Révision des solutions de disponibilité des données et des projets dans ce secteur
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Révision des solutions de disponibilité des données et des projets dans ce secteur
Une fois la mise à niveau de Cancun officiellement achevée, la blockchain publique DA pourrait être directement confrontée à une concurrence commerciale avec Ethereum.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Oncle Jian
Récapitulatif des solutions DA
Dans notre précédent article sur la disponibilité des données (« Web3 Explication | Pourquoi la disponibilité des données est-elle si importante pour les Layer 2 ? (Partie 1) »), nous avons expliqué que le problème principal de disponibilité des données (DA) auxquels sont confrontés les L2 consiste en un compromis entre sécurité et coût. Ce compromis a donné naissance à deux types de solutions DA : celles en chaîne (on-chain) et hors chaîne (off-chain). Nous allons maintenant détailler ces deux approches.
Solution on-chain : Proto-Danksharding
La solution on-chain signifie que le L2 continue d’utiliser Ethereum comme couche de disponibilité des données (DA), tout en s’appuyant sur Ethereum pour réduire les coûts liés à cette disponibilité.
Proto-Danksharding (aussi connu sous le nom d’EIP-4844) est précisément la solution proposée par Ethereum pour réduire ces coûts. Elle introduit un nouveau format de transaction appelé « Blob ». Les données transactionnelles envoyées par les L2 seront stockées temporairement au niveau de la couche de consensus d’Ethereum sous forme de blobs, offrant ainsi une disponibilité des données moins coûteuse aux L2.
Cela signifie qu’à l’avenir, Ethereum fonctionnera comme un tableau d’affichage temporaire : les données y seront affichées pendant un certain temps avant d’être supprimées. Les L2 devront donc gérer eux-mêmes la sauvegarde complète de leurs données.
Proto-Danksharding devrait être activé lors de la mise à jour de type « Cancun » d’Ethereum, prévue fin 2023.
Solutions off-chain
De manière simple, les solutions off-chain consistent à ne plus utiliser Ethereum comme couche DA, mais à chercher des alternatives plus économiques pour garantir la disponibilité des données. Selon différents niveaux de décentralisation et de sécurité, on distingue quatre types de solutions off-chain : Validium, Comité de disponibilité des données (DAC), Volition, et solutions DA généralistes.
Validium
Parmi les premières solutions de scaling explorées par Ethereum, celles utilisant des preuves de validité (validity proofs) avec publication des données on-chain sont appelées ZK Rollup. Lorsque les mêmes preuves sont utilisées mais que les données sont publiées off-chain, il s'agit de Validium. De même, les solutions utilisant des preuves de fraude (fraud proofs) avec données on-chain sont appelées OP Rollup, tandis que celles avec données off-chain correspondent à Plasma.
La solution Plasma a été abandonnée par Ethereum, et depuis que celui-ci a adopté une stratégie de scaling centrée sur les rollups, Validium est également tombé en désuétude. Toutefois, comme les données transactionnelles de Validium sont gérées par un opérateur centralisé, ce terme désigne aujourd’hui spécifiquement une solution DA fortement centralisée.
Ce modèle offre une excellente protection de la vie privée et minimise les coûts de DA, mais comporte aussi les risques les plus élevés : en cas de panne ou de comportement malveillant de l’opérateur off-chain, les fonds des utilisateurs pourraient être perdus définitivement.
Comité de disponibilité des données (DAC)
Afin de réduire le risque de point de défaillance unique lié à un opérateur unique, la plupart des implémentations actuelles de Validium intègrent un DAC (Data Availability Committee). Un DAC ressemble à une blockchain consortium, composée de plusieurs nœuds reconnus ou dignes de confiance. Ces membres conservent une copie des données transactionnelles et peuvent les publier en cas de défaillance ou de comportement malveillant de l’opérateur, permettant ainsi aux utilisateurs de récupérer leurs fonds.
Le coût de fonctionnement d’un DAC reste relativement faible, mais du point de vue de la sécurité, un petit comité (8–10 personnes) reste vulnérable au vol de clés privées ou à une collusion malveillante, pouvant entraîner le blocage ou le vol des fonds présents sur la chaîne.
Volition
Volition est un modèle hybride qui permet à chaque utilisateur de choisir individuellement si les données d’une transaction doivent être publiées on-chain ou off-chain. Par exemple, dans un DEX utilisant ce modèle, un utilisateur peut gérer plusieurs comptes : transférer ses actifs vers un compte off-chain pour effectuer des transactions fréquentes et peu coûteuses, puis les ramener sur un compte on-chain une fois les échanges terminés.
Par rapport à Validium pur, Volition bénéficie donc d’une partie de la sécurité d’Ethereum.
Solutions DA généralistes
Les solutions off-chain mentionnées ci-dessus s’inscrivent dans le contexte d’Ethereum. Il existe toutefois une autre catégorie, celle des solutions DA généralistes, capables non seulement de fournir de la disponibilité des données aux L2 d’Ethereum, mais aussi à de nombreuses autres blockchains et projets. C’est le cas, par exemple, d’EigenDA, Celestia ou Avail, que nous présenterons plus en détail dans la suite.
Bien que leurs mises en œuvre techniques diffèrent, ces solutions visent toutes à renforcer la sécurité de la disponibilité des données afin d’atteindre un niveau de sécurité équivalent à celui d’une blockchain publique. Elles disposent donc de leurs propres nœuds validateurs, producteurs de blocs et mécanismes de consensus, bien qu’elles ne supportent pas de contrats intelligents.
Présentation des projets de couche DA
Dans le cadre de l’approche modulaire des blockchains, Ethereum domine presque totalement les couches de consensus et de règlement (environ 90 % du marché). La couche d’exécution, après une forte concurrence, commence à se stabiliser autour d’un « carré dominant » (Optimism, Arbitrum, Starknet, zkSync). En revanche, la couche de disponibilité des données (DA) en est encore à ses débuts. Voici une présentation de quelques projets DA populaires, à titre informatif.
StarkEx
StarkEx est un framework développé par l’équipe StarkWare, conçu pour fournir des solutions de scaling à des applications spécifiques. Étant donné qu’il fournit également une solution de disponibilité des données, il est considéré comme un projet de couche DA. StarkEx propose trois modes de disponibilité des données : on-chain, Validium et Volition. Contrairement au Validium pur décrit précédemment, la version Validium de StarkEx intègre un DAC pour améliorer la sécurité.
Les projets actuels utilisant StarkEx pour la disponibilité des données incluent dYdX v3, Immutable, Sorare et DeversiFi.
zkPorter
zkPorter est une solution DA off-chain proposée en avril 2021 par Matter Labs, l’équipe derrière zkSync. zkPorter est une chaîne indépendante dédiée à la publication des données transactionnelles des L2. Sa sécurité repose sur un mécanisme de consensus PoS : les détenteurs de jetons zkSync peuvent miser leurs jetons pour devenir « Gardiens » (Guardians) de zkPorter et ainsi valider et signer les blocs. C’est l’une des raisons pour lesquelles la communauté pense que zkSync pourrait lancer son propre jeton et organiser un airdrop, étant donné que le mécanisme de consensus de zkPorter implique un jeton de gouvernance.
En outre, selon les plans de Matter Labs, les comptes sur zkPorter pourront interagir sans friction avec les comptes ou contrats situés sur le ZK Rollup (zkSync Era). Pour l’utilisateur, la principale différence sera probablement le coût nettement inférieur des transactions sur zkPorter.
Interopérabilité forte entre ZK Rollup et zkPorter
Cependant, il convient de noter que bien que zkPorter ait été annoncé il y a plusieurs années, il n’a toujours pas avancé concrètement. Matter Labs n’a publié aucune information concernant un réseau test ou l’avancement du développement.
EigenDA
EigenDA est un projet de couche DA basé sur EigenLayer. Mais contrairement aux projets DA généralistes comme Celestia ou Avail, EigenDA est fondamentalement un middleware : il n’a pas de mécanisme de consensus propre. Sa sécurité repose sur le système de re-staking des validateurs Ethereum via EigenLayer.
EigenDA est également le premier service de validation active (AVS) proposé sur EigenLayer. Les participants qui re-stake leur ETH dans EigenDA effectuent des services de validation de données et reçoivent une rémunération en retour. Les acheteurs (L2) publient leurs données sur EigenDA pour bénéficier de coûts transactionnels réduits et d’un débit (TPS) accru.
Bien qu’EigenDA n’ait pas encore lancé son réseau test, de nombreux projets ont déjà prévu de l’intégrer à leurs L2, notamment Mantle, Layer N et Offshore.
Celestia
Celestia est une blockchain publique DA généraliste, dotée de ses propres nœuds validateurs et d’un mécanisme de consensus PoS. Bien plus coûteuse que d’autres solutions off-chain, elle offre une sécurité nettement supérieure.
Celestium est une chaîne L2 Ethereum qui utilise Celestia comme couche DA, tout en conservant Ethereum pour les couches de règlement et de consensus.
Le fonctionnement de la disponibilité des données dans Celestium est illustré ci-dessous :
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Celestium envoie normalement les preuves (Proofs) à Ethereum, mais publie les données transactionnelles (Transaction Data) sur Celestia ;
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Les validateurs de Celestia signent ensuite la preuve de disponibilité des données, qui est envoyée au contrat DA Bridge déployé sur Ethereum pour vérification et stockage ;
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Les contrats L2 sur Ethereum peuvent alors y accéder à tout moment.
Celestia a réalisé deux levées de fonds : 1,5 million USD lors d’un tour de financement initial en mars 2021, puis 55 millions USD en octobre 2022, avec la participation de plusieurs grands fonds VC.
Par ailleurs, l’annonce d’un airdrop par Celestia le 26 septembre a recentré l’attention sur la course aux blockchains modulaires et aux couches DA.
Selon les informations officielles, Celestia distribuera des jetons TIA (actif natif de Celestia) à 7 579 développeurs et 576 653 adresses blockchain. Les développeurs éligibles incluent ceux ayant contribué à des biens publics ou à des infrastructures critiques, aux recherches Ethereum, ou à des projets DA (comme Avail, EigenLayer ou Solana). Les adresses éligibles comprennent les utilisateurs actifs des rollups Ethereum, ainsi que les stakers et relais IBC de Cosmos Hub et Osmosis.
Avail
Avail était initialement un projet lancé par Polygon Labs en 2020 pour résoudre les problèmes de disponibilité des données. En mars dernier, il s’est dissocié de Polygon pour devenir une blockchain DA indépendante, ouverte non seulement à Polygon ou Ethereum.
Sur le plan technique, Avail est légèrement plus complexe que Celestia. Son réseau principal devrait être lancé au premier trimestre 2024, mais seul un réseau test est disponible pour l’instant. Ce dernier en est à sa deuxième phase, et les utilisateurs peuvent y participer de plusieurs façons :
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Obtention de jetons : les utilisateurs peuvent obtenir des jetons de test AVL pour explorer les fonctions de mise en jeu et de nomination ;
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Développement blockchain : les utilisateurs peuvent développer librement des applications ou blockchains modulaires intégrant Avail ;
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Rôles réseau : les utilisateurs peuvent rejoindre le testnet en tant que validateur ou client léger, contribuant ainsi au processus de validation des données.
Il est clair que l’interaction avec les projets de couche DA est plus exigeante que celle avec les L2. Toutefois, étant donné qu’un airdrop a déjà été annoncé par Celestia, ceux qui le peuvent devraient envisager d’y participer. Avail organise actuellement une campagne incitative sur son testnet intitulée « Clash of Nodes Challenges », mais la conclusion est claire : simplement exécuter un nœud ne suffit pas pour gagner des points. Pour marquer des points, il faut postuler en tant que validateur, ce qui n’est pas facile. Pour l’instant, les utilisateurs ordinaires doivent attendre de nouvelles tâches, tout en restant attentifs aux annonces.
Conclusion et réflexions
Dans la feuille de route future d’Ethereum présentée par Vitalik en 2022, il est clairement indiqué que, après The Merge, la prochaine étape (The Surge) consistera à réduire davantage le coût de publication des données pour les L2 via l’EIP-4844. Cela signifie qu’Ethereum souhaite uniquement séparer la couche d’exécution, tout en conservant les fonctions de DA, de règlement et de consensus.
On comprend donc aisément pourquoi les auteurs de l’EIP-4844 et L2BEAT hésitent à reconnaître comme L2 les projets de scaling utilisant des solutions DA off-chain.
Une fois la mise à jour Cancun complétée, ces projets de couche DA off-chain (en particulier les blockchains DA) pourraient entrer en concurrence directe avec Ethereum. Outre la proposition de coûts plus bas, comment pourront-ils renforcer leur compétitivité ?
Le choix de Celestia de lancer son jeton et d’inciter développeurs et adresses actives par un airdrop reflète probablement une stratégie visant à prendre une longueur d’avance et à fidéliser la communauté. Quant aux utilisateurs, ils peuvent espérer voir apparaître dans la course aux couches DA des projets aussi prometteurs que Optimism ou Arbitrum.
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