Entretien avec le Dr Adam Back, inventeur du PoW : la scalabilité de DriveChain comme un système Linux modulaire, flexible, efficace et sécurisé
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Entretien avec le Dr Adam Back, inventeur du PoW : la scalabilité de DriveChain comme un système Linux modulaire, flexible, efficace et sécurisé
Adam pense que le développement à long terme et la stabilité du Bitcoin pourraient nécessiter un certain degré de stabilisation, en figeant la couche de base afin qu'elle ne change plus fréquemment, tout en ajoutant davantage d'évolutivité et d'innovation au niveau supérieur.
Dédié à des analyses Web3 approfondies
Le Dr. Adam Back, cofondateur et PDG de Blockstream, est la seule personne dont le nom apparaît dans le texte original du livre blanc de Bitcoin : en tant qu'inventeur de HashCash, son idée de PoW a inspiré Satoshi Nakamoto et permis la création de Bitcoin.
Préhistoire du Bitcoin
Depuis 2014, Adam soutient activement le développement de l'écosystème Bitcoin. Son entreprise Blockstream est un acteur clé du réseau Lightning, et l'extension du réseau Bitcoin via des chaînes latérales (sidechains) constitue un autre axe central de ses travaux. Sur ses réseaux sociaux, on retrouve fréquemment des analyses et des prises de position en faveur des sidechains, notamment la technologie Drivechain proposée par Layertwo Labs, qui a déjà permis la mise en œuvre de sidechains comme celle de Zcash ou la Thunder big block sidechain (voir : Les 7 sidechains Bitcoin construites par DriveChain).
Le 29 juillet dernier, Adam a participé à une discussion sur Twitter Spaces organisée par Layertwo Labs avec Paul, un échange d'une durée de trois heures durant lequel ils ont exploré en détail les raisons du ralentissement du développement de l'écosystème Bitcoin, les solutions techniques, conceptuelles et opérationnelles possibles, ainsi que leur point de vue sur la solution DriveChain.
1. Adam : L’extension via sidechain DriveChain ressemble à une modularité, plus souple et moins préjudiciable pour Bitcoin
Adam soutient personnellement la solution DriveChain, ce qui fait de lui une figure atypique au sein du cercle restreint des pionniers de Bitcoin, loin de l'image figée d'un groupe conservateur et rigide.
Selon Adam, Bitcoin tend à accepter facilement les changements simples et locaux, tandis que les idées plus complexes ou controversées rencontrent une forte résistance, conséquence directe des guerres de blocs. Il considère que les utilisateurs de Bitcoin sont très protecteurs vis-à-vis de leur système, et deviennent particulièrement prudents face aux propositions impliquant des compromis importants ou nécessitant des théories complexes de jeu stratégique.
Si Bitcoin passe aux BIP300 et 301
Adam précise que son intérêt pour les sidechains et DriveChain découle de leur potentiel de modularité, permettant à Bitcoin de devenir plus permissif et d'encourager une innovation plus diversifiée. Il compare cette modularité à celle du noyau Linux, rendu plus flexible grâce aux modules espace utilisateur et modules espace noyau. Les sidechains et DriveChain offrent une méthode sécurisée pour étendre les fonctionnalités de Bitcoin sans compromettre l'intégrité du réseau principal, fournissant ainsi une voie plus sûre pour expérimenter et s'étendre.
La blockchain principale de Bitcoin équivaut à l'espace noyau de Linux
La sidechain équivaut à l'espace utilisateur de Linux
Drivechain équivaut à la couche pilote
Adam
En comparant Bitcoin à Linux, on constate que son noyau est monolithique, et modifier celui-ci est extrêmement complexe. Toutefois, lorsqu’un utilisateur souhaite ajouter un module, il peut le faire sans autorisation préalable. Cela m’a fait réfléchir : serait-il possible d’étendre Bitcoin selon une logique similaire ? La question centrale des sidechains est l’ajout d’une logique de consensus, une approche différente de l’extension de Bitcoin. Imaginons qu’une erreur soit commise lors de l’extension : cela pourrait provoquer un fork du réseau ou poser problème à Bitcoin lui-même. En revanche, une sidechain ou DriveChain forme son propre petit monde ; ses problèmes n’affectent pas Bitcoin.
Bitcoin, presque figé depuis sept ans
Récemment, de nombreuses propositions et discussions autour de l’extension ont émergé, et nous disposons probablement de plusieurs méthodes différentes. Pourtant, chose étrange : si vous avez six options pour y parvenir, les gens ont tendance à jeter toutes ces six solutions à la poubelle. Prenons l'exemple des processeurs Intel : ils ne comportent que peu d'instructions, mais celles-ci s'associent efficacement pour offrir une grande valeur. Peut-être est-ce là une autre manière de voir DriveChain et les sidechains : vous devez utiliser des opcodes pour les implémenter. Même si l'opcode n’est pas disponible immédiatement, il vous permet d’utiliser certaines opérations existantes ou nouvelles pour développer une nouvelle chaîne. Cela donne l’impression d’un concept de niveau supérieur, analogue au code bas niveau verrouillé. Le reste du fonctionnement suit un principe similaire. DriveChain est un méta-code, ou semble représenter un taux conceptuel de programmation de niveau supérieur. Ainsi, pour les utilisateurs, mettre à jour vers DriveChain constitue une démarche plus novatrice.
Paul
C'est bien plus novateur que ce que je pensais. Dès novembre 2015, je trouvais cette idée relativement simple. Le concept DriveChain avait été établi dès 2014 dans un article de Blockstream, nécessitant uniquement l'ajout d'un compteur sur la chaîne principale.
Au départ, cette idée a reçu un fort soutien au sein de la communauté Bitcoin, mais avec l’éclatement de la guerre sur la taille des blocs et certains forks, toute proposition impliquant les mineurs est devenue plus controversée. Quand certaines personnes faisaient des demandes à Bitcoin et qu’on leur répondait qu’elles pouvaient les réaliser via une sidechain, elles choisissaient parfois de partir et de créer leur propre projet blockchain, comme Zcash ou BCH, perdant alors tout intérêt pour l’amélioration de Bitcoin.
Ce conflit a rendu les gens craintifs quant à la méthode traditionnelle de soft fork. Avant, ce n’était pas un gros problème, mais après septembre 2017, la situation est devenue très étrange. La controverse autour de l’UASF a suscité de nombreux débats, notamment sur qui devrait avoir le dernier mot et pourquoi.
Adam
Cette période a effectivement été dramatique et traumatisante. C’est pourquoi les gens hésitent aujourd’hui sur les soft forks, craignant qu’un tel événement dramatique ne se reproduise. Un soft fork suscite de grandes inquiétudes, car modifier la logique de consensus comporte davantage de risques subtils pouvant entraîner de graves erreurs. Des mises à jour comme Schnorr et Taproot, en revanche, étaient relativement incontestées, locales et facultatives, ce qui en fait un excellent exemple de la manière dont une activation peut être menée à bien – la plupart de ces processus étant passés sans heurt et couronnés de succès.
L’implémentation de DriveChain ou des sidechains est plus complexe : elle implique différentes théories des jeux et tient compte des comportements d’adversaires variés. Contrairement aux signatures classiques, la sécurité des sidechains ou de DriveChain n’est pas binaire ; elle repose sur des facteurs plus flous, nécessitant d’envisager divers scénarios adverses. Comparé à l’activation simple d’une signature, cela représente un défi plus grand pour les gens, car il faut comprendre de nouvelles théories des jeux et des mécanismes d’incitation.
Par conséquent, l’acceptation de DriveChain prendra du temps. Nous devons avancer étape par étape.
2. Paul : Le minage fusionné aveugle offre beaucoup de liberté aux mineurs, certaines fonctions de DriveChain sont déjà disponibles
Le minage fusionné aveugle (BMM) constitue une base essentielle pour implémenter DriveChain, et sa sécurité est la première préoccupation examinée. Paul mentionne les doutes exprimés par des développeurs Bitcoin concernant la sécurité des BIP-300/301, notamment la crainte de perdre des bitcoins sur une sidechain ou DriveChain, par exemple lors du retrait, où un mineur pourrait perdre des fonds.
Paul
Le BIP-300, c’est comme attacher les mineurs avec une « courte corde », mais en réalité, s’ils le souhaitent, les mineurs peuvent choisir librement de transférer leurs pièces à d’autres parties ou de devenir eux-mêmes des tiers de confiance. La communauté DriveChain essaie d’utiliser ce fait pour défendre la faisabilité de DriveChain, mais cela ne dissipe pas complètement les inquiétudes. Lors de nos échanges avec une entreprise minière, nous leur avons expliqué qu’il est désormais possible de pratiquer le minage conjoint de cryptomonnaies alternatives : les mineurs ont en réalité de nombreuses options, ils ont peu de choses à faire, mais un grand champ de choix — ils peuvent arrêter de miner, changer de méthode ou opter pour le minage fusionné. Le problème de DriveChain n’est pas le même que celui du réseau Lightning : en utilisant DriveChain, les mineurs doivent prendre certaines décisions, et c’est ce qui les inquiète.
Certaines fonctionnalités de DriveChain ont déjà été mises en œuvre ailleurs, par exemple l’utilisation des fonctionnalités existantes pour assurer une gestion complète. On peut déjà envoyer directement des bitcoins à un mineur ou à une autre personne, en espérant qu’ils restitueront les fonds conformément à l’accord. Ces cas sont déjà résolus. J’ai même pu envoyer mes bitcoins à un pool minier, ou les vendre à un prix comparable à Solana. Les utilisateurs peuvent déjà faire cela.
Adam
Dans les années suivant l’apparition de Bitcoin, les commentaires à son sujet étaient souvent péjoratifs, et il a fait l’objet de nombreuses critiques négatives de la part du milieu académique, jugé non sécurisé, semblable aux anciens systèmes de paiement utilisant des signatures numériques. Cela venait du fait que les gens ne comprenaient pas son modèle de sécurité. Or Bitcoin repose sur la théorie des jeux : bons contre mauvais, 50 contre 50, renforcé par des incitations économiques.
Il a fallu du temps pour surmonter cela. Aujourd’hui, on considère souvent Bitcoin comme une norme de sécurité, et on doute des autres solutions similaires.
Ces fonctionnalités supplémentaires que sont DriveChain et le minage fusionné aveugle impliquent des compromis entre sécurité et commodité pour les mineurs et les nœuds complets, tout comme le réseau Lightning ou les state chains.
Paul
Le minage fusionné aveugle (BMM) est une idée que j’ai mûrie pendant un moment en 2016, puis publiée en 2017. L’idée centrale du BMM est que les mineurs n’ont pas besoin d’exécuter un nœud complet de la sidechain, mais peuvent collaborer avec un utilisateur de cette sidechain. Cet utilisateur possède déjà un portefeuille sur le réseau principal de Bitcoin et a déjà effectué des transactions sur la sidechain. Comme il utilise déjà la sidechain, il peut construire un bloc sidechain, payer les frais de transaction, et envoyer un message au mineur pour qu’il insère un code spécifique dans le coinbase du bloc. Le mineur doit simplement ajouter ce code dans l’en-tête du bloc principal et recevra la récompense convenue.
Ce processus permet aux mineurs de participer au minage de la sidechain sans exécuter un nœud complet, car l’utilisateur de la sidechain a déjà préparé toutes les informations nécessaires. En outre, la collaboration entre l’utilisateur et le mineur rend le processus plus efficace, réduisant les coûts et les désagréments liés à l’exécution d’un nœud sidechain par le mineur.
Le minage fusionné aveugle peut résoudrele problème de centralisation minière, tout en améliorant l’efficacité et l’évolutivité de la sidechain, cherchant à introduire davantage de fonctionnalités et de solutions d’extension tout en préservant la sécurité de Bitcoin. Toutefois, il n’a pas été largement adopté en raison de sa complexité technique et économique, et nécessite le soutien et la compréhension de la communauté et des mineurs.
Le minage fusionné aveugle implique la création d’un type particulier de transaction appelée « demande BMM », contenant la racine Merkle du bloc sidechain et quelques octets d’identification supplémentaires. Les mineurs souhaitant inclure cette transaction dans leur bloc doivent l’ajouter à une hauteur de bloc spécifique, car elle comporte un temps de verrouillage. Ils doivent également inclure un engagement BMM dans la sortie coinbase du bloc contenant la transaction BMM.
Actuellement, tous les mineurs ne reconnaissent pas automatiquement ni n’incluent ces transactions. Ils doivent mettre à jour leur logiciel pour traiter correctement ces transactions. De plus, la transaction de demande BMM est conçue pour être unique par bloc : chaque sidechain ne peut en contenir qu’une par bloc, et les demandes BMM non incluses expirent et deviennent invalides.
3. Adam : La valeur fondamentale de la blockchain réside dans la capacité des utilisateurs à vérifier, avec un coût d’entrée faible
Durant la discussion, Paul a expliqué à Adam la philosophie derrière le projet Drivechain. Drivechain sépare les nœuds complets des mineurs, permettant aux mineurs d’effectuer des opérations plus complexes (comme le minage fusionné), tandis que les nœuds complets n’ont pas à gérer de gros blocs. Cette conception vise à maintenir un coût faible pour les nœuds complets, garantissant ainsi qu’un plus grand nombre d’utilisateurs puissent participer au réseau Bitcoin.
Dans DriveChain, le coût d’exécution d’un nœud complet est généralement bien inférieur à celui d’un mineur, car ce dernier nécessite d’importantes ressources informatiques et bande passante pour miner, tandis que le nœud complet requiert peu de ressources pour valider et synchroniser les données de la blockchain.
Paul pense que le coût du minage fusionné est comparable à tout autre coût minier. L’exploitation minière devrait être coûteuse et concurrentielle. Si les mineurs plus faibles ne peuvent supporter les coûts accrus du minage fusionné et doivent fermer, cela ne pose pas de problème. C’est comme lorsque les mineurs ne peuvent pas faire face à un ajustement de difficulté plus élevé et doivent arrêter. Nous voulons que les forts réussissent et les faibles échouent : c’est l’essence même de la concurrence. Bien qu’il soit important de garder les coûts des nœuds complets bas, pour assurer la décentralisation du réseau, d’autres coûts miniers doivent aussi être envisagés différemment. Paul estime que certains s’opposent au minage fusionné par malentendu, pensant que c’est un reliquat de la guerre sur la taille des blocs. On pourrait alors rejeter à tort toute augmentation des coûts miniers, alors que seul le coût des nœuds complets importerait.
Adam partage un avis similaire : il soulève la question de la participation des utilisateurs et affirme que la valeur fondamentale de la blockchain réside dans la capacité des utilisateurs à effectuer des vérifications, et que lorsque le coût des nœuds complets devient trop élevé, cela peut empêcher les utilisateurs de participer au processus de vérification, affaiblissant ainsi le caractère décentralisé de la blockchain. Par conséquent, lors de la conception d’un protocole blockchain, il convient de maintenir un coût faible pour les nœuds complets et de garantir que davantage d’utilisateurs puissent participer au processus de vérification du réseau.
Adam et Paul ont discuté du problème de centralisation des pools miniers et de certaines hypothèses pouvant conduire à une centralisation.
Centralisation des pools : Ils estiment que la centralisation des pools miniers pourrait poser un problème potentiel. Si un pool concentre trop de puissance de calcul, il pourrait exercer un contrôle excessif sur les blocs, entraînant un effet de centralisation.
Hypothèse : Ils présentent un scénario hypothétique : une DriveChain contient un serveur central auquel toutes les transactions sont envoyées, et ce serveur perçoit les frais de transaction. S’il refuse de traiter une transaction non payée, ce serveur centralisé pourrait bénéficier d’un avantage minier et nuire à l’équité du minage.
Difficulté pour un nouveau pool : Ils considèrent qu’il peut être difficile de créer un nouveau pool et d’attirer de la puissance de calcul. Un nouveau pool doit rassembler suffisamment de puissance pour devenir compétitif, et pour inciter les mineurs à quitter leurs pools actuels, il faut des arguments forts, comme des dysfonctionnements ou des frais excessifs chez les pools existants.
Adam a également abordé certains détails techniques du minage fusionné aveugle, notamment la transmission des données entre la sidechain et la chaîne principale. Il a souligné que ceux qui construisent le minage fusionné veulent inclure des transactions, mais si un bloc sidechain est réorganisé, ces transactions peuvent être exclues, ce qui signifie qu’ils ont payé sans obtenir les revenus générés par les transactions sidechain.
4. Adam : Bitcoin manque de fonctionnalités et de modularité au niveau 1, nécessitant l’innovation au niveau 2
Adam réaffirme régulièrement son enthousiasme pour les innovations au niveau 2 et la modularité de Bitcoin. Il évoque certaines limitations techniques actuelles de Bitcoin, notamment l’absence de modularité et de fonctionnalités au niveau 1, ainsi qu’une faible capacité d’adoption des nouvelles technologies.
Adam
Si l’on pouvait introduire certaines nouvelles fonctionnalités et capacités d’extension au niveau 1, Bitcoin pourrait alors se stabiliser dans une certaine mesure, tout en continuant à innover au niveau 2. Bitcoin a besoin d’évolutivité et de modularité pour innover plus rapidement et intégrer de nouvelles fonctionnalités. Des technologies comme le réseau Lightning ont déjà aidé, mais il reste encore du travail à faire pour résoudre les problèmes d’évolutivité et répondre aux besoins des utilisateurs. Des solutions techniques sont nécessaires pour offrir de meilleurs choix aux utilisateurs, par exemple l’accès à de vrais UTXO sur une sidechain ou une chaîne conductrice. Ils savent que l’adoption de Bitcoin pourrait croître rapidement, et la technologie doit suivre pour répondre à cette demande accrue. Ils attendent avec impatience les performances de DriveChain.
Concernant les tentatives antérieures d’amélioration via des altcoins, Adam les rejette, estimant que ce marché est largement un marché de spéculation, où beaucoup participent pour le divertissement et l’excitation. Certains peuvent facilement créer de nombreux altcoins, ce qui fait grossir continuellement ce marché, au détriment de Bitcoin. Adam pense que cela pourrait durer jusqu’à ce que le marché des altcoins devienne si vaste qu’il pose des problèmes économiques, poussant peut-être les autorités à intervenir.
Paul
Si les sidechains étaient largement adoptées, elles pourraient avoir un impact énorme sur les altcoins. Il espère qu’une sidechain d’actifs Bitcoin ou une plateforme permettant de créer facilement divers jetons et applications puisse remplir le même objectif, rendant ainsi les altcoins obsolètes.
Blog du fondateur de Nostr
5. Adam : Pour promouvoir une technologie, il faut d’abord parvenir à un consensus, puis passer à l’action
Paul a demandé à Adam où en était la promotion de la technologie Drivechain et s’il avait des suggestions d’amélioration. Adam a évoqué que certains processus historiques de promotion technologique, comme SegWit ou les Covenants, avaient été lents, mettant longtemps avant d’être mis en œuvre. Selon lui, la diffusion d’une technologie nécessite la participation, les discussions et les essais de nombreuses personnes, et exige un certain consensus pour être appliquée en douceur.
14 ans de chemin vers le consensus pour Bitcoin
Adam a également tiré des enseignements des débats autour des Covenants : il fautparvenir à un consensus avant de promouvoir une technologie, plutôt que d’essayer de l’activer avant d’avoir atteint cet accord. Il recommande, pour promouvoir Drivechain, de s’assurer qu’un nombre suffisant de personnes participent aux discussions et aux expérimentations, et de n’envisager l’activation qu’après avoir obtenu un consensus.
Adam pense que le développement à long terme et la stabilité de Bitcoin pourraient nécessiter une certaine stabilisation, en limitant les modifications fréquentes de la couche de base, tout en ajoutant davantage d’évolutivité et d’innovation aux couches supérieures. Il cite des technologies comme le réseau Lightning, les sidechains, DriveChain et d’autres solutions d’extension comme des voies possibles pour faire progresser Bitcoin.
Adam estime que l’adaptabilité et l’innovation de Bitcoin peuvent passer par plusieurs voies, par exemple : en ajoutant des opcodes plus expressifs ou en développant davantage de solutions d’extension. Il pense que, en offrant davantage de choix technologiques, les gens seront plus enclins à accepter le changement.
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