Taiko : Une solution Layer 2 Ethereum permettant une extension transparente et une compatibilité totale
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Taiko : Une solution Layer 2 Ethereum permettant une extension transparente et une compatibilité totale
Taiko vise à étendre Ethereum grâce à la technologie zkEVM.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Teahouse Assistant
1. Présentation du projet
Taiko est un projet de zkRollup décentralisé équivalent à Ethereum, visant à étendre les capacités d’Ethereum grâce à la technologie zkEVM.
Taiko s'efforce de devenir un zkRollup entièrement équivalent à Ethereum afin d'étendre le réseau sans nécessiter de modifications des applications décentralisées existantes (dApps). En tant que zkRollup pleinement compatible avec Ethereum, Taiko permet aux développeurs et utilisateurs de tirer parti des fonctionnalités puissantes de la couche 1 d'Ethereum (L1) sans avoir à modifier leurs dApps actuelles.
Caractéristiques principales :
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zkEVM Type 1 entièrement compatible avec l'EVM : Le zkEVM Type 1 utilisé par Taiko est entièrement compatible avec Ethereum, permettant aux développeurs de migrer leurs dApps entre Ethereum et Taiko sans craindre de dysfonctionnement de contrats intelligents.
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Open source : Tout le code source de Taiko est accessible, modifiable et utilisable sur GitHub, ce qui ouvre le développement de la blockchain non seulement à une petite équipe, mais aussi à toute la communauté mondiale de développeurs.
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Décentralisation complète : Outre sa haute compatibilité avec l'EVM, Taiko accorde une grande importance à la décentralisation du protocole, prévoyant de générer les zkPs via des validateurs et des proposants décentralisés soumettant des blocs et des preuves.
2. Architecture technique principale
2.1 Circuit zkEVM
Le circuit zkEVM (Machine Virtuelle Ethereum à connaissances nulles) est l'un des composants centraux de l'architecture technique de Taiko. Il utilise des preuves à connaissance nulle (ZKPs) pour vérifier l'exactitude et l'intégrité des calculs effectués par la Machine Virtuelle Ethereum (EVM). Grâce au zkEVM, Taiko peut étendre Ethereum sans modifier les contrats intelligents ni les applications décentralisées (dApps) existantes, tout en conservant la sécurité, la décentralisation et la compatibilité d'Ethereum.
2.1.1 Fonctions et caractéristiques
1. Preuves à connaissance nulle (ZKPs)
Vérification des transactions : Le circuit zkEVM utilise des ZKPs pour valider la justesse des transactions sans révéler les données spécifiques. Cela permet de réduire la charge de traitement des données sur le réseau principal d'Ethereum, abaissant ainsi les coûts et augmentant la vitesse des transactions.
Confidentialité : Les ZKPs garantissent la confidentialité des transactions ; seules les preuves validées sont soumises au réseau principal d'Ethereum.
2. Compatibilité totale avec les opcodes EVM
Prise en charge de tous les opcodes EVM : Le circuit zkEVM prend entièrement en charge tous les opcodes EVM, ce qui signifie que les développeurs peuvent migrer leurs contrats intelligents et dApps vers Taiko sans aucune modification.
Compatibilité avec Ethereum : Ce haut niveau de compatibilité permet d'utiliser directement sur Taiko les outils de développement et l'écosystème existants d'Ethereum, facilitant grandement la tâche des développeurs.
3. Décentralisation et sécurité
Vérification décentralisée : Le circuit zkEVM soutient un modèle de validateurs décentralisés, où toute personne peut participer à la génération et à la vérification des preuves à connaissance nulle. Cette approche décentralisée assure la sécurité et l'intégrité du système.
Validateurs de la couche 1 d’Ethereum : Le circuit zkEVM de Taiko exploite les validateurs de la couche 1 d’Ethereum pour ordonner les transactions, assurant ainsi l’héritage des propriétés de décentralisation et de sécurité d’Ethereum.
4. Efficacité et évolutivité
Réduction de la charge de données : En exécutant les transactions sur la couche 2 et en générant des preuves à connaissance nulle, on diminue la quantité de données traitées sur le réseau principal d’Ethereum, améliorant ainsi l’efficacité et l’évolutivité.
Génération rapide des preuves zk : Le circuit zkEVM est optimisé pour accélérer la génération des preuves zk, garantissant un traitement efficace d’un grand volume de transactions.
5. Contrats intelligents et règles du protocole
Exécution des contrats intelligents : Le circuit zkEVM prend en charge l’exécution des contrats intelligents, préservant la programmabilité et la flexibilité d’Ethereum. Ces contrats intelligents sont chargés de vérifier les preuves zk et d’appliquer les règles du protocole.
Vérification du protocole : Grâce à son intégration avec la couche 1 d’Ethereum, le circuit zkEVM veille à ce que toutes les preuves et états de transaction soient rigoureusement validés, maintenant ainsi la cohérence et la sécurité du système.
2.1.2 Fonctionnement
1. Exécution des transactions et collecte des données
Les transactions sont d’abord exécutées sur la couche 2, produisant les données associées.
Ces données sont ensuite rassemblées et préparées pour la génération des preuves zk.
2. Génération des preuves à connaissance nulle
Le circuit zkEVM utilise des technologies zkSNARKs ou zkSTARKs pour générer des preuves à connaissance nulle, capables de vérifier la validité des transactions sans divulguer leur contenu.
Une fois générées, les preuves et les données associées sont envoyées à la couche 1 d’Ethereum.
3. Vérification et mise à jour de l’état
Les validateurs de la couche 1 d’Ethereum vérifient les preuves zk soumises pour en confirmer la validité.
Une fois la preuve validée, l’état des transactions est mis à jour sur le réseau principal d’Ethereum, garantissant que tous les participants observent un résultat cohérent.
2.2 Nœuds Rollup de la couche 2
Les nœuds Rollup de la couche 2 constituent un élément clé de l’architecture technique de Taiko. Ils gèrent et exécutent les transactions sur la couche 2 tout en interagissant avec la couche 1 d’Ethereum (L1). Grâce à cette technologie Rollup, Taiko augmente le débit transactionnel d’Ethereum, réduit les frais et préserve la décentralisation et la sécurité.
2.2.1 Fonctions et caractéristiques
1. Collecte des données et exécution des transactions
Exécution des transactions : Les nœuds Rollup exécutent les transactions sur la couche 2, allégeant ainsi la charge directe sur le réseau principal d’Ethereum.
Collecte des données : Les nœuds récupèrent les données transmises depuis la couche 1 d’Ethereum et les utilisent pour traiter les transactions et mettre à jour l’état.
2. Gestion de l’état
Affichage de l’état : Après chaque exécution de transaction, les nœuds Rollup mettent à jour et affichent l’état, assurant ainsi une vision cohérente pour tous les participants.
Conservation de l’état : En gérant l’état après exécution, ils garantissent la cohérence du réseau et l’intégrité des données.
3. Application des règles du protocole
Vérification du protocole : Les nœuds Rollup appliquent les règles définies par le protocole Taiko lors de l’exécution et de la validation des transactions, assurant leur validité et la sécurité du réseau.
Support des contrats intelligents : Les nœuds peuvent exécuter des contrats intelligents déployés sur la couche 1 d’Ethereum, les utilisant pour transférer des données et vérifier les preuves zk.
4. Efficacité et évolutivité
Augmentation du débit : En exécutant les transactions sur la couche 2, Taiko améliore considérablement la capacité de traitement du réseau, réduisant ainsi la congestion sur la couche 1.
Réduction des coûts : Le traitement des transactions sur la couche 2 diminue significativement les frais, rendant les microtransactions plus économiquement viables.
5. Décentralisation et sécurité
Vérification décentralisée : Les nœuds Rollup soutiennent un modèle de validateurs décentralisés, permettant à quiconque de participer à la vérification des transactions et à la génération des preuves zk, renforçant ainsi la décentralisation et la sécurité.
Transmission des données : Les nœuds sont responsables du transfert des données des transactions de la couche 2 vers la couche 1 d’Ethereum, puis mettent à jour l’état selon les retours de L1.
2.2.2 Fonctionnement
1. Collecte des données et exécution des transactions
Réception des transactions : Les nœuds reçoivent les transactions soumises par les utilisateurs sur la couche 2 et les exécutent conformément aux règles du protocole.
Mise à jour de l’état : Après exécution, les nœuds mettent à jour l’état des transactions et maintiennent l’information la plus récente sur la couche 2.
2. Génération des preuves à connaissance nulle
Génération des preuves zk : Les nœuds génèrent des preuves zk pour chaque transaction afin d’en garantir la validité et la confidentialité.
Soumission des preuves : Les preuves zk générées, accompagnées des données associées, sont envoyées à la couche 1 d’Ethereum pour vérification par les validateurs de L1.
3. Vérification et mise à jour de l’état
Vérification par L1 : Les validateurs de la couche 1 d’Ethereum examinent les preuves zk soumises pour confirmer leur validité.
Synchronisation de l’état : Une fois la preuve validée, les nœuds Rollup synchronisent et mettent à jour l’état selon les retours de L1, assurant la cohérence globale du réseau.
Avantages et cas d’utilisation :
1. Amélioration de l’évolutivité d’Ethereum
En traitant un grand nombre de transactions sur la couche 2, les nœuds Rollup de Taiko améliorent significativement l’évolutivité du réseau Ethereum, répondant à des besoins croissants en matière de transactions.
2. Réduction des frais de transaction
L’exécution des transactions sur la couche 2 et la génération de preuves zk réduisent la dépendance au réseau principal d’Ethereum, abaissant ainsi les frais. Cela convient particulièrement aux scénarios impliquant des microtransactions fréquentes.
3. Renforcement de la sécurité et de la confidentialité
La technologie des preuves à connaissance nulle assure la confidentialité et la sécurité des transactions, empêchant toute fuite de données, tout en conservant les caractéristiques de décentralisation du réseau.
2.3 Protocole Taiko
Le protocole Taiko constitue également un pilier fondamental de l’architecture technique. Il définit et applique les règles du Rollup de la couche 2, garantissant la validité des transactions et la sécurité du réseau. Grâce aux contrats intelligents et à une validation décentralisée, le protocole Taiko permet une extension efficace d’Ethereum tout en conservant ses caractéristiques de décentralisation et de sécurité.
2.3.1 Fonctions et caractéristiques
1. Définition des règles du protocole
Établissement des règles : Le protocole Taiko définit toutes les règles opérationnelles du Rollup, y compris le traitement, la validation et la mise à jour des états des transactions. Toutes les transactions doivent respecter ces règles, assurant une cohérence dans le fonctionnement du réseau.
Exécution par contrat intelligent : Le protocole est implémenté via des contrats intelligents déployés sur Ethereum, garantissant que toutes les règles et opérations sont publiques et transparentes.
2. Validation des transactions et mise à jour de l’état
Validation des transactions : Chaque transaction est validée par le protocole Taiko selon des règles prédéfinies, garantissant sa validité et son exactitude.
Mise à jour de l’état : Une fois la validation terminée, le protocole met à jour l’état des transactions sur la couche 2 et transfère les données pertinentes vers la couche 1 d’Ethereum, assurant la synchronisation et la cohérence des états.
3. Décentralisation et sécurité
Validateurs décentralisés : Le protocole Taiko soutient un modèle de validateurs décentralisés, permettant à toute personne de participer au processus de validation. Cette approche renforce la sécurité et l’intégrité du réseau.
Preuves à connaissance nulle : Le protocole utilise la technologie des preuves à connaissance nulle (zkSNARKs ou zkSTARKs) pour valider les transactions sans exposer leur contenu, assurant ainsi confidentialité et sécurité.
4. Transmission et traitement des données
Soumission des données : Les données des transactions et les preuves zk générées sont envoyées à la couche 1 d’Ethereum pour être vérifiées par les validateurs de L1.
Traitement des données : Après vérification par L1, le protocole met à jour l’état de la couche 2 selon les retours, garantissant que tous les participants observent des résultats cohérents.
5. Fonctionnalités des contrats intelligents
Mécanisme de transmission des données : Les contrats intelligents assurent le transfert des données de transaction et des preuves zk entre la couche 2 et la couche 1, garantissant l’intégrité et la cohérence des données.
Vérification du protocole : Les contrats intelligents vérifient également les preuves zk, assurant la validité et l’exactitude des transactions.
6. Gouvernance et pilotage communautaire
Organisation autonome décentralisée (DAO) : La gouvernance du protocole Taiko est gérée par le DAO Taiko, constitué de détenteurs du jeton TKO, qui votent pour décider des mises à jour et changements majeurs du protocole.
Participation communautaire : Le développement et la gouvernance du protocole reposent fortement sur la participation et les contributions de la communauté, assurant une prise de décision transparente, juste et inclusive.
2.3.2 Fonctionnement :
1. Soumission et exécution des transactions
Les utilisateurs soumettent des transactions sur la couche 2, qui sont d’abord exécutées par les nœuds Rollup de la couche 2.
Après exécution, les données de transaction et la mise à jour de l’état sont générées.
2. Génération des preuves à connaissance nulle
Des preuves à connaissance nulle sont générées pour valider la justesse des transactions, sans en révéler le contenu, assurant ainsi la confidentialité.
Les preuves zk générées ainsi que les données de transaction sont envoyées à la couche 1 d’Ethereum.
3. Vérification par L1 et mise à jour de l’état
Les validateurs de la couche 1 d’Ethereum vérifient les preuves zk soumises pour en confirmer la validité et l’exactitude.
Une fois la vérification réussie, l’état de la couche 2 est mis à jour selon les retours de L1, garantissant la cohérence et la sécurité globales du réseau.
4. Gouvernance et mise à jour du protocole
Le DAO Taiko décide par vote des mises à jour et modifications du protocole, assurant la participation communautaire et une gouvernance transparente.
Toutes les mises à jour du protocole sont mises en œuvre via des contrats intelligents, garantissant la transparence des règles.
2.3.3 Avantages et cas d'utilisation
1. Amélioration de l’évolutivité d’Ethereum
Grâce à la technologie Rollup de la couche 2 et aux preuves à connaissance nulle, le protocole Taiko améliore considérablement l’évolutivité du réseau Ethereum, pouvant traiter davantage de transactions pour répondre à une demande accrue.
2. Réduction des frais de transaction
Le traitement des transactions sur la couche 2 réduit la dépendance au réseau principal d’Ethereum, abaissant ainsi les frais, ce qui convient particulièrement aux microtransactions fréquentes.
3. Renforcement de la sécurité et de la confidentialité
La technologie des preuves à connaissance nulle assure la confidentialité et la sécurité des transactions, évitant toute fuite de données, tout en préservant la décentralisation du réseau.
4. Gouvernance communautaire et transparente
Via le DAO Taiko, les membres de la communauté peuvent participer à la gouvernance et aux décisions du protocole, garantissant que son évolution correspond aux intérêts et besoins de la communauté.
2.4 Rollup basé sur la compétition (BCR)
Le Rollup basé sur la compétition (BCR, Base Competitive Rollup) est une innovation clé du protocole Taiko, conçue pour renforcer la décentralisation et la sécurité du réseau. Voici une présentation détaillée du BCR :
2.4.1 Concepts fondamentaux
Le BCR est une solution innovante de couche 2 visant à améliorer la décentralisation et la sécurité d’un réseau blockchain via un mécanisme concurrentiel. Dans ce modèle, plusieurs participants peuvent rivaliser pour proposer et valider des blocs, éliminant ainsi le contrôle par une entité unique.
2.4.2 Fonctionnement
1. Proposition concurrentielle
Proposants (Proposers) : N’importe qui peut devenir proposant en soumettant des propositions de blocs. Un proposant doit regrouper les transactions des utilisateurs et générer des preuves à connaissance nulle (zkProofs).
Compétition de proposition : Plusieurs proposants peuvent concurrencer simultanément la soumission de blocs, garantissant un processus de création et de soumission décentralisé, sans point de contrôle centralisé.
2. Processus de validation
Validateurs (Verifiers) : Les validateurs sont chargés de vérifier les blocs et les preuves zk soumis par les proposants. Ils assurent la sécurité du réseau en confirmant la justesse et la légalité des transactions.
Validation concurrentielle : Plusieurs validateurs peuvent rivaliser pour valider un bloc, renforçant la sécurité du réseau, car la concurrence entre validateurs garantit précision et transparence du processus.
2.4.3 Avantages du BCR
1. Décentralisation renforcée
Participation ouverte : Le modèle BCR permet à toute personne de participer à la proposition et à la validation des blocs, supprimant la dépendance à quelques rares entités et renforçant la décentralisation.
Résistance à la censure : Avec plusieurs proposants et validateurs en compétition, aucune entité unique ne peut facilement censurer ou contrôler le réseau.
2. Sécurité accrue
Double vérification : Grâce au mécanisme de validation concurrentielle, plusieurs validateurs vérifient indépendamment les blocs, assurant fiabilité et sécurité du processus.
Réduction des points de défaillance unique : Le modèle BCR limite les risques liés aux points de défaillance unique, car le fonctionnement du réseau ne dépend pas d’un seul proposant ou validateur.
3. Incitations économiques
Concurrence équitable : Les proposants et validateurs obtiennent des récompenses économiques via la concurrence, incitant ainsi les participants à fournir un service honnête et efficace.
Brûlage de frais : Les proposants doivent brûler un certain nombre de jetons TKO pour soumettre un bloc, ce qui aide à contrôler l’offre du jeton et stabiliser sa valeur.
2.5 Rollup basé sur un booster (BBR)
Le Rollup basé sur un booster (BBR, Based Booster Rollup) est un composant clé du protocole Taiko, conçu pour étendre davantage les capacités du réseau Ethereum en améliorant l’efficacité de l’exécution et du stockage des transactions. L’objectif du BBR est de créer une expérience fluide pour les utilisateurs et les développeurs, permettant aux transactions de s’exécuter comme sur la couche 1 (L1), tout en conservant leur propre stockage sur la couche 2 (L2).
2.5.1 Caractéristiques fondamentales et fonctionnement
1. Structure en deux couches
Séparation exécution-stockage : Le BBR implémente une structure en deux niveaux séparant l’exécution des transactions et le stockage. Cette conception permet une exécution efficace sur L2 tout en conservant sur L1 la sécurité et la décentralisation nécessaires.
Intégration transparente avec L1 : Grâce à cette structure bicouche, le BBR permet aux contrats intelligents de conserver la même adresse sur L1 et sur tous les BBR, simplifiant ainsi le déploiement et les interactions.
2. Compatibilité et évolutivité
Compatibilité totale avec Ethereum : Le BBR est entièrement compatible avec l’architecture actuelle d’Ethereum, y compris les fonctions de hachage, l’arbre d’état et les frais en gaz pour chaque opcode. Cela signifie que les contrats intelligents et dApps existants peuvent migrer sans difficulté vers le BBR.
Évolutivité améliorée : Le BBR vise à accroître l’évolutivité d’Ethereum, permettant des vitesses de traitement plus rapides et des frais plus bas, soutenant ainsi des volumes d’utilisateurs et d’applications plus importants.
3. Fonctionnalité de booster
Universalité : La fonction booster du BBR peut améliorer tout type de rollup, que ce soit un rollup optimiste ou un rollup à connaissances nulles, exploitant ainsi la capacité d’extension offerte par le BBR.
Renforcement de l’évolutivité d’Ethereum : Grâce au BBR, tout rollup peut directement renforcer l’évolutivité d’Ethereum, lui permettant de traiter davantage de transactions et d’applications complexes.
2.5.2 Détails techniques
1. Cohérence des contrats intelligents
Cohérence des adresses : Le BBR garantit que les adresses des contrats intelligents restent identiques sur L1 et L2. Ainsi, un contrat déployé sur L1 peut fonctionner sans modification sur L2, simplifiant le développement et le déploiement.
Simplification des interactions : Les interactions entre les différentes couches sont simplifiées, assurant une expérience utilisateur cohérente et un développement facilité.
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