Au niveau de l'infrastructure, les sujets de recherche brûlants d'aujourd'hui sont centrés sur un 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. Récemment, la communication inter-chaînes a reçu le plus d'attention en raison du lancement récent de Cosmos et Polkadot (c'est presque là !).

Communication Inter-Chaînes — Un Principe Si Simple

De nombreux experts soutiennent que les blockchains publiques se consolideront 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 se bâtir peuvent ne pas offrir les propriétés (par exemple, le calcul préservant la vie privée) et la personnalisation (par exemple, le traitement et le stockage des données) que les applications nécessitent ;
• Scénario B : il faut un modèle de gouvernance différent que les blockchains existantes ne soutiennent pas — construire une application sur une plateforme de contrat intelligent force une 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 par le document d'Adam Back “Activer les Innovations Blockchain avec des Sidechains Liées” qui illustre un fait simple mais surprenant sur la manière de transférer l'actif X de la blockchain A à la blockchain B. Il s'avère que le "transfert" est en réalité une illusion. L'actif X n'est pas "transféré" mais temporairement verrouillé sur la blockchain A, tandis que la même quantité d'Asset X équivalente est créée sur la blockchain B. Cela s'appelle le pegging et faire cela dans les deux sens est un peg bidirectionnel (2WP).

Tous les systèmes 2WP sont basés sur le vote, de sorte qu'un groupe de "témoins" vote sur le moment de déverrouiller l'actif X et où l'envoyer. Cela soulève la question — combien de confiance devons-nous accorder à ce groupe de témoins? L'approche la plus simple est d'avoir un seul et unique témoin de confiance pour effectuer le travail (par exemple, un échange de crypto-monnaies). Cependant, une meilleure approche consiste à mettre en œuvre le 2WP où un groupe de témoins doit approuver le déverrouillage/le déplacement des actifs.

Dans le cas d'une sidechain, ce groupe de témoins représente des parties prenantes (par exemple, les mineurs, les délégués, les BPs) des blockchains A et B, ce qui fonctionne mais introduit une complexité technique. Pour la blockchain A, implémenter une logique au niveau du protocole pour communiquer avec la blockchain B (qui peut être mise à jour au fil du temps) est un fardeau. Le problème devient plus complexe en introduisant les blockchains C, D, E, etc. dans l'équation.

Une approche différente est d'avoir un groupe commun de témoins qui facilite la communication à travers un réseau de blockchains, ce qui est l'intuition derrière Cosmos Hub, Polkadot Relay Chain et IoTeX Root Chain. Chaque projet utilise différentes approches et cryptoméconomies pour rendre leur groupe commun de témoins digne de confiance et adaptable à de nombreuses blockchains hétérogènes. Cosmos suppose que chaque blockchain a son propre ensemble de validateurs, sa sécurité et son consensus, tandis qu'IoTeX et Polkadot utilisent un pool de consensus partagé et une "sécurité par défaut" pour faciliter le processus d'intégration à la blockchain. Comparé à Polkadot dont la mission est de connecter toutes les blockchains du monde, le but 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, l'informatique de confiance, les marchés de données IoT et 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 concerne la décentralisation et la sécurité, qui peuvent être encore renforcées par la communication inter-chaînes. Plus spécifiquement, la communication inter-chaînes permet aux actifs de circuler à travers différentes blockchains à la recherche de :

• Niveaux de sécurité différents (par exemple, une transaction plus rapide contre une meilleure lutte contre la censure)
• Propriétés distinctes (par exemple, transaction en clair contre transaction confidentielle)
• Applications variées (par exemple, DeFi contre jeux)

La communication inter-chaînes permet également le découplage des actifs cryptographiques et de leur blockchain sous-jacente. Bien que cela puisse sembler trivial, ce découplage améliore les blockchains actuelles de nombreuses manières significatives.

Tout d'abord, cela permet à différentes équipes/projets/chains de se concentrer sur différents aspects de la technologie blockchain tout en les rendant collectivement utiles et impactants. Par exemple, imaginez deux blockchains : "blockchain 1" se concentre sur l'expérience utilisateur, (par exemple, des portefeuilles de premier ordre, des interfaces d'application) et "blockchain 2" se concentre sur la lutte contre la censure, ce qui la rend lente et difficile à utiliser pour les utilisateurs normaux. Ce qui se passera naturellement, c'est que les utilisateurs transféreront des actifs de la blockchain 2 à la blockchain 1 pour plus de facilité d'utilisation et les transféreront de nouveau pour un stockage à long terme.

Deuxièmement, cela permet une évolution rapide des protocoles blockchain. Les protocoles relativement matures font face à un dilemme entre une meilleure sécurité et une évolution plus rapide — le progrès rapide signifie généralement briser des choses tandis qu'une grande sécurité implique une certaine forme de stagnation. Avec la communication inter-chaînes, déplacer des actifs a presque un coût nul. Par conséquent, on pourrait théoriquement créer une copie d'Ethereum comme terrain d'essai, itérer rapidement dessus, et finalement transférer tous les actifs d'Ethereum vers ce nouveau terrain d'essai. Si le nouveau terrain d'essai n'est pas idéal, tous les actifs peuvent revenir en arrière, ce qui est une propriété fantastique qu'une fourche ne peut pas fournir. À long terme, la chaîne qui attire le plus d'actifs sera la plus prospère. Celles qui ne peuvent pas attirer d'actifs sont en récession et finiront par disparaître.

Enfin et 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 nouveau appelé gouvernance inter-chaînes, que nous expliquons dans la section suivante.

Un Nouveau Paradigme — Gouvernance Inter-Chaînes

Lorsque nous avons lancé pour la première fois la Chaîne Racine IoTeX en avril 2019, nous avons été confrontés à un problème difficile de comment établir en toute sécurité une nouvelle blockchain, ce qui se résume à ce que nous appelons Délegués Égoïstes. Comme il y avait peu d'électeurs au tout début, les premiers acteurs pouvaient facilement contrôler de nombreux sièges de délégués et annuler des transactions de gouvernance qui allaient à l'encontre de leurs intérêts. Par exemple, annuler les transactions de vote lors de la production de blocs empêcherait de nouveaux délégués de se joindre.

Pour établir 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 pendant que les résultats de la gouvernance sont appliqués à une blockchain moins mature. Le réseau IoTeX a actuellement des actifs sur deux blockchains publiques — Ethereum (IOTX-E sont utilisés pour la gouvernance) et IoTeX Rootchain (IOTX sont utilisés pour l'utilité). IOTX et IOTX-E composent l'offre totale de 10 milliards de tokens et sont échangeables en utilisant IoTube, qui est un pont décentralisé entre Ethereum et IoTeX.

Bien que 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 de transactions, lent à déplacer) et plus de sécurité pour gouverner le réseau IoTeX (voir http://member.iotex.io). IOTX est conçu pour avoir une haute liquidité (idéalement un volume de transactions élevé, rapide à déplacer) pour les opérations et applications au sein du réseau IoTeX. Cela dit, IOTX et IOTX-E sont équivalents en valeur. Cela est analogique aux actions de Google qui ont des actions de classe A et C — les actions de classe C n'ont pas de droits de vote, tandis que les actions de classe A ont un vote chacune. Avec cette structure, il est impossible pour les Délegués Égoïstes d'annuler des transactions de gouvernance qui allaient à l'encontre de leurs intérêts, et cela rend efficace la réélection et le scalpage des délégués.

Nous avons également découvert que cette gouvernance inter-chaînes atténue efficacement les attaques de Longue Portée, qui est une préoccupation générale pour toutes les blockchains PoS. En résumé, une attaque de Longue Portée se produit lorsqu'un grand actionnaire précoce dépense ses tokens, crée une branche sur la blockchain à partir des tout premiers blocs, et dépasse la chaîne principale. Puisque l'historique de staking/voting est sur Ethereum, cela fournit une résistance suffisante pour contrer la subjectivité faible (car il s'agit d'une chaîne PoW et une attaque à 51 % est très coûteuse).

Quelques idées plus folles

Ceci n'est qu'un début de ce que la communication et la gouvernance inter-chaînes peuvent apporter à la table. Il y a de nombreuses idées folles que IoTeX est en train de rechercher et d'explorer. Voici quelques exemples !

Comment une jeune blockchain peut-elle porter et opérer des actifs de valeur X sur une blockchain avec un total de jetons de valeur Y, où X > Y ?

Un attaquant avec un grand budget s'achète une place pour contrôler ~⅔ (ou même la totalité) des emplacements de producteurs de blocs, avec l'intention de voler des actifs. La solution actuelle à cette question est de "attendre et de faire croître" cette chaîne, ce qui pourrait prendre du temps. Une expérience sur laquelle nous travaillons en interne s'appelle la gouvernance inter-chaînes multi-actifs — Les délégués, en plus de miser sur IOTX-E, peuvent miser sur d'autres actifs tels que NUSD, WETH, WBTC pour construire un panier de cryptomonnaies. La valeur de ce panier peut être facilement calculée en utilisant l'oracle Chainlink et utilisée pour classer les candidats et partager les récompenses (qui sont IOTX). La mise multi-actifs augmentera probablement le montant total d'actifs misés et sécurisera la chaîne. Cela n'est possible qu'avec la gouvernance inter-chaînes car de nombreux autres actifs sont susceptibles de vivre sur une blockchain mûre.

Comment limiter l'attaque "rien à perdre" sans introduire trop de complexité au niveau du protocole ?

L'attaque "rien à perdre" est une autre préoccupation générale pour toutes les blockchains PoS. Cela signifie que chaque Délégué construira sur chaque fork si/quand un fork a lieu, car il y a presque zéro coût pour produire un bloc (contrairement aux chaînes PoW) et maximiser leur intérêt financier personnel. Pour imiter ce qui se passe sur une chaîne PoW, chaque délégué dépense X jetons pour produire un bloc et est récompensé par Y jetons si la proposition réussit, où X < Y. Cela revient à sanctionner le délégué équivoque 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 délégués conspirateurs peuvent sélectionner les transactions de sanction à supprimer. La gouvernance inter-chaînes permet à une victime d'envoyer des preuves à Ethereum et de s'assurer que les délégués équivoques sont sanctionnés.

Conclusion

Dans l'ensemble, la communication inter-chaînes ouvre la porte à de nombreux designs et applications intéressants. Pour la première fois dans l'industrie de la blockchain, nous allons bientôt permettre aux chaînes de "emprunter" des actifs, de la sécurité et des propriétés d'autres chaînes. Nous voyons cela comme un nouveau paradigme en ce qui concerne la conception des systèmes blockchain.