Comprendre Way Network : un protocole multichaîne sans hypothèse de confiance basé sur la technologie ZKP
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Comprendre Way Network : un protocole multichaîne sans hypothèse de confiance basé sur la technologie ZKP
Way Network utilise la technologie de preuve à connaissance nulle, permettant une interconnexion sans hypothèse de confiance et susceptible de devenir le prochain protocole d'interconnexion.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Jiang Haibo
Les protocoles de pont inter-chaînes sont devenus indispensables avec le développement de l'écosystème multi-chaînes. Toutefois, en raison du volume important de fonds qu'ils gèrent, ils figurent parmi les projets les plus complexes d’un point de vue technique et sécuritaire. Selon les statistiques de PANews, rien qu'en 2022, des ponts inter-chaînes comme Wormhole, Ronin Network, BNB Chain, Horizon et Nomad ont perdu chacun plus de cent millions de dollars à la suite d'attaques de pirates informatiques.
En revenant aux fondamentaux des projets, la sécurité demeure la préoccupation primordiale pour tout protocole inter-chaînes. Les solutions basées sur la technologie de preuve à connaissance nulle (ZKP), adoptant une approche « sans hypothèse de confiance » (trustless), permettent d’éviter toute intervention humaine ou facteurs subjectifs dans la conception du protocole, et pourraient bien constituer la voie d’avenir.
Évolution des protocoles inter-chaînes
L'évolution des protocoles inter-chaînes peut être vue comme un processus continu de décentralisation et de réduction des interventions externes. En excluant les solutions entièrement centralisées telles que les exchanges ou les portefeuilles, les protocoles inter-chaînes dits décentralisés actuellement utilisés reposent encore sur des mécanismes relativement centralisés. Ces solutions intègrent des mécanismes de sécurité tels que la preuve d'enjeu (PoS), les signatures multisignatures et le calcul multipartite sécurisé. Ce type de solution est particulièrement vulnérable aux incidents de sécurité, et en cas de vol de fonds, il devient difficile pour les équipes projet de prouver leur innocence.
Par exemple, bien que Ronin Network exige la validation par 5 des 9 validateurs pour autoriser un retrait, Sky Mavis contrôle 4 de ces validateurs et peut également signer au nom d’un cinquième, Axie DAO. Ainsi, lorsque les pirates ont compromis Sky Mavis, ils ont effectivement contrôlé 5 des 9 validateurs, rendant l’attaque possible.
Ces derniers mois, des protocoles inter-chaînes adoptant des mécanismes de sécurité décentralisés, menés par LayerZero, ont progressivement pris l’avantage. LayerZero est un protocole d'interopérabilité universel qui déploie un Endpoint sur chaque chaîne supportée. Cet Endpoint exécute un nœud ultra-léger, transmettant à la demande les en-têtes de bloc contenant les informations inter-chaînes via un Oracle (oracle), puis transfère les preuves via un Relayer (relais) pour vérification, garantissant ainsi l’exactitude des données. Cette architecture implique donc deux composants hors-chaîne — le relais et l’oracle — pour assurer la transmission des messages entre chaînes. L’utilisateur doit faire confiance au fait que ces deux entités ne s’allieront pas pour agir malicieusement, et que le protocole lui-même ne compromettra pas le Relayer. Or, selon des expériences menées par L2BEAT et d'autres, l’architecture de LayerZero permet de modifier à tout moment le Relayer et l’Oracle, ce qui signifie qu’un attaquant pourrait potentiellement extraire les actifs sous-jacents en les remplaçant.
Cela ne marque pas la fin de l’évolution des protocoles inter-chaînes. Concernant les deux principales solutions de mise à l’échelle d’Ethereum, Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum, pense que les Rollups ZK surpasseront à long terme les Rollups Optimistic. Récemment, des projets comme Way Network ont commencé à intégrer la technologie de preuve à connaissance nulle (ZKP) aux protocoles inter-chaînes afin de construire des ponts véritablement trustless. L'utilisateur n’a alors besoin de faire confiance à aucun tiers externe, y compris au protocole lui-même, la sécurité étant assurée uniquement par des preuves mathématiques et cryptographiques.
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La première génération de protocoles inter-chaînes repose généralement sur PoS, multisignatures ou calcul multipartite sécurisé, nécessitant souvent la validation par des dizaines de nœuds pour transmettre une information inter-chaînes.
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La deuxième génération exploite l’hypothèse issue de la théorie des jeux selon laquelle les deux parties (Oracle et Relayer) agissent indépendamment sans collusion, simplifiant ainsi la logique de validation initialement distribuée entre plusieurs entités en une simple vérification unilatérale par l’Oracle de l’exactitude des données transmises par le Relayer.
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La troisième génération utilise exclusivement des méthodes mathématiques et cryptographiques, appliquant des preuves à connaissance nulle au processus de transmission des données, puis validant ces preuves via un contrat de vérification déployé sur la chaîne cible, garantissant ainsi la validité des preuves, des informations et du payload utilisateur.
Figure 1 : Trois générations de protocoles inter-chaînes
Architecture technique de Way Network
Way Network est un protocole d’interopérabilité universel fondé sur les preuves à connaissance nulle, fonctionnant sans aucune hypothèse de confiance. Il adopte une architecture modulaire, permettant une intégration facile pour les applications. Way Network comprend principalement 3 routes et 4 composants.
Les trois routes sont :
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Route principale, assurée par zkRelayer ;
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Route ascendante, assurée par Way Luggage ;
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Route descendante, assurée par Way IMTP.
Les quatre composants incluent les contrats intelligents Sender et Receiver, zkRelayer, Luggage et IMTP.
Figure 2 : Architecture technique de Way Network
zkRelayer relaie les en-têtes de bloc depuis la chaîne source vers la chaîne cible, ainsi que les preuves, messages et payloads. zkRelayer est essentiel pour que Way Network atteigne un modèle truly trustless et extensible, comme nous l’expliquerons plus en détail ci-dessous.
Way Luggage est un protocole de transfert de données inter-chaînes où l’utilisateur conserve la propriété de ses données, assurant leur disponibilité. Dans l’univers Web2, les données utilisateur sont stockées sur des serveurs centralisés appartenant à la plateforme, privant l’utilisateur de tout droit sur celles-ci. Une différence majeure du Web3 réside précisément dans la résolution de la question de la propriété des données : grâce à des solutions de stockage décentralisées comme IPFS, Filecoin ou Arweave, les utilisateurs peuvent désormais posséder leurs données sur la blockchain. Way Luggage complète cette vision en offrant un contrôle d’accès inter-chaînes, un transfert sécurisé entre chaînes, et des fonctionnalités de protection de la vie privée, garantissant que les utilisateurs conservent pleinement la maîtrise de leurs données.
Way IMTP est un protocole de transmission de messages inter-chaînes, qui accélère la communication entre chaînes en envoyant aux dApps des messages préalablement vérifiés. Les utilisateurs peuvent même consulter les messages avant leur validation finale sur la chaîne cible, réduisant ainsi le temps nécessaire à la validation par le Receiver. La distinction entre IMTP et XMTP, un autre protocole de messagerie chiffrée Web3, réside dans leur champ d’application : IMTP traite les communications entre chaînes, tandis que XMTP concerne les communications entre utilisateurs ou applications sur une même chaîne, similaire à la différence entre un réseau étendu (WAN) et un réseau local (LAN).
Le contrat Sender sur la chaîne source et le contrat Receiver sur la chaîne cible forment une paire de contrats intelligents construits autour de zkRelayer. Le contrat Sender reçoit les messages inter-chaînes et les transmet à zkRelayer ; le contrat Receiver maintient une liste actualisée des en-têtes de blocs et met à jour cette liste après vérification des preuves fournies par zkRelayer.
En combinant zkRelayer, Way Luggage, Way IMTP et d’autres composants, Way Network va au-delà du simple transfert d’actifs : il permet aussi de transmettre des messages instantanés, des états ou des fichiers entre blockchains, dépassant ainsi les limites des solutions classiques centrées uniquement sur les actifs.
Comment réaliser une communication inter-chaînes truly trustless ?
Le processus inter-chaînes implique des compromis entre sécurité, décentralisation, coût et efficacité. La plupart des protocoles ont leurs propres priorités, mais atteindre un modèle truly trustless est désormais une exigence clé du développement actuel.
zkRelayer est au cœur de cette approche trustless et extensible. Grâce à la technologie de preuve à connaissance nulle, il permet l’envoi et la réception de messages sans aucune hypothèse de confiance, créant un environnement sécurisé pour la communication inter-chaînes. Dans le processus complet de Way Network, le chemin A Chaîne → Sender → zkRelayer → ZK Verifier → Receiver → B Chaîne repose exclusivement sur des formules mathématiques et cryptographiques. Une fois le code déployé, aucune intervention externe n’est requise. Étant open-source, son intégrité peut être vérifiée, garantissant qu’aucune force extérieure ne peut interférer avec le processus inter-chaînes.
Une solution de communication inter-chaînes basée sur zkRelayer présente les avantages suivants :
- Aucune hypothèse de confiance requise, sécurité décentralisée
- Sans permission
- Décentralisé
- Universel et généralisable
- Évolutif et extensible
- Haute performance, faible coût
Au cœur de zkRelayer se trouve zkProver, chargé de générer les preuves à connaissance nulle, une opération très intensive en ressources. Comme on le sait, la preuve à connaissance nulle est une technique cryptographique permettant à un prouveur de convaincre un vérificateur de la validité d’un résultat sans lui révéler aucune information utile supplémentaire.
Figure 3 : Composants de preuve à connaissance nulle de Way Network
Le système de preuve à connaissance nulle utilisé par Way Network s'appelle zkSpark, un zkSNARK transparent, concis et non interactif, offrant des temps de preuve et de vérification très courts. zkSpark ne nécessite ni initialisation confidentielle, ni paramètres publics générés par des procédures complexes, et ne comporte aucun secret à protéger.
zkSpark repose sur un code programmable à temps de preuve sous-linéaire, ce qui en fait l’une des solutions les plus optimales en termes de rapidité parmi tous les ZKP existants. La vérification induit un coût sous-linéaire. zkSpark est un primitif cryptographique conçu spécifiquement par l’équipe de Way Network. Sans augmenter la taille des messages relayés, zkProver n’ajoute aucun délai significatif au processus, garantissant une expérience utilisateur sûre et fiable.
Application d’un pont inter-chaînes ZKP : Send Finance
Grâce au SDK/API de Way Network, il est possible de construire une nouvelle génération de ponts inter-chaînes : les ponts ZKP, ou zkBridge. Send Finance est le zkBridge officiel que Way Network s'apprête à lancer. Send Finance incarne cette nouvelle génération car il réalise pour la première fois une transmission truly trustless d’informations inter-chaînes, appelée Trustless Messaging.
Le cœur de Send Finance repose sur le relais à preuve à connaissance nulle de Way Network pour assurer la Trustless Messaging. Après avoir validé l’intégrité des informations inter-chaînes, les tokens sont placés dans un pool et font l’objet d’un message sécurisé. Si la vérification de sécurité réussit, les tokens sont libérés dans le portefeuille utilisateur sur la chaîne cible. Sinon, les tokens sont retournés à l’expéditeur.
Dans cette deuxième phase, le composant clé est le Receiver, un contrat intelligent déployé sur la chaîne cible. Son élément central est zkVerifier, dont le rôle va au-delà de la simple réception des messages venant de zkRelayer : il doit impérativement les vérifier. zkVerifier fonctionne sur la chaîne, tandis que zkProver opère hors chaîne. Ils sont strictement appariés : zkVerifier ne peut valider que les preuves produites par son zkProver correspondant.
Les éléments vérifiés sont les suivants :
- La preuve générée par zkRelayer via une preuve à connaissance nulle ;
- Le message envoyé par le contrat intelligent Sender sur la chaîne source ;
- Le payload généré par l’interaction de l’utilisateur avec le pont inter-chaînes Send Finance.
Figure 4 : Architecture du zkBridge Send Finance basé sur Way Network
Cas d’usage : du transfert d’actifs à la DeFi, aux jeux blockchain, etc.
Polkadot et Cosmos, autrefois les leaders du secteur, étaient techniquement limités à des communications internes à leurs écosystèmes. La congestion d’Ethereum et son effet de débordement ont favorisé la montée inattendue de nombreuses chaînes EVM. Par la suite, les écosystèmes Solana et Terra ont brièvement brillé, attirant l’attention, avant que les développeurs ne s’intéressent aujourd’hui aux blockchains Move comme Aptos et Sui Network. Les nombreux ponts inter-chaînes apparus avec ces écosystèmes se sont majoritairement limités au transfert d’actifs, le plus simple étant souvent restreint aux chaînes EVM.
Pour Way Network, le premier cas d’usage sera le pont d’actifs, mais ce n’est qu’un point de départ. À l’avenir, il s’étendra progressivement à la DeFi, aux réseaux sociaux, aux marketplaces et aux jeux.
Figure 5 : Cas d’usage de Way Network
La DeFi représente aujourd’hui le domaine le plus susceptible d’intégrer efficacement les ponts inter-chaînes pour améliorer radicalement l’expérience utilisateur.
Par exemple, un DEX universel intégrant Way Network permettrait un échange d’actifs en un seul clic entre chaînes. Actuellement, pour échanger UNI sur Ethereum contre GMX sur Arbitrum, l’utilisateur doit passer par trois étapes :
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Convertir d’abord UNI en ETH sur Ethereum,
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Transférer ensuite ETH de la chaîne principale Ethereum vers Arbitrum,
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Puis acheter GMX avec ETH sur Arbitrum.
En intégrant un pont inter-chaînes avec un agrégateur de transactions, il serait possible de convertir l’actif source en un stablecoin ou actif de base, puis de l’échanger sur la chaîne cible via des agrégateurs comme 1inch. L’utilisateur n’aurait ainsi besoin que d’initier une seule transaction sur le DEX universel de la chaîne source pour accomplir tout le processus.
Dans le domaine du prêt, des protocoles multichaînes comme Aave peuvent intégrer un pont inter-chaînes pour permettre le prêt avec garantie inter-chaînes. Le pont ne serait activé qu’en cas de liquidation. Tant que la garantie est suffisante, aucun transfert inter-chaînes n’est nécessaire. En utilisant le SDK/API de Way Network, un utilisateur détenant USDC sur Optimism pourrait l’utiliser comme collatéral pour emprunter directement ETH sur Arbitrum. Si aucune liquidation n’a lieu, l’utilisateur rembourse simplement la dette sur Arbitrum et récupère son USDC sur Optimism. En cas de liquidation, le pont transfère l’USDC depuis Optimism vers Arbitrum pour couvrir la perte.
Pour les stablecoins inter-chaînes, des applications comme MakerDAO peuvent utiliser le SDK/API de Way Network pour proposer une fonctionnalité de stablecoin multichaînes. Un utilisateur pourrait par exemple déposer ETH sur Ethereum et frapper du DAI sur Arbitrum. Actuellement, la création de DAI est limitée à Ethereum, et les ponts inter-chaînes manquent souvent de liquidité pour DAI, ce qui ralentit sa diffusion comparé à USDC. L’intégration de Way Network permettrait de résoudre ce problème, permettant aux émetteurs de stablecoins décentralisés de déployer leurs jetons directement sur toutes les chaînes.
Les données, fichiers, informations dans les projets sociaux, les NFT sur les marchés, les objets dans les jeux, peuvent tous être transférés via Way Network, contribuant ainsi à construire un écosystème multichaînes florissant.
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