Qu'est-ce qu'un oracle blockchain ?
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Qu'est-ce qu'un oracle blockchain ?
L'oracle n'est pas une source de données en soi, mais un outil qui récupère et vérifie des données externes, puis les transmet à un contrat intelligent.
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Les oracles blockchain servent de pont entre la blockchain et le monde extérieur, permettant aux contrats intelligents d'accéder à des données hors chaîne.
Un oracle est un service tiers qui récupère, vérifie des informations externes et les transmet aux contrats intelligents fonctionnant sur une blockchain.
En fournissant un mécanisme d'interaction avec les données hors chaîne, ils étendent les capacités des contrats intelligents en exécutant des tâches et services précieux.
Sans oracles, les contrats intelligents seraient limités aux données internes à la chaîne et incapables d'accéder à l'information du monde réel.
Prenons un exemple simple : Alice et Bob parient sur une course de chevaux. Chaque joueur verrouille ses fonds dans un contrat intelligent qui distribuera les gains au vainqueur selon le résultat réel de la course.
Bien que le contrat intelligent ne puisse pas interagir directement avec le monde extérieur, un oracle tiers peut interroger une API fiable pour obtenir le résultat de la course, puis transmettre cette information au contrat afin de déterminer le gagnant et distribuer automatiquement les fonds.
Les oracles agissent comme un pont entre le monde réel et celui des contrats intelligents.
Notez que l'oracle lui-même n'est pas une source de données, mais plutôt un outil qui récupère, valide et transfère des données externes vers les contrats intelligents. Il peut transmettre divers types d'informations, telles que des prix, des confirmations de paiement ou des mesures de capteurs.
En outre, les oracles doivent conserver les caractéristiques inhérentes aux contrats intelligents : absence de confiance requise et décentralisation.
C’est précisément ce problème que les oracles doivent résoudre : garantir la fiabilité, l’authenticité et la crédibilité des données hors chaîne utilisées par les contrats intelligents, tout en éliminant les points de défaillance unique et les vulnérabilités.
Types d'oracles
Il existe de nombreux types d'oracles blockchain, chacun adapté à des usages spécifiques.
On peut classer les oracles selon leur type de source (matérielle ou logicielle), la direction du flux d'information (entrant ou sortant) et leur modèle de confiance (centralisé ou décentralisé). Chaque type présente des fonctionnalités et avantages uniques.
Oracles matériels : collectent des données du monde physique, comme celles provenant de capteurs de mouvement ou de puces RFID.
Oracles logiciels : extraient des données de sources numériques telles que sites web, serveurs ou bases de données. Souvent utilisés pour fournir des données en temps réel, comme les taux de change ou les fluctuations de prix.
Oracles entrants : transmettent principalement des données hors chaîne ou du monde réel vers la blockchain. Utiles pour déclencher des actions spécifiques basées sur des événements externes.
Oracles sortants : envoient des données de la blockchain vers le monde extérieur. Peuvent informer des systèmes externes des événements survenus sur la chaîne.
Oracles centralisés : gérés par une seule entité et reposant sur une source unique d'information. Cela comporte des risques car cela crée un point de défaillance unique, rendant les contrats intelligents vulnérables aux attaques.
Oracles décentralisés : utilisent plusieurs sources de données et un mécanisme de consensus pour fournir des données plus fiables et inviolables. Réduisent au minimum les risques de contrepartie et renforcent la crédibilité des informations utilisées par les contrats intelligents.
Oracles humains : des individus possédant une expertise particulière servent de source de données. Ils peuvent recueillir, valider et intégrer des informations dans les contrats intelligents. Ces oracles humains peuvent utiliser la cryptographie pour authentifier leur identité et fournir des données fiables.
Oracles spécifiques à un contrat : conçus pour un contrat intelligent particulier afin de répondre à ses besoins spécifiques. Toutefois, ils nécessitent des efforts supplémentaires pour être opérationnels et maintenus, et manquent souvent de généralité.
Oracles de calcul : effectuent des opérations de calcul complexes et renvoient les résultats sur la chaîne. Ces calculs sont souvent trop coûteux ou impossibles à réaliser directement sur la blockchain. Ces oracles sont particulièrement utiles lorsque les contraintes de gaz ou les coûts élevés limitent les traitements en chaîne.
Les oracles décentralisés
Les oracles blockchain sont essentiels à tout service complexe et de valeur fondé sur des contrats intelligents.
Les cas d'utilisation des oracles blockchain s'étendent à de nombreux secteurs, notamment le suivi géographique (analyse de la chaîne d'approvisionnement, Internet des objets), le sport (marchés prédictifs), la météo (voyages, agriculture), les données temporelles (automatisation), ainsi que notre domaine principal d'intérêt — les données financières et des marchés de capitaux.
L'industrie de la finance décentralisée (DeFi) vise à offrir des marchés financiers plus efficaces, transparents et équitables.
Pour y parvenir, les applications DeFi doivent pouvoir accéder de manière fiable et sans confiance à une large gamme de données : prix des actifs (des cryptomonnaies à l'immobilier), données de référence (taux d'intérêt, frais de financement), volatilité, impact sur le marché, etc.
En effet, depuis le « DeFi Summer » de 2020, l'expansion rapide du secteur a mis en lumière le besoin urgent de données de marché complètes, accessibles et robustes fournies par des oracles.
En outre, l'infrastructure d'oracle doit fournir des données de haute qualité, s'intégrer parfaitement à toute blockchain L1/L2, et être prête à s'adapter aux besoins croissants d'un écosystème DeFi de plus en plus complexe.
Dans le domaine DeFi, les oracles de prix restent le type le plus important et le plus discuté. Leur conception remonte presque à l'histoire même des contrats intelligents, mais les architectures existantes montrent encore leurs limites.
Dans la suite, nous allons examiner plusieurs questions :
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Pourquoi avons-nous besoin d'oracles blockchain et d'oracles de prix ? Pourquoi sont-ils importants ?
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Quelles sont les exigences actuelles en matière de conception d'oracles ? Sont-elles efficaces ?
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Quelles alternatives existent pour résoudre les problèmes actuels ?
Il est clair que les oracles continueront de jouer un rôle crucial dans la blockchain, mais les réseaux d'oracles existants ont montré leurs faiblesses et ne permettent pas d'étendre la DeFi au niveau requis.
Les solutions traditionnelles d'oracles reposent généralement sur des intermédiaires (nœuds) pour valider et agréger les données, ce qui entraîne des retards, un manque de transparence des sources et des difficultés d'extension multi-chaînes dues aux coûts.
Actuellement, une nouvelle architecture de réseau d'oracles émerge, centrée sur un modèle « pull » plutôt que « push », incitant les propriétaires et créateurs hautement fiables de données à publier directement leurs données.
Pourquoi avons-nous besoin d'oracles de prix ?
La catégorie principale d'oracles est celle des oracles de prix, fournissant des données sur les valeurs des actifs cryptos, des actions, des matières premières, etc.
Pour illustrer leur importance, examinons quelques exemples :
Protocoles de dérivés : doivent fournir aux traders des prix précis des actifs et liquider rapidement les positions sous-collatéralisées.
Aggrégateurs DEX : la liquidité provient de différentes bourses décentralisées, ce qui nécessite des données de prix précises pour trouver le meilleur tarif et exécuter les transactions avec un glissement minimal.
Stablecoins : les stablecoins adossés à des cryptomonnaies ont besoin de données d'oracle pour s'assurer que les positions sont suffisamment couvertes et restent ancrées à leur actif de référence.
Protocoles de prêt : ces protocoles reposent souvent sur des taux d'emprunt dynamiques, fonction du prix courant de l'actif. Des données de prix retardées ou inexactes nuisent à la santé globale de la liquidité du protocole, surtout en période de forte volatilité.
Nous ne pouvons pas nous fier à une seule source de données, car cela créerait un point de défaillance centralisé, contraire à l'esprit de la DeFi. Au contraire, nous avons besoin de données inviolables et actualisées.
Cela est facile à dire mais difficile à mettre en œuvre. En raison de leur importance cruciale dans la DeFi, les oracles sont souvent ciblés par des attaques. Toutefois, disposer de sources de données fiables et robustes est essentiel pour tout projet DeFi.
C'est pourquoi les oracles sont souvent qualifiés de « colonne vertébrale de la DeFi ». À mesure que le domaine DeFi continue de croître, la nécessité d'accéder rapidement à des données résistantes aux attaques deviendra de plus en plus critique.
Maintenant que nous connaissons le contexte des oracles, examinons les architectures actuelles.
L'état actuel des oracles de prix
Une conception courante de réseau d'oracles, appelée réseau d'oracles rapporteurs, repose sur plusieurs nœuds indépendants fonctionnant comme intermédiaires entre les sources de données hors chaîne et les applications blockchain (utilisateurs finaux).
Dans ce modèle, les nœuds intermédiaires récupèrent les données depuis des sources externes (comme des experts en données de marché ou des API publiques), puis transmettent cette information « le dernier kilomètre » jusqu'à la blockchain finale.
Ces nœuds sont également chargés d'agréger, de valider et de prouver les données.
Par exemple, supposons qu'il y ait 100 nœuds chargés de récupérer le prix du BTC à un instant donné.
Ils récupèrent les prix depuis diverses sources (par exemple, chaque nœud pourrait utiliser environ 30 sources), agrègent ensuite leurs prix signalés et produisent un prix unique moyen ou médian.
La majorité des nœuds obtiennent probablement le bon prix, tandis qu'une petite partie pourrait fournir des données erronées en raison de mauvaises sources.
Finalement, le réseau d'oracle agrège les rapports de la majorité des nœuds et publie ce résultat comme donnée correcte.
Pour maintenir ces nœuds actifs et honnêtes, des incitations économiques sont généralement mises en place.
Les nœuds publiant des données précises reçoivent des récompenses sous forme de jetons, tandis que ceux signalant des données incorrectes subissent des pénalités via des mécanismes de déduction.
Cette conception présente plusieurs avantages clés :
Sécurité : la multiplicité des sources de données et des nœuds intermédiaires rend difficile pour une entité unique de manipuler le réseau et d'influencer le prix final.
Sources de données : un large éventail de sources garantit que l'oracle dispose d'une grande variété d'informations de prix, améliorant généralement la précision et la fiabilité.
Indépendance vis-à-vis des blockchains : n'importe quelle blockchain peut adopter cette conception, car elle déploie déjà des nœuds pour la validation des blocs.
Toutefois, cette conception présente aussi des inconvénients.
Faire vérifier les données par plusieurs nœuds, puis les agréger et atteindre un consensus est inefficace. Les déploiements actuels d'oracles mettent à jour les données environ toutes les 15 minutes, ce qui est trop lent et inefficace pour une blockchain mondiale évolutive.
Si de nombreuses paires d'actifs nécessitent des mises à jour fréquentes, les coûts réseau (par exemple, les frais de gaz ETH) augmentent rapidement, ce qui limite le nombre d'actifs disponibles.
Sans subventions élevées en gaz, il est impossible de résoudre les problèmes de congestion. Les frais de gaz croissants nécessaires pour supporter un réseau de nœuds en expansion doivent finalement être supportés ou subventionnés par les utilisateurs.
Cette limitation rend la scalabilité du réseau rapporteur très pauvre en termes de prise en charge de davantage de données ou d'utilisateurs.
De plus, les sources de données dans les réseaux rapporteurs sont souvent opaques. Dans ces réseaux, les données sont généralement agrégées hors chaîne de manière non transparente, puis publiées sur chaîne, ce qui contredit directement l'objectif de transparence de la blockchain.
Ainsi, bien que les entités nœuds fournissant les données soient connues, leurs sources finales restent inconnues. Cela est particulièrement préoccupant en période d'instabilité extrême, où les sources de données sont rarement mises à jour ou manquent de granularité.
En réalité, les sources amont pourraient même ignorer que leurs données sont utilisées pour sécuriser des contrats intelligents, ce qui entraîne une perte supplémentaire de qualité et de fiabilité.
Nous n'avons pas encore abordé la question de la légalité des données : certains fournisseurs de données n'autorisent pas la diffusion de leurs données vers un grand livre public, car ils souhaitent limiter leur distribution aux abonnés.
La conception des réseaux rapporteurs est spécialisée pour les données publiques accessibles en chaîne — une solution qui a joué un rôle important dans le développement actuel de la DeFi.
Cependant, alors que nous cherchons à offrir la DeFi à des milliards d'utilisateurs mondiaux, il est crucial de résoudre les limitations des architectures traditionnelles d'oracles.
Dans un article précédent, nous avons comparé les réseaux d'oracles rapporteurs à des architectures plus récentes, soulignant le besoin d'oracles plus transparents, économiques et évolutifs.
Les futurs oracles de prix devront être capables de s'étendre à toutes les paires de trading que nous connaissons dans la finance traditionnelle (TradFi), et de soutenir toutes les blockchains que les développeurs choisiront de construire.
Le réseau d'oracles Pyth introduit une conception de réseau « éditeur », repensant le type de données que les oracles de prix doivent récupérer, les sources de données sélectionnées, ainsi que la relation entre propriétaires et utilisateurs de données.
Examinons cette nouvelle architecture.
Repenser les oracles de prix
L'industrie des données financières est immense. Les plus grandes bourses américaines génèrent des milliards de dollars uniquement grâce à la vente de données de marché. Compte tenu de cette observation, il pourrait être judicieux de remettre en question certaines hypothèses fondamentales concernant les sources de données pour les oracles de prix.
Par exemple, des données de prix publiques sont disponibles sur Internet via des services gratuits comme Yahoo! Finance ou Google Finance.
Ces données ne sont pas très fines ; prenons l'exemple des cours boursiers américains, généralement retardés de 15 minutes ou plus en raison de la réglementation.
Beaucoup d'autres données précieuses sont étroitement gardées par diverses institutions : l'information exacte et en temps réel a une grande valeur. Des entreprises comme Bloomberg ou Refinitiv, ainsi que des bourses, le savent bien et facturent des abonnements très élevés.
L'hypothèse implicite du fonctionnement des réseaux d'oracles rapporteurs est que toutes les données nécessaires à la blockchain sont librement accessibles sur Internet. En incitant des nœuds intermédiaires à collecter, valider et transmettre ces données, la DeFi pourrait suivre les mouvements des marchés mondiaux.
En réalité, les données financières de qualité sont limitées à quelques privilégiés et difficiles d'accès. La méthode consistant à récompenser des nœuds pour la récupération et la transmission de données fonctionne pour certains types de données, mais échoue pour celles des marchés financiers, où la rapidité est cruciale et l'information constitue un avantage fondamental.
Cette approche est également limitée par des questions de qualité, d'efficacité, voire de légalité liées au soutien d'un plus grand réseau de nœuds.
Pyth Network adopte une approche radicalement différente : le réseau d'oracles peut inciter des parties hautement fiables — les propriétaires et créateurs de données précieuses — à publier volontairement et directement leurs données sur le réseau.
Les programmes en chaîne utilisent un mécanisme d'agrégation des prix pour éliminer les valeurs aberrantes, tandis qu'un pont inter-chaînes signe et valide toutes les données de prix envoyées à la blockchain cible.
Dans ce réseau d'oracles rapporteurs, les fournisseurs de données exécutent leurs propres nœuds et publient directement les données en chaîne.
Cette conception élimine la dépendance aux nœuds intermédiaires, produisant ainsi des données de meilleure qualité, une plus grande efficacité en gaz, et offrant finalement une scalabilité supérieure, permettant au réseau d'oracles de s'étendre à des milliers de flux de prix.
Des sources primaires de données
Les institutions de confiance fournissant des données à Pyth Network sont appelées fournisseurs de données ou « éditeurs ». Ce sont généralement des institutions établies disposant de grandes quantités de données de haute qualité, notamment des bourses mondiales, des market makers et des sociétés de trading.
Parmi les plus connus figurent Cboe, Jane Street, Optiver, Binance, OKX, QCP Capital, Two Sigma, Wintermute et CMS. Aujourd'hui, le réseau compte plus de 80 fournisseurs de données.
Tous ces fournisseurs sont des sources primaires de données : ils créent et possèdent donc les données de prix qu'ils fournissent, soit parce qu'ils sont des lieux d'exécution d'ordres (où les traders souhaitent échanger à un prix donné), soit parce qu'ils sont eux-mêmes des traders (exécutant des transactions à un prix spécifié).
Dans les réseaux rapporteurs, les nœuds doivent rechercher ou acheter des données auprès d'autres intermédiaires ou sources primaires, devenant ainsi des sources tierces.
Les données primaires garantissent la qualité des données et la sécurité du réseau. Chaque fournisseur de données est responsable de la qualité de ses propres données dans tout flux de prix Pyth.
De plus, la réputation de ces fournisseurs et les conséquences néfastes d'une attaque malveillante sur leur activité constituent un puissant dissuasif supplémentaire contre les vecteurs d'attaque traditionnels sur les oracles.
Il est également évident que la qualité des données de ces institutions est bien supérieure à celle obtenue par un simple scraping web ou par des agrégateurs publics.
En outre, étant propriétaires de leurs données, elles peuvent les diffuser vers des applications blockchain sans problème de propriété intellectuelle.
Approfondissement : comment fonctionne Pyth
Le protocole Pyth Network permet à des fournisseurs de données primaires de publier directement leurs informations de prix uniques sur la chaîne, accessibles au public.
Le protocole implique trois parties :
Fournisseurs de données : des institutions de confiance soumettent directement leurs données de prix au programme d'oracle Pyth en chaîne. Pour chaque produit de flux de prix (par exemple BTC/USD), plusieurs fournisseurs publient des données afin d'assurer précision et robustesse.
Programme d'oracle Pyth : fonctionne sur la chaîne d'applications Pythnet. Ce programme agrège de manière sécurisée et transparente les données soumises pour produire un prix agrégé.
Utilisateurs : les utilisateurs de données Pyth consomment les prix agrégés. Il s'agit généralement d'applications décentralisées comme Synthetix, Ribbon ou CAP Finance.
La chaîne d'applications Pythnet
En août 2022, Pyth Network a lancé Pythnet, une blockchain dédiée aux applications, permettant aux données Pyth d'être agrégées et publiées sur d'autres blockchains via le pont Wormhole.
Pythnet est construit sur la technologie Solana, mais s'en détache progressivement. Les fournisseurs de données soumettent leurs données à Pythnet pour agrégation ; via Wormhole, les prix agrégés peuvent être transmis à plus de 20 blockchains. Cette architecture offre des avantages de scalabilité exceptionnels.
Un nouveau flux de prix publié sur Pyth Network devient immédiatement disponible sur les plus de 20 blockchains prises en charge.
Cela est extrêmement utile pour les développeurs souhaitant étendre leurs applications à de nouvelles blockchains, car ils peuvent instantanément offrir le même éventail de marchés et d'actifs que sur la chaîne d'origine.
En outre, l'architecture unique de Pyth lui permet de se déployer rapidement sur de nouvelles blockchains supportées par Wormhole — environ une par mois.
En comparaison, les réseaux concurrents connaissent souvent des retards techniques limitant leur extension. Par exemple, un réseau d'oracles a mis près de deux ans pour s'intégrer à Solana, depuis l'annonce initiale.
Privilégiez le « pull » au « push »
Pyth Network fonctionne selon un modèle d'oracle « pull », où les utilisateurs demandent activement ou « tirent » les données dont ils ont besoin vers leur environnement local de blockchain.
En revanche, les solutions traditionnelles d'oracles utilisent un modèle « push », où les données de prix sont automatiquement « poussées » en chaîne à intervalles réguliers, même si personne n'utilise ces mises à jour.
Le modèle « pull » de Pyth présente les avantages suivants :
Efficacité en gaz : les utilisateurs ne paient que lorsqu'ils ont besoin des données. Le gaz n'est pas gaspillé sur des mises à jour inutilisées. De plus, si une entité tire des données de prix Pyth en chaîne, tous les participants peuvent utiliser cette mise à jour.
Mises à jour fréquentes : les flux de prix Pyth sont mis à jour plus d'une fois par seconde — plus vite que la plupart des temps de bloc. Une telle fréquence serait impossible si chaque prix devait être poussé en chaîne.
Latence faible : les utilisateurs peuvent utiliser les données les plus récentes tirées, sans être contraints d'utiliser la dernière mise à jour poussée.
Fiable : pendant les périodes de volatilité, les mises à jour « push » peuvent concurrencer d'autres transactions pour occuper la bande passante du réseau. Les mises à jour « pull » de Pyth peuvent être intégrées directement aux transactions importantes de l'utilisateur.
Évolutivité : Pyth peut s'étendre à des milliers de nouveaux flux de prix sans augmentation des coûts en gaz. Les coûts surviennent uniquement lorsque les utilisateurs tirent les données.
Les avantages du modèle « pull » sont nombreux, mais le plus important est qu'il apporte l'évolutivité nécessaire à l'avenir de la DeFi.
Pistes d'amélioration futures
Bien que Pyth ait fait ses preuves en fournissant constamment des données de haute qualité à plus de 20 blockchains, une
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