Les premiers principes de la pensée en Blockchain

Quel est le premier principe de la blockchain ?

Le Dr Xiao Feng a déclaré dans son discours de clôture du Festival Web3 de Hong Kong 2024 que le premier principe de la blockchain est une nouvelle méthode de comptabilité

« La blockchain, qui a émergé en 2009 en tant que registre distribué (DLT), enregistre la valeur numérique et la valeur du réseau, non pas plus long sur des registres privés, mais sur un registre mondial, public et transparent où tout le monde contribue et toutes les parties prenantes enregistrent sur le même livre. C’est le principe fondateur de la blockchain : un « registre public mondial » ouvert et transparent, et toutes les innovations du Web3 sont basées sur ce principe.

Je suis d’accord avec le point de vue du Dr Xiao Feng et je développe l’essence de la blockchain sur cette base.

Lorsqu’il est démonté, le terme « blockchain » se compose de blocs et de chaînes. Étant donné que le premier principe de la blockchain est une méthode de comptabilité, le bloc et la chaîne sont-ils vraiment essentiels ?

Avant d’aborder la question, comprenons d’abord pourquoi Bitcoin, en tant que registre distribué, nécessite des blocs et une chaîne.

Dans Bitcoin, un bloc est un enregistrement numérique contenant une série d’informations de transaction, semblable à une page dans un grand livre. Une valeur hash peut être calculée à l’aide d’une fonction hash. La caractéristique de cette valeur de hash est qu’aussi long que le bloc Si le contenu change légèrement, la valeur hash deviendra différente. Chaque bloc incorpore le hash du bloc précédent, servant essentiellement de chaîne où la première entrée du bloc N + 1 est le hash dérivé du bloc N, ce qui donne une structure de chaîne inaltérable.

Dans Bitcoin, le mécanisme qui maintient le registre synchronisé est l’algorithme de consensus Preuve de travail (PoW). Lorsqu’une transaction se produit sur le réseau Bitcoin, elle est temporairement stockée dans le mempool. Les mineurs sélectionnent ensuite un groupe de transactions dans le mempool pour tenter de créer un nouveau bloc. Pour ce faire, les mineurs recherchent un nombre spécifique dans une séquence aléatoire, le combinent avec les données du bloc et génèrent une valeur de hash qui répond à l’objectif de difficulté du réseau. Ce processus est appelé « minage », et le mineur qui calcule en premier le hash valide gagne le droit d’enregistrer les transactions, ou « mine » un bloc. L’objectif de difficulté est une valeur dynamique ajustée tous les blocs 2016 (environ toutes les deux semaines), garantissant que le temps du bloc moyen pour Bitcoin reste d’environ 10 minutes.

Les blocs et la chaîne sont les composants fondamentaux de Bitcoin, et PoW est le mécanisme de consensus qui permet sa fonctionnalité de registre décentralisé. À la base, cependant, un registre distribué peut réaliser la décentralisation par d’autres méthodes, telles que le consensus de transaction unique, et la structure peut être non linéaire comme un graphe acyclique orienté (DAG). Par conséquent, les blocs et les chaînes ne sont pas intrinsèquement nécessaires ; Au contraire, le terme « blockchain » est devenu profondément enraciné, servant de nom familier pour les registres décentralisés représentés par Bitcoin, Ethereum et Solana, entre autres.

Bitcoin, après tout, remonte à 2009, et comme la recherche sur la blockchain continue d’évoluer, alors que la plupart des blockchains adhèrent toujours au paradigme traditionnel « blocs + chaîne », il existe maintenant des conceptions de blockchain fondées sur des principes de base, qui s’écartent du problème de base de la comptabilité décentralisée avec des structures de données uniques et des mécanismes de consensus. Cet article se penche sur Sui et Arweave AO à titre d’exemples.

Sui : Le Tao de l’eau

Sui est un Layer1 construit sur les principes de base, avec son équipe de base issue des projets dissous Diem et Novi chez Facebook (aujourd’hui Meta). Le nom Sui est tiré du mot japonais signifiant eau, qui résonne également dans son identité de marque.

Sui utilise Sui Move pour écrire ses smart contracts, en utilisant un modèle de données basé sur les objets où toutes les transactions prennent des objets en entrée et produisent des objets nouveaux ou modifiés en sortie, permettant aux objets indépendants de traiter les transactions en parallèle.

Dans Sui Move, chaque smart contract est un module composé de fonctions et de structs. Les structs sont instanciés dans les fonctions et peuvent être passés à d’autres modules via des appels de fonction. Les instances de stockage d’exécution des structs sont traitées comme des objets, avec trois types d’objets distincts dans Sui : les objets propriétaires, les objets partagés et les objets immuables.

Sui n’a pas de blocs, vérifiant individuellement les transactions, et le fait qu’une transaction soit ordonnée et validée par Sui dépend du fait que les objets de la transaction soient partagés ou non.

Dans les transactions simples qui n’impliquent pas d’objets partagés, Sui utilise un algorithme léger inspiré de la conception de FastPay, en tirant parti de la diffusion cohérente byzantine (BCB) pour la diffusion des transactions. Les clients diffusent la transaction à tous les validateurs de Sui, rassemblent les votes en fonction des enjeux des validateurs, génèrent un certificat, puis rediffusent le certificat aux validateurs. Une fois qu’un validateur a reçu le certificat, il peut directement exécuter la transaction.

Lorsque des transactions impliquant des objets partagés, connues sous le nom de transactions complexes, se produisent, Sui utilise le mécanisme de consensus Narwhal & Bullshark. Narwhal est un module mempool chargé d’assurer la disponibilité des transactions. Fonctionnant de manière par tour, chaque tour se compose de deux étapes : la distribution des transactions (synchronisation avec d’autres nœuds) et leur vérification (collecte des votes des autres nœuds). Après plusieurs tours, les transactions forment un DAG. Bullshark est un module de consensus qui gère le tri des transactions au sein du DAG de Narwhal.

Sui exploite DAG pour la propagation et le consensus des transactions, ce qui réduit la latence des transactions et la surcharge du réseau pendant la communication. En outre, pour préserver l’intégrité et l’ordre des informations historiques, Sui trie les transactions dans un processus séparé en tant que points de contrôle, qui sont liés linéairement, fournissant une structure similaire à celle des blockchains traditionnelles pour le stockage et l’accès aux données historiques.

En réalité, la structure des données de Sui est fondamentalement différente de celle des blockchains traditionnelles, car les transactions dans Sui sont regroupées et considérées comme définitives aux points de contrôle, tandis que les blockchains traditionnelles regroupent les transactions qui ne sont pas encore définitivement finalisées en blocs.

Arweave AO : Le Tao du Ciel

L’eau peut prendre diverses formes, mais elle a toujours une présence tangible. De même, Sui conserve le mécanisme de consensus des blockchains traditionnelles, organisant finalement les données de transaction dans la structure familière de la blockchain des blocs et de la chaîne. En revanche, Arweave AO bouleverse entièrement le paradigme traditionnel de la blockchain, en évitant les blocs, la chaîne et le consensus. Métaphoriquement parlant, Arweave AO est plus proche du ciel (en japonais, Sora) que de l’eau à cet égard.

AO est un système informatique distribué, décentralisé et orienté acteur, basé sur Arweave. Son premier principe n’est pas de construire un registre décentralisé mais plutôt un système informatique décentralisé, semblable à la relation entre les applications et un système d’exploitation.

Le problème d’un système informatique peut être divisé en stockage, calcul et communication, qui ont tous des solutions décentralisées bien établies dans le Web2. Le défi réside dans la décentralisation. Une approche consiste à construire des réseaux de stockage décentralisés distincts, des réseaux informatiques décentralisés et des réseaux de communication décentralisés, ce qui est essentiellement la pensée derrière l’architecture technologique décentralisée que le cofondateur d’Ethereum, Gavin Wood, a proposée en 2014. Dans cette architecture, Ethereum (smart contracts) gère le composant de calcul décentralisé, Swarm est responsable du stockage décentralisé et Whisper s’occupe de la communication décentralisée.

AO est également composé de trois unités

• Unité de messagerie : responsable de la plateforme d’échange des messages, de la transmission des informations à l’unité de calcul et de la coordination pour dériver le résultat de sortie
• Unité de planification : responsable de la planification, du tri des messages et du téléchargement des messages vers Arweave
• Compute Unit : responsable de l’exécution des calculs et du téléchargement de leurs résultats sur Arweave.

Un processus sur un AO est composé d’un ensemble d’unités, chacune d’entre elles pouvant fonctionner comme des sous-réseaux évolutifs horizontalement, exécutant simultanément de nombreuses transactions pour le calcul haute performance. Cependant, chaque unité n’est pas un réseau décentralisé en soi. En fait, la véritable décentralisation n’est présente que dans le réseau de stockage sous-jacent, Arweave, au sein de l’architecture de l’AO.

Un processus sur l’AO télécharge en toute sécurité ses données holographiques vérifiables dans Arweave, garantissant la possibilité de récupérer le processus à partir de l’hologramme, qui fonctionne efficacement selon un paradigme de consensus basé sur le stockage (SCP). Selon ce principe, aussi longues que les informations stockées sont immuables, toute transaction par-dessus est traçable et, quel que soit l’endroit où l’application est calculée, des résultats identiques seront obtenus.

L’AO n’a pas de mécanisme de consensus, mais en utilisant SCP, il sépare la couche de calcul de la couche de stockage, ce qui rend la couche de stockage définitivement décentralisée tout en conservant la couche de calcul dans le modèle traditionnel. En conséquence, il n’y a aucune limitation à l’évolutivité des calculs sur AO, permettant des services basés sur des registres blockchain avec des VM comme EVM, WASM ou Move, et permettant même la recréation de services Web2 existants en tant que versions décentralisées sur AO.

Résumé

Les premiers principes impliquent de considérer la nature fondamentale des choses d’un point de vue physique, et de concevoir à partir de ce noyau. Bien que Sui et Arweave AO soient des conceptions de blockchain dérivées de principes premiers, leurs essences sont distinctes, ce qui donne lieu à des architectures entièrement différentes.

Sui est essentiellement un service de registre décentralisé, en concurrence avec des plates-formes de couche 1 hautes performances comme Solana. Par conséquent, Sui est conçu avec un modèle de données orienté objet centré sur des « services de registre plus rapides », intégrant des mécanismes de double consensus et une exécution de transaction parallèle alimentée par un accès basé sur l’état, qui améliorent l’évolutivité, réduisent la latence et les frais. Cela permet aux développeurs de créer rapidement et à moindre coût des applications basées sur les smart contracts Sui Move.

Arweave AO est essentiellement un système informatique décentralisé, ou un service cloud décentralisé, l’infrastructure permettant d’exécuter des services de registre. En conséquence, AO introduit SCP, qui implique le calcul off-chain et le stockage on-chain, permettant un fonctionnement connecté et collaboratif d’ordinateurs parallèles massifs. L’expérience utilisateur ressemble beaucoup aux services cloud traditionnels, mais elle est soutenue par un système informatique décentralisé.

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