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Une analyse approfondie de la modularité : solutions plug-and-play pour les goulets d'étranglement de la performance Blockchain

La blockchain modulaire, en séparant les différentes fonctionnalités de la blockchain en modules indépendants, peut offrir un support de performance et une expérience utilisateur fluide pour des fonctionnalités spécifiques, résolvant ainsi dans une certaine mesure le problème du "triangle impossible".

Ethereum, en tant que première plateforme Blockchain prenant en charge les contrats intelligents, a fourni un terreau fertile pour le design modulaire. Avec le développement de la technologie Blockchain, l'écosystème Bitcoin a également commencé à explorer les possibilités de modularité, en ajoutant de nouveaux modules pour réaliser des fonctionnalités plus avancées, telles qu'une protection de la vie privée améliorée, un traitement des transactions plus efficace ou des fonctionnalités de contrats intelligents renforcées.

La technologie modulaire représente une approche de produit "plus spirituelle" et plug-and-play, où des solutions Blockchain plus flexibles et personnalisables apparaîtront à l'avenir, permettant d'insérer et de retirer facilement divers services et fonctionnalités comme des briques Lego. Cette flexibilité permet aux développeurs de construire et de déployer rapidement des solutions Blockchain en fonction des besoins spécifiques des scénarios d'application.

Analyse approfondie de la modularité : Solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance du Blockchain

Blockchain monolithique et Blockchain modulaire

Lorsque nous explorons la Blockchain modulaire, il est essentiel de comprendre d'abord le concept de Blockchain monolithique. Les chaînes monolithiques, comme Bitcoin et Ethereum, sont connues pour leur exhaustivité, prenant en charge tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, en passant par l'exécution des contrats intelligents. Dans ce processus, la chaîne monolithique joue le rôle d'un généraliste, touchant à tous les aspects.

Prenons l'exemple d'Ethereum, une blockchain monolithique mature peut généralement être grossièrement divisée en quatre architectures :

  • Couche d'exécution (Execution Layer)
  • Couche de règlement (Settlement Layer)
  • Couche de disponibilité des données / Couche DA (Data Availability Layer)
  • Couche de consensus (Consensus Layer)

Grâce à cette analogie, nous pouvons mieux comprendre comment les différentes architectures de Blockchain travaillent ensemble. La Blockchain monolithique exécute toutes les fonctions sur la même chaîne, tandis que la Blockchain modulaire (Modular Blockchain) est une nouvelle architecture de Blockchain qui décompose le système Blockchain en plusieurs composants ou niveaux spécialisés, chaque composant étant responsable du traitement de tâches spécifiques, telles que le consensus, la disponibilité des données, l'exécution et le règlement.

Interprétation approfondie de la modularité : solutions plug-and-play pour les goulets d'étranglement des performances de la Blockchain

Les blockchains modulaires ressemblent à un groupe de spécialistes, se concentrant sur l'exploration approfondie et l'innovation technologique dans leurs domaines respectifs. Cette concentration permet aux blockchains modulaires d'offrir des performances et une expérience utilisateur exceptionnelles dans des fonctions spécifiques, par exemple, elles peuvent fournir une vitesse de traitement des transactions plus rapide à un coût inférieur.

En ce qui concerne l'architecture des nœuds, la chaîne monolithique dépend des nœuds complets, qui doivent télécharger et traiter une copie complète des données de la blockchain. Cela impose non seulement des exigences élevées en matière de ressources de stockage et de calcul, mais limite également la vitesse d'expansion du réseau. En revanche, la blockchain modulaire adopte un design de nœuds légers, qui n'ont besoin de traiter que les informations des en-têtes de blocs, ce qui améliore considérablement la vitesse des transactions et l'efficacité du réseau.

Un avantage notable des blockchains modulaires est leur flexibilité et leur collaboration. Elles peuvent externaliser des fonctions non essentielles à d'autres experts, créant ainsi un effet de synergie qui permet d'améliorer considérablement les performances globales. Cette philosophie de conception est similaire à celle des blocs Lego, permettant aux développeurs de combiner librement différents modules en fonction des besoins du projet, créant ainsi des solutions diversifiées.

Bien que les chaînes monolithiques présentent des avantages en termes de contrôle global, de sécurité et de stabilité, elles sont également confrontées à des défis tels que l'évolutivité, la difficulté de mise à niveau et l'adaptation à de nouveaux besoins. Les blockchains modulaires se distinguent par leur grande flexibilité et leur personnalisabilité, simplifiant ainsi le processus de création et d'optimisation de nouvelles blockchains.

Cependant, la blockchain modulaire fait également face à ses propres défis. Sa complexité architecturale augmente la charge de travail des développeurs en matière de conception, de développement et de maintenance. En tant que technologie émergente, la blockchain modulaire n'a pas encore été soumise à des tests de sécurité complets et à l'épreuve des fluctuations du marché, et sa stabilité et sa sécurité à long terme doivent encore être vérifiées.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance de la Blockchain

Blockchain modulable et "triangle impossible"

Pourquoi la technologie des blockchains modulaires suscite-t-elle un large intérêt et est-elle prédite comme "tendance future" ? Cela est étroitement lié à la célèbre théorie du "triangle impossible" dans le domaine de la blockchain.

Le "triangle impossible" de la blockchain fait référence à la difficulté qu'un réseau blockchain a à atteindre un état optimal sur les trois attributs clés de la sécurité, de la décentralisation et de l'évolutivité en même temps.

  • La scalabilité se concentre sur la capacité du réseau à traiter un grand nombre de transactions, ainsi que sur sa capacité à fonctionner de manière efficace et à faible coût en cas d'augmentation du nombre d'utilisateurs et de transactions. Elle est généralement mesurée par le TPS (transactions par seconde) et la latence (temps nécessaire pour confirmer une transaction).
  • Sécurité concerne le coût et la difficulté de protéger le réseau Blockchain contre les attaques. Par exemple, le mécanisme POW de Bitcoin exige que l'attaquant contrôle plus de 51 % de la puissance de calcul du réseau, tandis que le mécanisme POS d'Ethereum nécessite la collusion de plus d'un tiers des nœuds.
  • La décentralisation décrit le fonctionnement d'un réseau qui ne dépend pas d'un seul nœud central, mais qui est réparti sur de nombreux nœuds. Plus il y a de nœuds et plus leur répartition géographique est large, plus le degré de décentralisation du réseau est élevé.

Le point central du "triangle impossible" est qu'il est difficile pour un système de Blockchain d'optimiser ces trois caractéristiques. Par exemple : parmi de nombreuses chaînes publiques, Bitcoin et Ethereum se distinguent par leur large distribution de nœuds et leur nombre suffisant de nœuds, démontrant une grande décentralisation et sécurité.

Cependant, elles sacrifient une certaine scalabilité, ce qui entraîne des vitesses de transaction plus lentes et des frais de transaction plus élevés : le temps de génération de blocs de Bitcoin est d'environ 10 minutes, le TPS d'Ethereum est d'environ 13, et lorsque le volume des transactions augmente rapidement, les frais de transaction d'Ethereum peuvent atteindre plusieurs centaines de dollars.

Analyse approfondie de la modularité : solutions amovibles pour les goulets d'étranglement de performance de la Blockchain

C'est dans ce contexte que la technologie des blockchains modulaires a émergé, en répartissant différentes fonctions à des modules spécialisés, elle résout les défis de scalabilité et de coût des transactions auxquels sont confrontées les blockchains publiques traditionnelles. Par exemple, le réseau Lightning de Bitcoin et la technologie Rollup d'Ethereum sont des incarnations de cette pensée modulaire.

Les avantages des blockchains modulaires résident dans leur architecture en couches, permettant à chaque couche d'être optimisée pour des besoins spécifiques. La couche de données peut se concentrer sur le stockage et la validation des données, tandis que la couche d'exécution peut gérer la logique des contrats intelligents. Cette séparation améliore non seulement les performances et l'efficacité, mais favorise également l'interopérabilité entre différentes blockchains, fournissant une base pour construire un écosystème ouvert et interconnecté.

En résumé, la technologie de blockchain modulaire offre une nouvelle façon de résoudre les limitations des chaînes publiques traditionnelles. Elle permet d'atteindre une meilleure évolutivité et des coûts de transaction plus bas, tout en maintenant la décentralisation et la sécurité, ce qui a une signification profonde pour l'application étendue et le développement à long terme de la technologie blockchain.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance du Blockchain

Classification des Blockchains Modulaires

La blockchain modulaire, en raison de ses caractéristiques architecturales, peut être divisée en différents types. Parmi ces types, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, en raison de leur dépendance mutuelle étroite, sont souvent conçues comme un tout uni. Cela s'explique par le fait que, lorsque les nœuds reçoivent des données de transaction, ils déterminent généralement également l'ordre des transactions, ce qui est au cœur de la sécurité et de l'immuabilité de la blockchain.

Sur la base de ce principe de conception, nous pouvons examiner les différents projets de blockchain modulaires sous trois aspects : la couche d'exécution, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, et la couche de règlement.

Couche d'exécution

La technologie de couche 2, en tant qu'extension de la couche d'exécution dans l'architecture de la Blockchain, est une manifestation du concept de Blockchain modulaire. Elle vise à améliorer l'évolutivité de la chaîne principale en construisant des réseaux, systèmes ou technologies hors chaîne sur la Blockchain sous-jacente.

Les solutions Layer 2 permettent un traitement des transactions plus rapide et plus économique, tout en maintenant la sécurité et la décentralisation de la blockchain sous-jacente. Selon le tableau de bord dune réalisé par @0xning, on peut voir que la consommation de gas pour la validation et le règlement Layer 2 dans l'écosystème Ethereum est en moyenne inférieure à 10 %, ce qui permet d'économiser considérablement les coûts de transaction des utilisateurs.

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La technologie Rollup est actuellement la solution la plus répandue pour Layer 2, dont le concept central est "exécution hors chaîne, vérification sur chaîne", qui consiste à exécuter des calculs et autres tâches hors chaîne, puis à télécharger les données calldata sur la chaîne principale.

Exécution hors chaîne

Dans le modèle Rollup, les transactions sont exécutées hors chaîne, tandis que la blockchain sous-jacente est uniquement responsable de la validation des preuves de transaction dans les contrats intelligents et du stockage des données de transaction brutes. Ce design allège considérablement la charge de calcul de la chaîne principale, réduisant les besoins de stockage, permettant ainsi un traitement des transactions plus efficace.

Pour réduire davantage les coûts, Rollup utilise la technologie de regroupement des transactions. On peut le comparer à l'assemblage de marchandises dans la logistique, où l'envoi de chaque article séparément entraîne des frais de transport élevés. La technologie Rollup, en regroupant plusieurs transactions, nécessite seulement un "transport", ce qui réduit considérablement le coût de chaque transaction.

Validation sur la Blockchain

La vérification en chaîne est la clé de la sécurité des réseaux Layer 2. Les réseaux Layer 2 doivent fournir des preuves cryptographiques pour résoudre les divergences potentielles sur la blockchain sous-jacente. Actuellement, les deux mécanismes de preuve dominants sont la preuve d'erreur et la preuve de validité, qui soutiennent respectivement les Optimistic Rollups et les ZK Rollups.

Preuve d'erreur des Optimistic Rollups

Les Optimistic Rollups adoptent une hypothèse optimiste, selon laquelle toutes les transactions sont par défaut valides, sauf preuve contraire. Ce modèle repose sur une preuve d'erreur (preuve de fraude) pendant la période de contestation, où tout participant au réseau peut soumettre une preuve pour contester l'état du contrat intelligent, garantissant ainsi l'équité et la transparence du réseau.

Selon les données de L2BEAT, il y a actuellement 16 Layer 2 utilisant le mécanisme des Optimistic Rollups, tels que : Arbitrum, OP, Base, Blast, etc.

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Preuve de validité des ZK Rollups

Contrairement aux Optimistic Rollups, les ZK Rollups adoptent une approche plus prudente, exigeant que toutes les transactions soient validées avant d'être acceptées. Ce mécanisme de preuve est similaire à un processus de vérification, garantissant que chaque transaction et calcul dans le réseau Layer 2 est exact.

En résumé, la preuve de validité est la pierre angulaire des ZK-Rollups, exigeant que chaque lot de transactions soit accompagné de la preuve correspondante, garantissant ainsi que les contrats intelligents sur la chaîne de blocs sous-jacente puissent vérifier et approuver les changements d'état. Pour les nœuds de validation, les ZK Rollups offrent un mécanisme de règlement sans erreur, car chaque transaction doit passer par une validation de validité rigoureuse.

Selon les données de L2BEAT, il y a actuellement 11 Layer 2 utilisant le mécanisme ZK Rollups, comme : Linea, Starknet, zkSync, etc.

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couche de disponibilité des données et couche de consensus

Celestia

Celestia, en tant que pionnier dans le domaine des blockchains modulaires, est essentiellement une couche de disponibilité des données, fournissant une base solide pour le développement de dApps et de Rollups. En déployant sur la couche de disponibilité des données et la couche de consensus de Celestia, les développeurs d'applications peuvent se concentrer sur l'exécution.

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Commentaire
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LiquidityWizardvip
· Il y a 10h
La modularité a beaucoup de potentiel.
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MysteriousZhangvip
· Il y a 10h
Solution de répartition parfaite
Voir l'originalRépondre0
ClassicDumpstervip
· Il y a 10h
La performance a toujours été un point douloureux.
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AirdropHunterXMvip
· Il y a 10h
La modularité est vraiment une bonne chose.
Voir l'originalRépondre0
AirdropSweaterFanvip
· Il y a 10h
L'amélioration des performances est vraiment bonne
Voir l'originalRépondre0
SleepyArbCatvip
· Il y a 10h
Est-ce que cela compte comme une percée ?
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