Un « nouveau récit » pour l'informatique décentralisée : Quilibrium sera-t-il le prochain ICP ?
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Un « nouveau récit » pour l'informatique décentralisée : Quilibrium sera-t-il le prochain ICP ?
Quilibrium cherche à trouver un « équilibre » entre la puissance de calcul d'Internet traditionnel et la décentralisation de la blockchain, et a conçu dans ce but une architecture unique de cloud computing décentralisé.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Lydia Wu
Le lecteur doit savoir que, puisque le réseau principal de Quilibrium n'est pas encore lancé et que les informations publiques actuelles sont limitées, les descriptions figurant dans cet article concernant les mécanismes d'incitation, le modèle économique, l'historique du financement ou la feuille de route ne reflètent qu'un instant donné. Les faits pourraient évoluer à l'avenir. Cet article est rédigé principalement à des fins de recherche et de vulgarisation scientifique. Il ne doit pas être considéré comme une référence d'investissement, et toute critique constructive de la part des professionnels du secteur est bienvenue.
1. Points clés du rapport
1.1 Logique fondamentale d’investissement
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Quilibrium tente de trouver un « équilibre » entre la puissance de calcul de l’internet traditionnel et la décentralisation de la blockchain, en concevant une architecture unique de cloud computing décentralisé.
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Quilibrium a construit un système d’exploitation basé sur une base de données, offrant une expérience de développement proche des logiciels traditionnels, ce qui pourrait attirer davantage de développeurs classiques, tout en facilitant pour les développeurs Web3 actuels la création d’applications cryptographiques plus complexes.
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La conception de Quilibrium met fortement l’accent sur la sécurité et la confidentialité, ce qui constitue un attrait important pour les entreprises souhaitant utiliser la technologie cryptographique sans exposer leurs données sensibles. Pour les particuliers, le succès préliminaire de Farcaster montre également le potentiel à long terme des applications décentralisées en matière d’acquisition d’utilisateurs et de génération de revenus.
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La fondatrice et PDG, Cassie Heart, est ancienne ingénieure senior chez Coinbase et développeuse de Farcaster. L’équipe possède une riche expérience, une capacité solide de livraison ainsi qu’une personnalité marquée.
1.2 Principaux risques
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Le projet se trouve à un stade très précoce : son réseau principal n’est pas encore lancé, sa complexité est élevée, et la faisabilité technique ainsi que la validation du marché restent à confirmer.
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À court terme, il pourrait faire face à une concurrence accrue de la part d’Arweave AO, plus connu, tant sur le plan de la reconnaissance par les utilisateurs que de celui des développeurs.
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L’absence d’un modèle de jeton fixe entraîne une possible instabilité du rythme d’émission, augmentant ainsi certains risques pour les investisseurs.
1.3 Évaluation
Étant donné que Quilibrium en est encore à un stade très initial, il nous est impossible pour l’instant d’établir une évaluation précise du projet. Toutefois, en examinant la capitalisation boursière en circulation et la capitalisation entièrement diluée, comparée à d’autres projets aux concepts similaires, la valorisation actuelle de Quilibrium apparaît relativement attractive.
2. Analyse commerciale
Quilibrium se définit lui-même comme un « protocole de couche internet décentralisée offrant la commodité du cloud computing sans sacrifier la confidentialité ni l’évolutivité », ainsi qu’une « solution PaaS décentralisée ». En lien avec cette position, la présente section aborde les questions suivantes :
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Quels sont les problèmes du cloud computing sur internet traditionnel ?
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Pourquoi avons-nous besoin (encore) d’un ordinateur décentralisé ?
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Quelles sont les spécificités de Quilibrium par rapport aux conceptions dominantes actuelles de blockchains ?
Source : Compte Farcaster de Cassie Heart
2.1 Positionnement commercial
2.1.1 Partir du calcul
Dans Web2 comme dans Web3, le « calcul » est un concept crucial, constituant la source motrice du développement, de l’exécution et de l’extension des applications.
Dans l’architecture internet traditionnelle, les tâches de calcul sont généralement effectuées par des serveurs centralisés. L’apparition du cloud computing a amélioré l’évolutivité, l’accessibilité et l’efficacité coûts/services, remplaçant progressivement le calcul traditionnel pour devenir la norme.
Du point de vue des services proposés, les grands fournisseurs de cloud divisent leurs modèles en trois catégories principales : Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) et Software as a Service (SaaS). Ces modèles répondent à différents besoins et niveaux de compétences, offrant des degrés variés de contrôle sur les ressources. Les utilisateurs finaux connaissent surtout SaaS, tandis que PaaS et IaaS s’adressent principalement aux développeurs.
Source : Lydia @ Mint Ventures
Source : S2 Lab, Lydia @ Mint Ventures
Dans les blockchains dominantes telles qu’Ethereum, le calcul est généralement réalisé par des nœuds décentralisés. Ce mode ne repose pas sur des serveurs contrôlés centralement ; chaque nœud exécute localement les tâches de calcul, et l’accord sur la cohérence des données est assuré par un mécanisme de consensus. Toutefois, les capacités et la vitesse de traitement du calcul décentralisé ne peuvent généralement pas rivaliser avec celles des services cloud traditionnels.
Quilibrium cherche précisément à trouver un « équilibre » entre la puissance de calcul et l’évolutivité de l’internet traditionnel, et la décentralisation de la blockchain, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour le développement d’applications.
Source : Enregistrement d’un direct de Cassie Heart
2.1.2 Problèmes de centralisation des systèmes informatiques
Pour la plupart des utilisateurs finaux, les problèmes liés à la centralisation des systèmes informatiques ne sont pas immédiatement perceptibles. En effet, ces utilisateurs interagissent principalement avec des systèmes matériels informatiques — leurs PC, téléphones portables, etc., répartis à travers le monde et fonctionnant indépendamment sous leur propre contrôle. Cette dispersion physique fait que, au niveau matériel, les systèmes informatiques ne sont pas nécessairement centralisés.
En revanche, contrairement à ce matériel relativement distribué, les systèmes informatiques actuels sont nettement plus centralisés au niveau de l’architecture réseau et des services cloud — Amazon AWS, Microsoft Azure et Google Cloud détenaient ensemble plus de 67 % du marché des services cloud au premier trimestre 2024, creusant un écart significatif avec les nouveaux entrants.
Source : Synergy Research Group
De plus, en tant que fournisseurs d’infrastructures durant la vague de l’IA, la tendance de concentration continue de s’amplifier. Microsoft Azure, fournisseur exclusif de cloud pour OpenAI, a vu sa croissance annuelle accélérer notablement après une période de stagnation. Dans le troisième trimestre fiscal 2024 de Microsoft (premier trimestre 2024), les revenus d’Azure et des autres services cloud ont augmenté de 31 %, dépassant largement les attentes du marché situées à 28,6 %.
Source : Microsoft, Lydia @ Mint Ventures
Outre les considérations concurrentielles, les problèmes de confidentialité et de sécurité posés par les systèmes informatiques centralisés attirent de plus en plus l’attention. Chaque panne majeure affecte massivement l’ensemble du réseau. Par exemple, entre 2010 et 2019, AWS a connu 22 pannes soudaines, soit une moyenne de 2,4 par an. Outre les perturbations subies par le commerce électronique d’Amazon, de nombreuses entreprises utilisant AWS, telles que Robinhood, Disney, Netflix ou Nintendo, ont aussi vu leurs services en ligne gravement interrompus.
2.1.3 Proposition de l’ordinateur décentralisé
Dans ce contexte, la nécessité d’un ordinateur décentralisé est régulièrement mise en avant. Avec l’adoption croissante par les fournisseurs cloud centralisés d’architectures distribuées — notamment via la réplication des données et services à plusieurs emplacements pour éviter les points de défaillance unique, ou via le stockage en périphérie pour améliorer les performances —, la narration autour du calcul décentralisé s’est recentrée sur des aspects tels que la sécurité des données, la confidentialité, l’évolutivité et l’efficacité coût/service.
Examinons brièvement quelques concepts d’ordinateurs décentralisés proposés par différents projets. Leur caractéristique commune est de vouloir construire une plateforme informatique distribuée mondiale, en répartissant le stockage et le traitement des données, afin de soutenir le développement d’applications décentralisées.
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Ordinateur mondial (World Computer) : Généralement associé à Ethereum, il fournit un environnement global d’exécution de contrats intelligents. Sa fonction principale est le calcul décentralisé et l’exécution unifiée des contrats intelligents à l’échelle mondiale.
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Ordinateur Internet (Internet Computer) : Désigne généralement ICP développé par la Fondation Dfinity, dont l’objectif est d’étendre les fonctionnalités d’Internet afin que les applications décentralisées puissent s’exécuter directement dessus.
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Ordinateur hyper-parallèle (Hyper Parallel Computer) : Terme souvent utilisé pour désigner le protocole AO d’Arweave, un système informatique distribué fonctionnant sur le réseau Arweave, caractérisé par une haute parallélisation et une grande tolérance aux pannes.
Il convient de noter que ICP, AO et Quilibrium ne sont pas des blockchains au sens traditionnel. Ils ne reposent pas sur une structure linéaire de blocs, mais conservent les principes fondamentaux de la blockchain tels que la décentralisation et l’immutabilité des données. On peut donc les considérer comme une extension naturelle de la technologie blockchain. Bien que ICP n’ait pas encore réussi à concrétiser pleinement sa vision ambitieuse, l’émergence d’AO et de Quilibrium ouvre de réelles perspectives pour l’avenir de Web3.
Le tableau ci-dessous compare les caractéristiques techniques et orientations applicatives de ces trois projets, afin d’aider le lecteur à comprendre si Quilibrium risque de suivre les traces d’ICP, et quelle différence existe entre Quilibrium et AO — présenté comme un « tueur d’Ethereum » —, deux solutions innovantes dans le domaine du calcul décentralisé.
2.2 Mécanisme de consensus
Dans les blockchains traditionnelles, le mécanisme de consensus occupe une place abstraite et centrale. Il définit comment le réseau atteint un accord, traite et valide les transactions et autres opérations. Le choix d’un mécanisme de consensus influence directement la sécurité, la vitesse, l’évolutivité et le degré de décentralisation du réseau.
Le mécanisme de consensus de Quilibrium s’appelle la « preuve de travail significatif » (Proof of Meaningful Work / PoMW). Les mineurs doivent accomplir des tâches réellement utiles pour le réseau, telles que le stockage de données, la récupération d’informations ou la maintenance du réseau. La conception de PoMW intègre plusieurs domaines tels que la cryptographie, le calcul multipartite sécurisé, les systèmes distribués, l’architecture des bases de données et la théorie des graphes. Elle vise à réduire la dépendance à une seule ressource (énergie ou capital), à garantir un haut niveau de décentralisation, et à maintenir sécurité et évolutivité même lorsque le réseau grandit.
Le mécanisme d’incitation est essentiel au bon fonctionnement du consensus. Celui de Quilibrium n’est pas statique, mais ajusté dynamiquement selon l’état du réseau, afin d’assurer un alignement entre incitations et besoins réels. Quilibrium introduit également des mécanismes de preuve multiples, permettant à un nœud de valider plusieurs fragments de données, ce qui assure le bon fonctionnement du réseau même en cas de pénurie de nœuds ou de ressources essentielles.
On peut exprimer de façon simplifiée le revenu final des mineurs par la formule suivante, où la récompense unitaire est ajustée dynamiquement selon l’échelle du réseau :
Revenu = Score × Récompense unitaire
Le score est calculé à partir de plusieurs facteurs, selon la formule suivante :
Les paramètres sont définis comme suit :
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Time in Mesh for Topic : Plus la participation est longue et stable, plus le score est élevé.
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First Message Deliveries for Topic : Plus le nombre de premières transmissions de messages est élevé, plus le score est élevé.
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Mesh Message Delivery Rate/Failures for Topic : Un taux de transmission élevé et un taux d’échec faible donnent un meilleur score.
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Invalid Messages for Topic : Moins il y a de messages invalides transmis, plus le score est élevé.
La somme pondérée de ces quatre paramètres est soumise à une limite supérieure par sujet (TC), destinée à limiter cette valeur dans une plage donnée afin d’éviter des scores injustement élevés dus à un seul paramètre dominant.
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Application-Specific Score : Score défini par une application spécifique.
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IP Collocation Factor : Moins il y a de nœuds provenant d’une même adresse IP, plus le score est élevé.
Source : Tableau de bord de Quilibrium
Actuellement, le nombre de nœuds opérationnels de Quilibrium dépasse les 60 000. Les revenus des mineurs peuvent varier en fonction des poids attribués aux paramètres entre différentes versions. À partir de la version v1.4.19, les gains des mineurs peuvent être consultés en temps réel, mais ne seront retirables qu’après le lancement du réseau principal.
2.3 Architecture du réseau
Le cœur de l’activité de Quilibrium est une solution PaaS décentralisée. Son architecture réseau repose principalement sur quatre composants : communication, stockage, requête et gestion des données, et système d’exploitation. Cette section met l’accent sur les différences entre la conception de Quilibrium et les blockchains dominantes actuelles. Les lecteurs intéressés par les détails techniques et les implémentations peuvent consulter la documentation officielle et le livre blanc.
2.3.1 Communication
Fondement du réseau, la communication de Quilibrium se compose de quatre parties.
a. Génération de clés
Quilibrium propose un schéma de génération de clés basé sur la théorie des graphes appelé PCAS (Planted Clique Addressing Scheme). De manière similaire aux blockchains traditionnelles, PCAS utilise le chiffrement asymétrique — chaque utilisateur dispose d’une clé publique et d’une clé privée. La clé publique peut être divulguée pour chiffrer des messages ou vérifier des signatures, tandis que la clé privée reste confidentielle pour déchiffrer ou signer. La différence réside principalement dans la méthode de génération, la forme et les orientations d’utilisation des clés (voir tableau ci-dessous).
b. Chiffrement de bout en bout
Le chiffrement de bout en bout (E2EE) est un élément clé assurant la sécurité des communications entre nœuds. Seules les parties communicantes peuvent voir les données en clair ; même les systèmes intermédiaires relayant les messages ne peuvent pas lire leur contenu.
Quilibrium adopte une méthode E2EE nommée Triple-Ratchet, offrant une sécurité supérieure à celle du schéma ECDH traditionnel. Contrairement aux méthodes classiques qui utilisent une clé statique unique ou renouvellent périodiquement les clés, le protocole Triple-Ratchet met à jour les clés après chaque communication, assurant ainsi la confidentialité rétrospective, la confidentialité post-compromission, la renonciation, la protection contre la relecture, la transmission de messages hors ordre, etc. Cette approche convient particulièrement aux communications de groupe, mais présente une complexité et un coût de calcul plus élevés.
c. Routage par réseau hybride (Mixnet)
Un mixnet est une boîte noire capable de recevoir des messages d’un expéditeur et de les transmettre à un destinataire, sans permettre à un attaquant externe, même ayant accès aux données extérieures, de relier l’expéditeur au destinataire.
Quilibrium utilise la technologie RPM (Random Permutation Matrix), qui fournit une architecture de mixnet structuralement complexe, difficile à percer tant par des attaquants externes qu’internes, offrant des avantages en termes d’anonymat, de sécurité et d’évolutivité.
d. Communication pair-à-pair
GossipSub est un protocole de messagerie pair-à-pair basé sur un modèle de publication/abonnement, largement utilisé dans les technologies blockchain et les applications décentralisées (DApps). Le protocole BlossomSub de Quilibrium en est une extension et une amélioration, visant à renforcer la protection de la vie privée, améliorer la résistance aux attaques Sybil, et optimiser les performances du réseau.
2.3.2 Stockage
La plupart des blockchains traditionnelles utilisent des fonctions de hachage cryptographiques comme outil de base pour vérifier l’intégrité des données, et s’appuient sur un mécanisme de consensus pour assurer la cohérence du réseau. Cette approche présente deux limitations majeures :
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Elle ne vérifie généralement pas la durée de stockage, et ne dispose donc pas de mécanisme direct pour résister aux attaques basées sur le temps ou la puissance de calcul.
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Le stockage et le consensus sont souvent séparés, ce qui peut entraîner des problèmes de synchronisation et de cohérence des données.
La solution de stockage de Quilibrium repose sur une fonction à délai vérifiable (VDF), créant une structure en chaîne dépendante du temps, intégrant étroitement stockage et consensus. En s’appuyant sur le schéma ci-dessous, on peut résumer les caractéristiques suivantes de cette approche :
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Traitement des entrées : L’utilisation de fonctions de hachage telles que SHA256 ou SHAKE128 garantit que toute petite modification des données produit un hachage radicalement différent, rendant ainsi la falsification plus difficile et la vérification plus aisée.
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Garantie de délai : Le processus de calcul est intentionnellement long. Les tâches doivent être exécutées séquentiellement, chaque étape dépendant du résultat précédent, et ne peuvent être accélérées par ajout de ressources. Cela garantit que la sortie résulte d’un calcul continu et temporellement déterminé. Comme le processus ne peut être parallélisé, toute tentative de recalcul ou de modification d’un résultat VDF déjà publié prendrait un temps considérable, donnant ainsi suffisamment de temps au réseau pour détecter et réagir.
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Vérification rapide : Le temps nécessaire pour vérifier un résultat VDF est bien inférieur à celui requis pour le générer. La vérification consiste généralement en quelques tests mathématiques simples ou utilise des données auxiliaires pour confirmer la validité du résultat.
Source : Livre blanc de Quilibrium
Cette structure en chaîne basée sur une preuve temporelle ne dépend pas de la génération de blocs comme dans les blockchains traditionnelles, ce qui réduit théoriquement les attaques MEV et le front-running.
2.3.3 Requête et gestion des données
La plupart des blockchains traditionnelles utilisent un simple stockage clé-valeur ou des arbres de Merkle pour gérer les données, structures limitées dans l’expression de relations complexes et le support de requêtes avancées. En outre, la majorité des systèmes blockchain actuels ne disposent pas de mécanisme natif de protection de la vie privée lors des requêtes effectuées par les nœuds, ce qui explique l’émergence de technologies comme les preuves à divulgation nulle (zero-knowledge proofs).
Quilibrium propose une architecture d’« hypergraphe inconscient » (Oblivious Hypergraph), combinant une structure d’hypergraphe et la technique de transfert inconscient (Oblivious Transfer). Elle permet de supporter des requêtes complexes tout en préservant la confidentialité des données. Plus précisément :
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Structure d’hypergraphe : Permet à une arête de connecter plusieurs sommets, augmentant ainsi la capacité d’exprimer des relations complexes. Cette structure peut directement mapper divers modèles de bases de données, permettant d’exprimer et d’interroger n’importe quel type de relation de données.
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Technique de transfert inconscient : Même le nœud traitant les données ne connaît pas le contenu exact des données consultées, renforçant ainsi la protection de la vie privée pendant les requêtes.
2.3.4 Système d’exploitation
Le système d’exploitation n’est pas un concept natif de la blockchain. La plupart des blockchains traditionnelles se concentrent sur le consensus et l’immuabilité des données, sans offrir de fonctionnalités complexes de niveau système d’exploitation. Par exemple, Ethereum, bien qu’il supporte les contrats intelligents, dispose de fonctions système assez simples, limitées principalement au traitement des transactions et à la gestion d’état.
Quilibrium a conçu un système d’exploitation basé sur sa base de données hypergraphique, implémentant des primitives classiques de système d’exploitation telles qu’un système de fichiers, un planificateur, des mécanismes semblables à IPC, des files de messages, la gestion des clés de contrôle, etc. Cette conception, qui construit directement un système d’exploitation sur une base de données, peut faciliter le développement d’applications décentralisées complexes.
Source : Livre blanc de Quilibrium
2.4 Langage de programmation
Le développement de Quilibrium utilise principalement le langage Go, combiné à Rust et JavaScript. Les atouts de Go incluent sa capacité à gérer les tâches concurrentes, sa syntaxe simple et sa communauté active de développeurs. Selon le classement TIOBE des langages de programmation, Go a grimpé rapidement ces dernières années, atteignant la 7ᵉ place dans le dernier classement de juin. D’autres projets blockchain utilisant Go pour leur développement de base incluent Ethereum, Polygon et Cosmos.
Source : Quilibrium
Source : TIOBE
3. Situation du projet
3.1 Historique et feuille de route
Le livre blanc de Quilibrium a été publié en décembre 2022. Sa feuille de route se divise approximativement en trois phases : Dusk, Equinox et Event Horizon.
Quilibrium en est encore à un stade très précoce. L’équipe effectue des itérations de mise à jour toutes les deux semaines. La dernière version actuelle est la v1.4.20. Du fait de la suppression de la phase 1.5 par l’équipe, la version 1.4 sera directement suivie de la version 2.0. Cette version 2.0 correspond au réseau principal, marquant la fin de la phase Dusk, et devrait être lancée officiellement fin juillet, autorisant alors le pontage du jeton $QUIL.
Selon le planning provisoire, les phases Equinox et Event Horizon soutiendront des applications plus avancées telles que le streaming ou l’entraînement de modèles IA/ML.
3.2 Équipe et financement
La fondatrice et PDG de Quilibrium est Cassie Heart. Avant de créer Quilibrium, elle était ingénieure logicielle senior chez Coinbase, avec plus de 12 ans d’expérience dans le développement logiciel et la blockchain.
Opposée aux plateformes de médias sociaux centralisées, Cassie ainsi que le compte du projet Quilibrium sont principalement actifs sur Farcaster. Le compte Farcaster de Cassie compte plus de 310 000 abonnés, parmi
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