Nexus Labs : Comment étendre la blockchain grâce au cloud computing vérifiable ?
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Nexus Labs : Comment étendre la blockchain grâce au cloud computing vérifiable ?
Cet article présentera les caractéristiques et l'architecture de Nexus et Nexus Zero, et explorera la manière dont ils favorisent le développement de la technologie blockchain.
Dédié à des analyses Web3 approfondies
Rédaction : Stanford Blockchain Review
Traduction : TechFlow
Cet article provient de Stanford Blockchain Review. TechFlow est partenaire officiel de Stanford Blockchain Review et dispose d'une autorisation exclusive pour sa traduction et republication.
À mesure que la technologie blockchain évolue, de nouveaux cas d'utilisation apparaissent sans cesse. Toutefois, son application à grande échelle fait toujours face à certains défis, notamment en matière d'extensibilité.
Pour résoudre ce problème, Nexus Labs propose une nouvelle solution : un réseau décentralisé de cloud computing universel et vérifiable, conçu pour fournir puissance de calcul et extensibilité aux blockchains, aux Rollups et aux contrats intelligents. Cet article présente les caractéristiques et l'architecture de Nexus et de Nexus Zero, et explore leur potentiel pour accélérer le développement de la technologie blockchain.
Introduction
Le cloud computing vérifiable permet d'externaliser des calculs provenant de programmes traditionnels (par exemple écrits en Rust ou en C++) vers des serveurs distants (tels qu’AWS ou Google Cloud), tout en recevant non seulement le résultat du calcul, mais aussi une preuve vérifiant mathématiquement son exactitude. Cette approche permet aux utilisateurs de déléguer leurs calculs à des serveurs non fiables tout en conservant la capacité de valider les résultats.
L’impact potentiel du cloud computing vérifiable sur la blockchain est considérable. En permettant aux contrats intelligents d’externaliser de manière mathématiquement vérifiable des opérations de calcul, de stockage ou d’interaction avec d'autres systèmes, cette technologie pourrait considérablement renforcer les capacités computationnelles des systèmes de contrats intelligents.
Nexus est une tentative de mise en œuvre d’un cloud computing vérifiable universel, spécifiquement destiné à étendre les applications Ethereum. Dans cet article, nous présentons un aperçu succinct des principales innovations que notre équipe développe pour concrétiser cette vision.
Calcul vérifiable
La vérifiabilité peut être définie et implémentée selon différentes approches. On distingue généralement :
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Preuves de validité : grâce aux preuves à divulgation nulle de connaissance (zero-knowledge proofs / zk-SNARKs), un vérificateur peut confirmer mathématiquement qu’un programme a été correctement exécuté.
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Preuves de fraude : il est également possible de fournir une preuve d’invalidité. Ce mécanisme, souvent appelé calcul « optimiste », suppose qu’au moins une partie honnête détectera et signalera toute tentative de tromperie.
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Preuves de consensus : ne garantissant pas une correction mathématique stricte, elles reposent sur l’hypothèse qu’un seuil donné (t-sur-N) des participants sont honnêtes ou rationnels sur le plan économique. C’est la méthode adoptée par les blockchains et chaînes latérales.
Chaque méthode implique des compromis entre facilité d’utilisation et sécurité. Généralement, les preuves à divulgation nulle offrent les meilleures garanties de sécurité, tandis que les systèmes basés sur le consensus ou les machines à états constituent aujourd’hui les algorithmes fondamentaux les plus pratiques et robustes.
Sécurité et vivacité
La vérifiabilité seule ne suffit pas. Pour construire de véritables applications décentralisées, deux garanties de sécurité sont nécessaires :
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Sécurité : correspond à la propriété de vérifiabilité/correction.
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Vivacité : garantit que l’application s’exécutera finalement, c’est-à-dire qu’elle ne sera pas censurée.
Des systèmes comme les Rollups Optimistes ou ZK peuvent assurer la sécurité (via preuves de fraude ou ZKPs), mais pas nécessairement la vivacité (par exemple, s'ils comportent un séquenceur centralisé). Un système offrant à la fois sécurité et vivacité est considéré comme entièrement correct.
Nexus : réaliser un cloud computing vérifiable universel et entièrement correct
Nexus est un marché décentralisé pour le cloud computing vérifiable.
Il permet aux développeurs d’héberger des applications cloud sans serveur écrites dans des langages classiques (comme Rust, C++, Go), similaires aux fonctions AWS Lambda, tout en bénéficiant de garanties de sécurité et de vivacité.
Nexus existe sous deux versions distinctes : Nexus et Nexus Zero.
Nexus Zero : un réseau de cloud computing à base de preuves à divulgation nulle
Nexus Zero est un réseau décentralisé hors chaîne de générateurs de preuves à divulgation nulle, permettant aux contrats intelligents Ethereum d’externaliser des calculs généraux.
Il repose sur trois composants :
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Une machine virtuelle à preuve nulle universelle (zkVM).
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Un réseau de prouveurs sans permission.
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Un réseau de teneurs de marché décentralisé.
Les applications sur Nexus Zero sont des « zk-Functions » sans état, appelées directement par des contrats intelligents. Cela signifie que Nexus Zero utilise un circuit universel capable de prouver n’importe quel calcul (dans les limites du temps d’exécution), plutôt que de compiler chaque programme en un circuit spécifique.
Nexus : un réseau de cloud computing décentralisé
Nexus est un réseau de cloud computing décentralisé. Autrement dit, il s'agit d'un réseau constitué de « blockchains sans serveur », indépendantes et perçues depuis l'extérieur.
Les applications sur Nexus sont des « fonctions Nexus » avec état, appelées directement par des contrats intelligents. Le réseau Nexus peut être utilisé pour externaliser depuis les systèmes de contrats intelligents les capacités de calcul, de stockage et d'entrée/sortie. Il peut également reproduire n’importe quel système de preuve (ZK ou optimiste), et en général accomplir ce que font AWS ou Google Cloud, mais avec des garanties d’intégrité complète.
Le réseau Nexus atteint un consensus interne et peut communiquer avec des systèmes externes via des techniques spécifiques de calcul multipartite (telles que des schémas de signature seuil). La rémunération des nœuds repose sur un modèle PoS classique.
Ainsi, il devient possible d’utiliser Nexus pour lancer instantanément une « blockchain sans serveur » connectée à Ethereum. Ces réseaux peuvent servir de sidechain, de réseau oracle, de réseau de stockage/disponibilité des données, de réseau de gardiens, de réseau de séquenceurs décentralisés ou de blockchain spécialisée.
Nexus : simplicité
Outre la mise en œuvre d’un cloud computing vérifiable universel, l’un des objectifs centraux de Nexus Labs est d’offrir une expérience de développement extrêmement simple et agréable.
C’est pourquoi Nexus et Nexus Zero ont été conçus pour offrir une expérience comparable à celle du cloud computing traditionnel. Les développeurs peuvent écrire leurs programmes dans des langages classiques et importer librement les bibliothèques de leur choix.
L’exemple ci-dessus montre une « fonction Lambda » sans état sur Nexus, connectée à Ethereum, appelée à chaque nouveau bloc. Ces fonctions peuvent accéder à un espace de stockage et à un système de fichiers local similaire à POSIX.
De plus, les fonctions Nexus peuvent, comme les contrats intelligents, conserver un état (persistant entre les appels), mais contrairement à ces derniers, elles peuvent exécuter des tâches longues telles que des séquenceurs de rollup ou toute génération de preuve à divulgation nulle, à condition qu’elles remplissent deux critères : 1) être déterministes, 2) être compilées en WASM.
Conclusion
Le cloud computing vérifiable universel ouvre de nouveaux horizons inexplorés pour l’évolutivité de la blockchain, promettant de renforcer considérablement les capacités computationnelles des blockchains, des rollups et des contrats intelligents.
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