L'architecture de blockchain modulaire est une nouvelle philosophie de conception qui offre une vision future de réseaux hautement évolutifs et spécialisés avec une interopérabilité transparente en découplant les fonctions fondamentales de la blockchain en couches spécialisées et interchangeables.
L'approche modulaire ne ressemble en rien à la conception monolithique des premières blockchains qui, bien que sûres et simples, donnait le sentiment qu'il était impossible d'atteindre la décentralisation, la sécurité et la scalabilité simultanément.
Elle propose de "découpler" les fonctions de la blockchain en différentes couches, l'une gérant le consensus, une autre garantissant la disponibilité des données, et une troisième exécutant les transactions.
Cette séparation débloque la scalabilité, la performance et la flexibilité sans sacrifier la décentralisation ou la sécurité.
Le découplage de la pile blockchain
L'architecture modulaire concerne essentiellement la spécialisation par la division, car elle divise les concepts ou niveaux spécialisés constituant le découplage de la pile blockchain en différentes couches, chacune se concentrant sur une ou deux responsabilités principales. Les quatre principales couches de découplage sont :
- Couche d'exécution : Cette couche est le moteur où se déroule le calcul et où les utilisateurs interagissent avec les dApps. Les contrats intelligents sont exécutés et le traitement des transactions est effectué dans cette couche, sa forme dominante (les rollups) exécutant les transactions hors chaîne avant de poster les résultats à la couche de règlement. Elle détermine le nouvel état de la blockchain en fonction des transactions.
- Couche de consensus : C'est le "système judiciaire" de la blockchain. Elle est principalement responsable de l'ordonnancement des transactions et de la garantie que toutes les parties du réseau parviennent à un consensus concernant l'ordre des mises à jour d'état et leur validité. Elle offre le mécanisme de sécurité principal du réseau.
- Couche de disponibilité des données : Cette couche garantit que toutes les données de transaction des blocs sont publiées et facilement accessibles à tous les utilisateurs du réseau. C'est très important pour permettre aux nœuds complets et aux nœuds légers (en particulier ceux qui vérifient les Rollups) d'effectuer une vérification appropriée de l'état de la chaîne et la détection de fraude. Sans une disponibilité fiable des données (DA), les nœuds ne peuvent pas vérifier l'état de la chaîne, ce qui entraîne des problèmes de confiance.
- Couche de règlement : Cette couche sert de hub spécialisé et facultatif où les couches d'exécution (comme les rollups) finalisent les transactions, vérifient les preuves cryptographiques (par exemple, les preuves de fraude ou de validité), gèrent les litiges et relient les actifs en toute sécurité. Cette couche n'a pas besoin de gérer le consensus ou la disponibilité des données par elle-même, mais elle offrirait un cadre fiable où les chaînes d'exécution peuvent ancrer les mises à jour d'état pour l'interopérabilité, améliorant ainsi la sécurité et la finalité sans dupliquer l'infrastructure de couche de base.
Avantages de l'architecture modulaire
Scalabilité :
L'architecture modulaire offre la possibilité de scaler et d'optimiser les couches individuelles indépendamment (par exemple, en ajoutant plus de couches d'exécution/Rollups) sans surcharger la couche de base ni compromettre sa sécurité, ce qui permet d'obtenir un taux de transaction plus élevé.
Flexibilité :
L'architecture modulaire permet aux développeurs de personnaliser leur environnement d'exécution particulier sans compromettre la sécurité de la couche de base.
Ils sont autorisés à sélectionner différentes couches ; par exemple, un rollup conçu pour le trading à haute fréquence peut optimiser sa machine virtuelle pour la vitesse, tandis qu'un rollup axé sur les jeux peut prioriser les transactions NFT.
Souveraineté :
Tout en tirant parti d'une infrastructure partagée, les projets peuvent déployer leurs propres chaînes spécifiques et souveraines (également appelées AppChains ou RollApps) avec une gouvernance personnalisée et des structures de frais adaptées à leur application spécifique.
Efficacité des coûts :
Avec l'architecture modulaire, chaque chaîne n'est pas obligée de gérer son propre ensemble de validateurs. Le regroupement des transactions et l'utilisation de niveaux de disponibilité des données moins chers réduisent considérablement les prix des transactions pour les utilisateurs finaux.
Inconvénients de l'architecture modulaire
Complexité du système :
Le principal inconvénient de l'approche architecturale modulaire est l'augmentation spectaculaire de la complexité du système par rapport à une chaîne monolithique simple. La construction d'un système modulaire nécessite la coordination de multiples composants indépendants, souvent gérés par différentes équipes ou protocoles, ce qui introduit de nombreux nouveaux points de défaillance et exige des mécanismes de messagerie inter-chaînes sophistiqués. Même les développeurs doivent comprendre les nuances de l'ensemble de la pile, des règles de consensus de la L1 au système de preuve de la L2 et aux spécificités de la couche DA. Cela nécessite un niveau d'expertise plus élevé.
Sécurité conditionnelle :
Dans l'architecture modulaire, la sécurité d'une L2 (couche d'exécution) dépend de la bonne exécution de ses fonctions par la L1 (couche de consensus/règlement) et de l'utilisation correcte par la L2 des mécanismes de sécurité de la L1. La sécurité repose sur une "minorité honnête" de validateurs pour publier une preuve de fraude pendant une fenêtre de contestation. Si personne ne publie la preuve, une transition d'état frauduleuse pourrait passer inaperçue.
Risque d'interopérabilité :
L'architecture modulaire conduit naturellement à un écosystème de chaînes diverses et spécialisées, ce qui peut entraîner une fragmentation. Elles reposent sur des ponts inter-chaînes complexes pour déplacer les actifs et les données entre les couches. Ces ponts sont notoirement complexes et ont historiquement été la cible des plus grands exploits de sécurité dans l'espace crypto.
Alignement économique :
Le découplage des fonctions peut créer des défis dans l'alignement des incitations entre les différentes couches. Une couche qui se concentre uniquement sur une fonction utilitaire comme la disponibilité des données pourrait avoir du mal à accumuler une valeur élevée pour son jeton natif par rapport à une couche d'exécution qui capte la valeur des frais d'application, ce qui rend difficile d'inciter un ensemble suffisamment vaste et sécurisé de validateurs pour le réseau principal de DA/Consensus.
Conclusion
Même si la modularité n'est pas encore une solution miracle, son élan est clair. L'avenir de la blockchain a évolué par rapport à la conception monolithique et n'est plus une chaîne gigantesque pour les gouverner toutes, mais un écosystème modulaire de réseaux spécialisés et interopérables, chacun excellant dans sa tâche, protégé par une infrastructure partagée et scalant de concert.
Comme le dit Mustafa Al-Bassam, co-fondateur de Celestia :
"La modularité est aux blockchains ce que la pile TCP/IP a été à Internet."
— Mustafa AI-Bassam
À mesure que les projets et un nombre croissant d'entreprises axées sur les rollups progressent, la thèse modulaire est appelée à définir la prochaine génération d'infrastructure blockchain, permettant finalement l'avenir évolutif et décentralisé du Web3.
Cet article est une contribution d'un rédacteur externe : Premalynn.
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