De ses débuts à l'avenir : analyse approfondie d'Aleo
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De ses débuts à l'avenir : analyse approfondie d'Aleo
Cet article propose une analyse approfondie du projet Aleo, couvrant tous les aspects depuis ses débuts jusqu'à son développement futur, notamment la présentation de l'équipe, l'analyse technique du projet, l'état actuel de l'écosystème, la performance des participants au réseau lors des récents tests sur le testnet, ainsi que la future distribution des points.
Dédié à des analyses Web3 approfondies1. Présentation et historique du projet
Aleo est une blockchain de niveau 1 axée sur la confidentialité grâce aux preuves à connaissance nulle (zero-knowledge proofs). Le projet vise à offrir des contrats intelligents et des applications décentralisées hautement protégés en matière de vie privée. La cryptographie basée sur les preuves à connaissance nulle permet aux parties d’un réseau décentralisé de prouver qu’elles connaissent certaines informations sans révéler les faits sous-jacents qui rendent ces affirmations vraies. En utilisant ces preuves, Aleo permet aux applications de mettre à jour le registre blockchain sans partager de données personnelles, tandis que les nœuds vérifient la validité et la cohérence des données confidentielles sans en divulguer le contenu initial. Autrement dit, les preuves à connaissance nulle sont générées hors chaîne, puis vérifiées efficacement sur chaîne (assurant ainsi la concision des transactions).
L’équipe d’Aleo regroupe des cryptographes, ingénieurs, designers et experts opérationnels mondialement reconnus, issus de grandes entreprises telles que Google, Amazon et Meta, ainsi que d’universités de recherche comme l’université de Californie à Berkeley, l’université de New York et l’université Cornell. L’équipe principale de développement est enregistrée sous la société Provable Technologies. Les cofondateurs de Provable sont Howard Wu, Collin Chin et Raymond Chu, tous diplômés de l’université de Californie à Berkeley.
Howard Wu est cofondateur et PDG de Provable. Il a apporté des contributions majeures dans les domaines des preuves à connaissance nulle et de la cryptographie par courbes elliptiques, notamment via les projets Zexe et DIZK, adoptés par des protocoles tels qu’Ethereum et Zcash. Diplômé de l’université de Californie à Berkeley, il possède un solide bagage en cryptographie, sécurité informatique et calculs vérifiables, et a auparavant travaillé comme ingénieur logiciel chez Google.
Les autres cofondateurs de Provable, Collin Chin et Raymond Chu, sont également diplômés de l’université de Californie à Berkeley. Collin est principalement responsable du développement du langage de programmation Leo pour Aleo, tout en assumant les fonctions de directeur des opérations (COO) de Provable. Raymond contribue au développement des logiciels destinés aux nœuds validateurs, notamment snarkVM et snarkOS.
Le PDG actuel d’Aleo est Alex Pruden, diplômé de West Point, ancien officier de l’infanterie et des forces spéciales de l’armée américaine. Il s’est initié aux blockchains durant ses stages/postes chez Coinbase et GGV Capital entre 2017 et 2018. Après avoir obtenu son MBA à Stanford en 2019, il a rejoint a16z, où il a indirectement contribué à ce que cette société devienne le chef de file du tour de financement de série A d’Aleo.
Le directeur financier (CFO) d’Aleo, Michael Beller, est diplômé de l’université Cornell. Entrepreneur à plusieurs reprises dans des startups du secteur de la gestion d’actifs, il joue le rôle de conseiller senior au sein de l’équipe, apportant une riche expérience issue de la finance traditionnelle.
2. Analyse technique
Les composants principaux d’Aleo incluent :
• Langage Leo : Aleo propose un langage de programmation nommé Leo, spécialement conçu pour préserver la confidentialité. Ce langage permet aux développeurs de créer des contrats intelligents compatibles avec la protection de la vie privée, tout en garantissant l’intégrité des données utilisateur.
• snarkVM et snarkOS : snarkVM permet d’exécuter les calculs hors chaîne, tandis que seul le résultat est vérifié sur chaîne, augmentant ainsi l’efficacité. snarkOS assure la sécurité des données et des calculs, et autorise l’exécution de fonctions sans permission préalable.
• zkCloud : fournit un environnement de calcul sécurisé et privé hors chaîne, permettant des interactions programmables entre utilisateurs, organisations et DAO.
2.1 Architecture de consensus
L’algorithme de consensus propriétaire d’Aleo, appelé AleoBFT, combine minage et preuve d’enjeu (PoS). Il repose sur une coexistence entre validateurs suivant la preuve d’enjeu (PoS) et des prouveurs (provers) suivant la preuve de travail (PoW). La PoW sur Aleo consiste en la génération aléatoire, chaque époque (epoch) — actuellement environ toutes les 20 minutes —, d’un circuit ZK par le réseau Aleo. Les mineurs doivent alors tester différentes valeurs de nonce comme entrée du circuit, calculer toutes les variables du circuit (witness), en déduire la racine Merkle du witness, et vérifier si celle-ci satisfait la difficulté de minage requise.
Le modèle de consensus PoS s’appuie sur DiemBFT, un protocole nécessitant plusieurs tours de calcul. Un leader propose initialement un bloc. Puis les validateurs votent pour désigner le leader du prochain tour. Une fois le quorum atteint, le nouveau leader crée un certificat de quorum qu’il inclut dans la proposition de bloc suivante. Les détenteurs d’enjeu contribuent au consensus et à la production de blocs, mais ne participent pas directement à la génération des preuves ZK ; cette tâche est dévolue aux prouveurs ZK.
2.2 Flux de consensus
Au niveau du protocole de consensus, les prouveurs et les validateurs ont respectivement pour rôle de produire les résultats de calcul (solutions) et de créer les blocs en agrégeant ces solutions. Le processus est le suivant :
1. Les prouveurs résolvent le puzzle et génèrent des solutions, qu’ils diffusent ensuite sur le réseau.
2. Les validateurs agrègent les transactions et les solutions pour former le prochain bloc, en veillant à ce que le nombre de solutions ne dépasse pas la limite fixée par le consensus (MAX_SOLUTIONS).
3. La légitimité d’une solution est vérifiée en s’assurant que son epoch_hash correspond au latest_epoch_hash maintenu par le validateur, que le proof_target calculé par le prouveur respecte le latest_proof_target du réseau, et que le nombre total de solutions dans le bloc reste inférieur à la limite du consensus.
4. Les prouveurs fournissant des solutions valides reçoivent une récompense de consensus.
3. Écosystème
L’écosystème actuel d’Aleo se compose principalement d’applications DeFi intégrant les preuves à connaissance nulle (ZeFi) et d’applications liées au développement d’infrastructures. Parmi les projets ZeFi figurent Privx Exchange, Arcane Finance, AlphaSwap et Staking.xyz.
Privx Exchange, Arcane Finance et AlphaSwap sont des plateformes de trading mettant l’accent sur la protection de la vie privée. Privx utilise une conception innovante combinant un carnet d’ordres centralisé (CLOB) avec des contrats intelligents sur chaîne afin de reproduire l’expérience utilisateur des bourses traditionnelles. Arcane Finance et AlphaSwap reposent quant à eux sur le modèle AMM classique pour leurs DEX.
Staking.xyz, portail officiel de mise en gage (staking) d’Aleo, offre aux utilisateurs un tableau de bord leur permettant de gérer et surveiller leurs actifs mis en jeu, tout en recevant régulièrement des mises à jour et rapports détaillés sur la performance des validateurs.
Les applications d’infrastructure comprennent Obscura, IZAR Bridge, ainsi que deux portefeuilles : Puzzle Wallet et Avail Wallet :
• Obscura est une plateforme visant à simplifier le développement d’applications orientées vers la confidentialité. En proposant des points d’accès RPC, des API et des SDK, elle facilite considérablement le déploiement d’applications sur des blockchains privées. Les infrastructures fournies par Obscura incluent l’API RPC Aleo et l’API GraphQL de Mina.
• IZAR est un protocole d’interopérabilité privée entre Ethereum et Aleo. En introduisant davantage de validateurs dans les ponts跨链, en s’appuyant sur une conception multisignature basée sur zkSnark et en prévoyant l’intégration future d’un mécanisme de timelock, IZAR vise à créer un protocole跨链 plus sûr et davantage centré sur la confidentialité, ainsi qu’un modèle de gouvernance adapté.
• Puzzle Wallet et Avail Wallet sont deux portefeuilles compatibles avec Aleo. Le client principal de Puzzle est une extension navigateur Chrome, tandis qu’Avail prend en charge les clients mobiles et desktop.
4. Parties prenantes du réseau et récompenses (analyse des intérêts des mineurs)
Les participants au réseau Aleo se répartissent en trois rôles distincts : les participants au staking, les prouveurs et les validateurs.
Les participants au staking sont toute entité verrouillant des crédits (credits) pour contribuer à la sécurité du réseau Aleo. À l’instar des participants au staking sur d’autres réseaux décentralisés, ils délèguent une partie de leurs crédits Aleo à un validateur pour aider à la validation du consensus, et reçoivent en retour une récompense de staking. Le minimum requis pour participer est de 1 crédit Aleo, mais le seuil minimal pour recevoir une récompense est de 10 crédits Aleo.
Les prouveurs (mineurs ZK) sont des participants spécialisés dans l’infrastructure ZK du réseau Aleo. Ils participent au consensus PoW en résolvant le « problème Coinbase » pour soutenir le réseau. Plus un prouveur est efficace et performant dans la génération de solutions au problème Coinbase, plus il a de chances d’obtenir la récompense Coinbase d’Aleo (en crédits). Pour un même problème Coinbase, plusieurs prouveurs peuvent recevoir une part proportionnelle de la récompense selon la valeur de proof_target de leur solution valide soumise. En outre, les prouveurs transfèrent aux validateurs un tiers de la récompense associée à leur solution Coinbase, incitant ainsi à la participation des validateurs et à leur rémunération.
Les validateurs sont des prestataires de services d’infrastructure pour le réseau Aleo. Ils garantissent la sécurité du réseau en participant au consensus PoS au sein d’AleoBFT. Sur Aleo, les validateurs valident et confirment les blocs de transactions, appliquent le protocole de consensus pour atteindre un état cohérent, incluent les preuves fournies par les prouveurs lors de la création de blocs, et perçoivent en retour une récompense de validation. Pour devenir validateur, il faut disposer de 10 millions de crédits Aleo et exécuter un nœud validateur à l’aide du logiciel snarkOS.
4.1 Répartition des crédits Aleo
• L’offre initiale au lancement compte 1,5 milliard de crédits Aleo. Cette réserve est répartie comme suit : soutiens précoces (35 %), distribution grand public (25 %), employés et contributeurs (16 %), entreprise (10 %), partenaires stratégiques (8 %) et fondation (6 %).
• Après le lancement du réseau principal, le réseau Aleo distribuera des crédits Aleo sous forme de récompenses aux prouveurs ZK et aux validateurs. Les récompenses Coinbase attribuées aux prouveurs et validateurs diminueront linéairement sur une période d’environ 10 ans.
• Les validateurs peuvent percevoir indéfiniment une récompense fixe par bloc (actuellement fixée à 23 crédits par bloc).
Offre en circulation
• L’offre totale en circulation des crédits Aleo atteindra 2,6 milliards sur 10 ans, puis doublera environ après 21 ans grâce au versement continu des récompenses.
Inflation
• Le taux d’inflation des crédits diminue progressivement, passant d’environ 12 % la première année à 2 % la dixième année, puis tendant vers 0 % à long terme.
Figure 1 : Répartition initiale des crédits Aleo ; Figure 2 : Projection de l’inflation des crédits Aleo sur 10 ans
4.2 Relation entre les récompenses PoS et PoW
Dans la dernière version bêta du réseau test, l’équipe Aleo a ajusté la répartition des récompenses entre les protocoles PoS et PoW. La part des validateurs dans la récompense de bloc issue de la résolution du puzzle est passée de 1/2 à 1/3, tandis que les prouveurs en reçoivent désormais les 2/3.
À l’émission initiale du réseau principal, la PoW jouera un rôle important. Cependant, au fil du temps, les récompenses issues de la résolution des puzzles diminueront progressivement, tandis que la récompense constante allouée aux validateurs (fixée à 23 crédits Aleo par bloc) prendra de plus en plus d’importance.
Le graphique ci-dessous illustre l’évolution prévue sur 10 ans de la quantité et de la proportion des crédits Aleo distribués via les consensus PoS et PoW :
Voici notre projection, basée sur certains chiffres officiels, de la croissance annuelle des crédits Aleo et du taux d’inflation correspondant au cours des 10 années suivant le lancement initial :
À long terme, la distribution des crédits Aleo évoluera progressivement d’un biais favorable aux prouveurs vers un système davantage avantageux pour les participants au staking et les validateurs. Dix ans après le lancement, plus aucun crédit ne sera distribué via le consensus PoW ; les revenus du réseau seront alors exclusivement répartis selon le consensus PoS.
4.3 Données relatives au réseau test bêta
Le réseau test bêta constitue la dernière phase de test incitative avant le lancement du réseau principal. L’objectif principal de ce test était de valider le nouveau mécanisme de puzzle via un programme d’incitation aux prouveurs. La période de test s’est déroulée du 1er au 15 juillet et est désormais terminée.
La Fondation Aleo a mis à disposition des prouveurs 1 million de crédits pour le réseau principal. Chaque prouveur recevra un montant proportionnel de crédits principal basé sur les crédits obtenus sur le réseau test pendant la période incitative. Le montant minimal de récompense est fixé à 1 000 crédits sur le réseau principal ; tout prouveur obtenant moins que ce seuil n’est pas éligible à une récompense.
Voici un tableau comparatif que nous avons établi, présentant les 10 adresses Aleo ayant accumulé le plus de crédits pendant la phase bêta, ainsi que des données partielles relatives aux pools d’exploitation minière associés :
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