Interpréter la couche Beacon : la clé de la sécurité du réseau Rollup et des transferts inter-chaînes
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Interpréter la couche Beacon : la clé de la sécurité du réseau Rollup et des transferts inter-chaînes
Cet article examine le pont inter-chaînes intégré (Enshrined) dans les réseaux Rollup d'Ethereum et l'architecture de la couche beacon d'AltLayer.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : AltLayer
Traduction : TechFlow
Introduction : Cet article examine le pont inter-chaînes intégré (Enshrined) dans les réseaux Rollup d'Ethereum ainsi que l'architecture de la couche Beacon développée par AltLayer. Le pont Enshrined permet aux utilisateurs de transférer des actifs entre Ethereum et un Rollup, tandis que la couche Beacon agit comme une couche intermédiaire offrant des services clés tels que le séquençage partagé, la validation, la mise en gage (staking), et l'interopérabilité. Comprendre ces concepts est essentiel pour appréhender la sécurité des réseaux Rollup et leurs mécanismes de transfert d'actifs.
Préambule
Récemment, la communauté Ethereum autour des Rollups a été animée par un débat intense sur ce qui définit véritablement les Rollups classiques tels qu'Arbitrum, Optimism ou ZKSync.
Les Rollups actuels fonctionnent comme des exécuteurs hors chaîne de transactions et proposent un « pont natif » entre le Rollup et Ethereum. Nous appelons ce pont natif un pont Enshrined. Ce pont permet à un utilisateur de verrouiller un actif sur Ethereum et de frapper un actif équivalent encapsulé sur le Rollup ; inversement, lorsque le pont Enshrined est certain que l’actif encapsulé a été brûlé sur le Rollup, il peut alors déverrouiller l’actif correspondant sur Ethereum. Puisque le pont Enshrined repose sur des preuves de fraude ou des preuves d’efficacité (validity proofs) pour garantir la validité de l’état du Rollup, il présente un niveau de confiance minimal.
Le cœur du débat porte sur la question suivante : l’état canonique d’un Rollup classique est-il défini par le contrat du pont Enshrined, qui suit l’état du Rollup sur Ethereum, valide les preuves de fraude (ou les preuves de validité pour les ZK Rollups) et autorise les retraits d’actifs depuis le Rollup vers Ethereum ? Ou bien est-il défini par les nœuds complets du Rollup eux-mêmes, qui observent les données transactionnelles publiées par l’opérateur du Rollup sur Ethereum, puis réexécutent ces transactions via la fonction de transition d’état (ou vérifient la preuve de validité dans le cas d’un ZK Rollup), et enfin valident si l’état calculé correspond bien à celui proposé par l’opérateur du Rollup ?
Cette distinction est cruciale, car si les nœuds de validation du Rollup sont ceux qui déterminent l’état canonique, alors le contrat du pont Enshrined n’est qu’un simple observateur parmi d’autres, tout comme les autres nœuds validateurs du Rollup. Dans ce cas, l’état canonique du Rollup est socialement déterminé, plutôt que d’être dicté par le contrat du pont Enshrined sur Ethereum.
Par conséquent, cette différence concernant la « source de vérité » implique qu’il est possible de construire des ponts non Enshrined, qui exécutent en arrière-plan un nœud validateur du Rollup, et permettent ainsi des retraits immédiats du Rollup vers Ethereum, sans avoir à attendre la période standard de 7 jours. Ils peuvent autoriser ces retraits instantanés simplement parce que le nœud validateur du Rollup, exploité par le pont non Enshrined, peut être certain qu’une contestation ultérieure du retrait échouerait de toute façon.
AltLayer réfléchit à ce sujet depuis un an et demi, bien que cela concerne surtout nos propres Rollups fournis via notre service Rollup-as-a-Service (RaaS), dans un cadre plus fermé.
Cet article explique notre position dans ce débat à travers la conception de notre réseau RaaS.
Dans un cas typique de fourniture RaaS, vous pouvez utiliser un SDK ou un tableau de bord pour lancer un Rollup, par exemple en utilisant Ethereum comme couche de disponibilité des données (data availability layer). La pile modulaire ressemble alors à ceci :
Rollup (exécution) → Ethereum (disponibilité des données) → Ethereum (clôture)
Le réseau RaaS d'AltLayer possède une architecture légèrement différente :
Rollup (exécution) → Couche Beacon (intercouche Enshrined) → Ethereum (disponibilité des données) → Ethereum (clôture)
La couche Beacon est une couche intermédiaire située entre la couche d'exécution et la couche de disponibilité des données. Tous les Rollups instanciés via AltLayer sont Enshrined sur cette couche Beacon. Le terme « Enshrined » signifie ici que l'état de tout Rollup lancé via AltLayer peut être directement validé par la couche Beacon, et qu'il existe un pont inter-chaînes Enshrined sur la couche Beacon pour chaque Rollup. En outre, en tant que couche intermédiaire entre l'exécution et la pile de disponibilité des données, la couche Beacon fournit les services principaux suivants :
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Couche de séquençage partagée ;
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Couche de validation ;
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Couche de mise en gage / pénalisation (staking/slashing) ;
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Couche d'interopérabilité ;
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Couche d'upgradabilité ;
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Couche de consensus social.
Nous expliquons plus en détail ces services ci-dessous.
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Couche de séquençage partagée : La couche Beacon constitue un réseau où les nœuds souhaitant agir comme séquenceurs pour les Rollups peuvent s’enregistrer. Lorsqu’un utilisateur final demande un Rollup via la plateforme RaaS d’AltLayer, il spécifie le nombre minimum et maximum de séquenceurs requis pour opérer le Rollup, ainsi que le montant minimum de garantie économique exigé par séquenceur et la liste des jetons pouvant être utilisés comme garantie. Ces garanties sont ensuite déposées (stakées) sur la couche Beacon et peuvent servir à pénaliser (slasher) tout séquenceur malhonnête. Une fois que le nombre requis de séquenceurs a mis en jeu la garantie minimale, ils peuvent commencer à ordonner les transactions pour le Rollup.
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Couche de validation : Comme indiqué dans le préambule, les nœuds validateurs du Rollup peuvent eux-mêmes décider de l’état canonique du Rollup. Toutefois, cela signifie que chaque client souhaitant éviter le délai de retrait de 7 jours imposé par le pont Enshrined doit exécuter son propre validateur complet du Rollup. Cette contrainte peut ne pas convenir à de nombreux clients légers, particulièrement dans le cas des Optimistic Rollups. Ainsi, la couche Beacon agit comme une couche de validation Enshrined pour tous les Rollups. Étant donné qu’elle connaît tous les Rollups et leurs fonctions respectives de transition d’état, elle est capable de valider complètement tout nouvel état proposé pour un Rollup. Pour ce faire, la couche Beacon est composée d’un ensemble de validateurs qui vérifient régulièrement les nouveaux états proposés à travers tous les Rollups. Contrairement à la pré-validation fournie par les séquenceurs du Rollup, la validation fournie par la couche Beacon est plus forte, car elle permet un retrait immédiat des actifs.
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Couche de mise en gage / pénalisation : Puisque le séquençage partagé et la validation supposent l’existence d’un réseau de nœuds, il est nécessaire d’éviter les attaques de type Sybil. C’est pourquoi la couche Beacon intègre un mécanisme de mise en gage, obligeant chaque participant au réseau à déposer un montant suffisant de garantie économique, afin de pouvoir être sanctionné (slashed) s’il est détecté et prouvé coupable d’un comportement malveillant.
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Couche d’interopérabilité : Si un fournisseur RaaS dispose de nombreux Rollups instanciés, pour assurer l’interopérabilité entre eux, on construit généralement un pont Enshrined sur la couche DA (Data Availability), un par Rollup. Une autre option consiste à créer un pont entre chaque paire de Rollups utilisant la même couche DA.
AltLayer adopte une troisième approche, utilisant la chaîne Beacon comme centre de pontage coordonnant toutes les interactions entre les Rollups. Dans cette conception, chaque Rollup incorpore un pont inter-chaînes Enshrined dans la couche Beacon, qui agit alors comme une couche de « clôture » intermédiaire partagée, au-dessus de la couche DA de base. En Enshrinant le pont dans cette couche intermédiaire partagée, les Rollups obtiennent directement un pontage à confiance minimale, et peuvent également offrir indirectement un pontage à confiance minimale aux autres Rollups qui ont également Enshriné leur pont dans la couche Beacon. En pratique, en tant que couche de règlement universelle, la couche Beacon agit comme un hub de pontage, facilitant non seulement le transfert d’actifs entre les Rollups, mais aussi l’échange d’informations générales. Elle peut également aider à détecter toute transition d’état invalide entre différents Rollups, voire fournir un mécanisme de résolution de litiges pour valider les preuves de fraude.
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Couche d’upgradabilité : Comme mentionné précédemment, la plupart des Rollups actuels disposent d’un pont Enshrined connecté à Ethereum. Ce pont suit l’état du Rollup, valide les preuves de fraude (ou les preuves de validité pour les ZK Rollups) et autorise les retraits d’actifs vers Ethereum. Cependant, ces ponts Enshrined sont majoritairement contrôlés par des portefeuilles multisignatures, ce qui signifie qu’ils pourraient théoriquement voler les fonds des utilisateurs via une mise à jour malveillante.
La couche Beacon joue alors le rôle d’une couche sociale pour mettre à jour tous les Rollups qu’elle englobe. Les séquenceurs et les validateurs de la couche Beacon qui collaborent pour opérer un Rollup peuvent socialement forké le Rollup, indépendamment de toute mise à jour effectuée sur le contrat du pont Enshrined situé sur Ethereum. N’oublions pas que le pont Enshrined n’est qu’un observateur du Rollup, tout comme les autres validateurs du Rollup.
Les séquenceurs et validateurs du Rollup sur la couche Beacon qui désapprouvent un fork peuvent décider de ne pas soutenir la nouvelle version.
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Couche de consensus social : La couche Beacon peut également servir de couche de gouvernance, où les nœuds de la couche Beacon peuvent exécuter un mécanisme de gouvernance on-chain pour approuver les mises à jour logicielles des Rollups, et ainsi agir au nom de la communauté pour mettre à jour tout contrat de pont inter-chaînes présent sur la couche Beacon ou sur la couche DA.
Conclusion
Cet article présente un composant clé de l’architecture réseau d’AltLayer : la couche Beacon. Elle agit comme une couche intermédiaire universelle entre les différents Rollups lancés via la plateforme RaaS d’AltLayer et la couche sous-jacente de disponibilité des données (comme Ethereum).
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