fibre et le réseau Lightning Bitcoin prennent en charge les paiements inter-domaines grâce à HTLC (contrat verrouillé dans le temps par hachage) et PTLC (contrats verrouillés dans le temps), garantissant l'atomicité, c'est-à-dire que toutes les étapes de paiement doivent réussir ou échouer. Cela empêche les échecs partiels, assurant la sécurité des actifs des utilisateurs.

Cette conception permet une interopérabilité transparente entre Fiber et le réseau Bitcoin Lightning, permettant aux utilisateurs de transférer des fonds entre les deux réseaux. Par exemple, les utilisateurs peuvent envoyer des paiements de Fiber à un utilisateur du réseau Bitcoin Lightning ou échanger des actifs CKB ou RGB++ contre du Bitcoin via Fiber.

Voici comment le processus fonctionne : Supposons qu'Alice souhaite transférer CKB du réseau Fiber à Bob, qui est sur le réseau Bitcoin Lightning. Elle peut le faire via un intermédiaire inter-domaine, Ingrid, qui exploite des nœuds sur les deux réseaux. Ingrid agit comme un pont entre les deux réseaux. Alice paie CKB à Ingrid, et Ingrid envoie du Bitcoin à Bob.

Par exemple, si Bob souhaite recevoir 1 BTC, Alice et Ingrid conviennent d'un taux de change de 1,1 CKB pour 1 BTC. Alice envoie 1,1 CKB à Ingrid, y compris des frais de 0,1 CKB pour le service d'Ingrid. Ingrid envoie ensuite 1 BTC à Bob via le réseau Bitcoin Lightning. Grâce à HTLC, la transaction est sécurisée - Ingrid doit connaître la clé R de Bob pour effectuer le paiement. Cela garantit que les fonds d'Alice ne sont pas perdus en cours de transaction, offrant un moyen sûr d'effectuer des transferts entre réseaux.

Scénarios d'application

Le réseau Fiber Network, construit sur Nervos CKB, présente un potentiel significatif dans les modèles commerciaux principaux de l'industrie de la cryptographie, notamment les paiements inter-chaînes, l'extraction de liquidité inter-chaînes, le prêt inter-chaînes et les échanges décentralisés (DEX). La conception technique du réseau fournit la base pour des opérations efficaces et sécurisées dans ces scénarios.

Paiements inter-chaînes

Les paiements inter-chaînes sont un cas d'utilisation clé du réseau Fiber. En tirant parti des canaux de paiement hors chaîne et des contrats HTLC, Fiber permet des paiements inter-chaînes rapides, peu coûteux et multi-devises. Les utilisateurs peuvent transférer instantanément des actifs entre Bitcoin et d'autres réseaux (par exemple, Nervos CKB) sans intermédiaires ni confiance en tiers.

Par exemple, l'utilisateur A peut transférer du CKB ou d'autres actifs RGB++ pris en charge du réseau Bitcoin à l'utilisateur B via Fiber. Techniquement, le contrat HTLC garantit une exécution sécurisée : l'utilisateur A verrouille les fonds et initie la transaction, tandis que l'utilisateur B déverrouille les fonds en fournissant le preimage hash correct. Si l'utilisateur B échoue à le faire dans le temps imparti, les fonds sont automatiquement retournés à l'utilisateur A. L'interopérabilité de Fiber avec le réseau Lightning de Bitcoin étend encore la couverture des paiements, prend en charge plus de types d'actifs et offre une plus grande flexibilité.

Source :Nervos

Mining de liquidité inter-chaînes

En utilisant les canaux inter-chaînes de Fiber et l'acheminement multi-sauts, les utilisateurs peuvent fournir de la liquidité pour plusieurs actifs réseau et gagner des récompenses.

Par exemple, les utilisateurs peuvent verrouiller du Bitcoin dans les canaux de paiement de Fiber pour fournir de la liquidité aux jetons mème ou à d'autres jetons dans l'écosystème Bitcoin, facilitant l'émission et la négociation inter-chaînes. Avec les canaux de paiement hors chaîne, les fournisseurs de liquidité peuvent mettre à jour les états des canaux sans opérations fréquentes sur chaîne, réduisant les coûts de transaction et améliorant l'efficacité de la liquidité. Le service WatchTower de Fiber offre également une sécurité en surveillant en temps réel les canaux et en empêchant les acteurs malveillants d'exploiter des états de canaux obsolètes.

Prêt atomique inter-chaînes

La capacité d'échange croisé de Fiber permet aux utilisateurs d'utiliser des actifs principaux comme le Bitcoin en garantie pour emprunter des stablecoins ou d'autres jetons sur le réseau CKB ou d'autres blockchains.

Dans ce scénario de prêt, les contrats HTLC jouent un rôle clé. Un emprunteur verrouille des Bitcoins sur le réseau Bitcoin et lance une transaction de prêt. Les stablecoins empruntés sont transférés sur le réseau CKB via Fiber. Les hachages et verrous temporels HTLC assurent des opérations sécurisées et sans confiance - si la transaction hors chaîne échoue, les utilisateurs peuvent récupérer en toute sécurité leurs actifs verrouillés via des contrats sur chaîne. Cette structure établit un marché de prêt décentralisé et sans permission entre chaînes, éliminant les limitations des systèmes de prêt traditionnels.

Échange décentralisé inter-chaînes (DEX)

Fiber prend également en charge les échanges décentralisés entre chaînes (DEX), permettant aux utilisateurs de négocier des actifs Bitcoin, CKB et RGB++ sans dépendre des services de correspondance centralisés.

Grâce au routage multi-sauts de Fiber, les utilisateurs peuvent transférer des actifs à travers plusieurs nœuds sans avoir besoin d'un canal de paiement direct avec la contrepartie, ce qui améliore la flexibilité des transactions. Les contrats HTLC sécurisent le processus de trading en bloquant des fonds avec des verrous de hachage et de temps à chaque nœud, garantissant une exécution sûre à chaque étape. Cette fonctionnalité de trading multi-chaîne rapide et peu coûteuse stimule la liquidité à travers les écosystèmes Bitcoin et CKB, favorisant l'expansion des applications DeFi.

Grâce à ces capacités, Fiber Network démontre un fort potentiel dans les paiements inter-chaînes, le minage de liquidité, le prêt et le trading décentralisé, devenant une infrastructure essentielle pour l'innovation et le développement au sein des écosystèmes Bitcoin et Nervos CKB.

Conclusion

État actuel et perspectives futures

Le réseau Fiber a achevé le développement du prototype et publié des démos démontrant la fonctionnalité de base entre deux nœuds, y compris l'ouverture, la mise à jour et la fermeture des canaux. Il a également validé l'interopérabilité entre chaînes avec le réseau Lightning de Bitcoin. Le code du projet est disponible sur les dépôts GitHub suivants :

• Réseau à fibre GitHub
• Fiber Scripts GitHub

Les plans futurs de l'équipe comprennent le développement de l'acheminement multi-sauts et des services de WatchTower, l'amélioration des interfaces RPC et le perfectionnement des kits de développement logiciel (SDK) pour faciliter l'accès aux développeurs.

Basé sur l'algorithme de Dijkstra, le protocole de routage multi-sauts réduira les frais de routage et augmentera le taux de réussite des paiements multi-sauts. Une fois que Fiber Network sera lancé, l'équipe optimisera les algorithmes de routage en fonction des données de trafic et opérationnelles en temps réel, offrant deux à trois stratégies de routage pour répondre aux préférences et aux besoins des utilisateurs. Fiber Network introduira également des stratégies de paiement multi-chemins, en divisant les gros paiements en plusieurs parties envoyées par des chemins différents pour améliorer davantage les taux de réussite des paiements.

Le service WatchTower sera fourni par des nœuds spécifiques du réseau Fiber, qui resteront en ligne pour surveiller les anomalies du réseau et protéger les actifs des canaux. Ils suivront également les services des centres inter-chaînes pour garantir des transactions réussies avec le réseau Lightning, même si les utilisateurs sont temporairement hors ligne.

De plus, l'équipe vise à améliorer le réseau Fiber en mettant en œuvre des algorithmes de préservation de la vie privée à l'aide de la programmabilité de CKB. Ces améliorations optimiseront les algorithmes de routage et les services de WatchTower, renforçant la sécurité et la confidentialité des informations de paiement des utilisateurs.

Réflexions finales

Le réseau Fiber, construit sur Nervos CKB, offre des paiements et des transactions rapides, à faible coût et multi-devises à travers les écosystèmes Bitcoin et CKB. Ses canaux de paiement hors chaîne et son routage multi-sauts augmentent la vitesse des transactions, réduisent les coûts et prennent en charge l'interopérabilité entre les chaînes, améliorant ainsi la scalabilité du réseau et la liquidité des actifs. L'introduction de services de surveillance renforce également la sécurité, posant une base solide pour les applications DeFi et favorisant l'innovation de l'écosystème. En bref, le réseau Fiber est un projet d'infrastructure critique qui stimule l'efficacité et la flexibilité au sein des écosystèmes Bitcoin et CKB.