Cet article a été compilé et organisé par BlockWeeks
Au cours des quatorze années d'histoire du développement des cryptomonnaies, les développeurs et les observateurs ont proposé toutes sortes de théories, de doctrines et de technologies, tentant de résoudre le « trilemme de l'extensibilité » de la blockchain — à savoir qu'aucune chaîne publique ne peut simultanément atteindre un degré maximal de décentralisation, de sécurité et d'extensibilité. Bien que différents projets aient proposé et mis en œuvre diverses solutions aux compromis variés, la demande du marché pour des solutions plus simples et plus complètes persiste, et à ce jour aucune solution n'a été prouvée véritablement couronnée de succès.
Ces dernières années, un nouveau discours appelé « modularité de la blockchain » a commencé à émerger. Avec le lancement de la blockchain Celestia, l'industrie crypto verra pour la première fois cette année cette théorie mise en pratique à grande échelle. Celestia est une blockchain de couche 1 spécialement optimisée pour prendre en charge les rollups de couche 2, tandis que les rollups eux-mêmes assument le calcul des blockchains à usage général. Comme Celestia ne prend pas nativement en charge le calcul à usage général, mais externalise la responsabilité de l'exécution des contrats intelligents à d'autres réseaux de couche 2, l'idée théorique est que Celestia peut devenir l'épine dorsale d'un réseau de rollups hautement extensible et interopérable, et surtout, réaliser cette vision modulaire sans sacrifier la décentralisation et la sécurité.
L'émergence de la théorie modulaire : décomposer plutôt qu'empiler
L'argument central de la théorie modulaire est que les fonctions essentielles des blockchains modernes — l'exécution, le règlement, la disponibilité des données et le consensus — devraient elles-mêmes être dissociées et réparties dans différentes couches ou réseaux, afin que chaque couche puisse être optimisée individuellement et poussée à l'extrême, sans sacrifier la fidélité d'aucune couche. Ce rapport examinera systématiquement la théorie de la modularité de la blockchain et donnera un aperçu complet des différents composants de la pile technologique de la blockchain modulaire.
Le trilemme de la blockchain : trois voies difficiles à maximiser simultanément
Décentralisation
La décentralisation désigne le degré de distribution et de communalisation de la participation des utilisateurs et du renforcement des règles du réseau. Traditionnellement, elle est mesurée par le nombre d'opérateurs de nœuds indépendants sur la blockchain. Les opérateurs de nœuds sont des individus ou des entités qui exécutent un logiciel, vérifient les blocs et les transactions finalement confirmés sur le réseau, contrairement aux mineurs ou aux validateurs — ces derniers exécutent un logiciel pour produire et ajouter de nouveaux blocs à la chaîne. Souvent, les mineurs et les validateurs, en plus d'exécuter le logiciel utilisé pour produire des blocs, doivent également exécuter un nœud complet pour obtenir une vue à jour de l'état du réseau. Les indicateurs secondaires pour mesurer le degré de décentralisation d'une chaîne incluent également la diversité des clients et la distribution de l'offre de jetons.
Sécurité
La sécurité désigne la résilience d'une blockchain face aux attaques coordonnées. Les moyens par lesquels des acteurs malveillants compromettent la sécurité d'une chaîne incluent : l'arrêt ou la perturbation de la production de blocs, la réécriture de l'historique des transactions, et la censure de l'exécution de certains types d'activités sur le réseau. La capacité d'une chaîne à résister à ces attaques dépend de la valeur totale que les parties prenantes investissent ou verrouillent pour le réseau. Prenons Bitcoin comme exemple : la quantité totale de puissance de calcul consommée par seconde par les parties prenantes rend le coût d'une attaque contre le réseau prohibitif pour un attaquant. Les mineurs sont responsables de faire avancer la blockchain Bitcoin, et la plupart des types d'attaques nécessitent de concentrer plus de 51 % de la puissance de calcul des mineurs sur une période donnée. Sur Ethereum, la quantité totale d'ETH mis en jeu fournit au réseau une protection contre les attaques de réorganisation (c'est-à-dire les attaques tentant de réécrire l'historique de la chaîne). Le seuil actuel pour les validateurs est un dépôt de 32 ETH (ce seuil pourrait être ajusté dans un avenir proche), et ils sont responsables de faire avancer la blockchain Ethereum ; attaquer ce réseau nécessite de manipuler au moins deux tiers de l'ETH mis en jeu. Manipuler un tiers de l'ETH mis en jeu empêcherait Ethereum d'atteindre la finalité de la chaîne, mais n'empêcherait pas la production de blocs et ne compromettrait pas la vivacité de la chaîne.
Extensibilité
L'extensibilité est la troisième et dernière propriété du trilemme, et peut-être celle sur laquelle les experts techniques se sont le plus concentrés au cours de la dernière décennie. Lorsque Bitcoin a été lancé en 2009, la taille maximale des blocs était de 1 Mo. La limite fixe de petite taille des blocs limitait la quantité de données pouvant être regroupées par intervalle de temps, limitant essentiellement le débit de transactions du réseau. Bien que la mise à niveau SegWit de 2017 ait effectivement porté la limite de taille des blocs à 4 Mo, la propriété de « limitation de la taille maximale des blocs » continue de plafonner le débit du réseau.
En 2023, Bitcoin traite environ 7 transactions par seconde (TPS), un écart considérable par rapport aux canaux de paiement centralisés — par exemple, Visa atteint jusqu'à 24 000 TPS. Pour améliorer l'extensibilité sans sacrifier les propriétés de décentralisation, la communauté Bitcoin s'est concentrée sur les technologies de couche 2. En conséquence, la communauté Ethereum a choisi une feuille de route « centrée sur les rollups ».
La division en quatre couches de la pile technologique modulaire
Dans le cadre modulaire, la couche d'exécution est responsable du traitement des transactions et de l'exécution des contrats intelligents ; la couche de règlement est responsable de fournir la résolution des litiges, le pontage et les garanties de finalité pour les rollups ; la couche de disponibilité des données est responsable du stockage et de la preuve que les données de transaction sont publiquement accessibles ; et la couche de consensus est responsable de l'accord sur l'ordonnancement des données. Le positionnement de Celestia est précisément de séparer le consensus et la disponibilité des données de l'exécution et du règlement, permettant aux couches d'exécution et de règlement de se concentrer sur leur propre optimisation.
Celestia : le premier grand test de la théorie modulaire
Le protocole Celestia lui-même est extrêmement épuré, et en tant que blockchain, ses fonctionnalités sont assez limitées ; par conséquent, le succès à long terme de Celestia dépend en grande partie de l'adoption par les applications et protocoles qui l'utilisent comme couche de disponibilité des données (couche DA). Par rapport au lancement de Celestia elle-même, les couches d'exécution (comme Eclipse, Argus) et les couches de règlement (comme Neutron, Dymension) lancées simultanément sont les clés pour attirer les utilisateurs finaux et les capitaux. Celestia ne possède pas nativement de capacité de déploiement de contrats intelligents ou d'exécution de transactions, et ne prend pas nativement en charge le pontage inter-rollups ou la résolution de litiges. Par conséquent, l'adoption de Celestia dépend de l'adoption des couches d'exécution et de règlement construites au-dessus d'elle. En tant que blockchain, le principal avantage de Celestia est qu'elle est optimisée pour exécuter la fonction de disponibilité des données à moindre coût et plus rapidement que les chaînes existantes comme Ethereum.
Le réseau Celestia a mis en place un programme d'incitation, où les participants peuvent assumer différentes tâches telles que validateur, nœud de pont, nœud de stockage et nœud léger en échange de points, qui pourraient être échangés à l'avenir contre des jetons du réseau principal. En septembre, la Fondation Celestia a publié les détails de la distribution du jeton natif TIA, et l'équipe prévoit de lancer le protocole sur le réseau principal plus tard dans l'année. Actuellement, de nombreux projets se construisent sur Celestia.
Dans un contexte plus large, la division modulaire a donné naissance à une diversité de solutions de disponibilité des données. La couche d'exécution peut choisir de publier les données de transaction par lots sur une couche DA indépendante ou sur des chaînes monolithiques comme Ethereum, ou encore sur un réseau de nœuds informatiques permissionnés. Les opérateurs de nœuds sont responsables de conserver des copies des données publiées et de fournir ces données aux nœuds de la couche d'exécution sur demande. Par rapport aux solutions DA précédentes, ces « comités de disponibilité des données » (DAC) sont plus faciles à mettre en œuvre car ils ne nécessitent que la coordination d'un nombre limité de nœuds.
Questions en suspens et risques
Les innovations autour de l'échantillonnage de disponibilité des données (DAS) ont amélioré la capacité des blockchains à s'étendre pour la DA, tout en ouvrant de nouveaux espaces de conception pour des couches d'exécution hautement extensibles et centrées sur les applications. Cependant, dans cette dynamique, plusieurs hypothèses restent à vérifier : l'architecture des frais restructurée pour protéger chaque couche contre la fraude et les attaques, le niveau d'extensibilité que la couche d'exécution peut atteindre, et les modèles de gouvernance décentralisée — un problème aussi ancien que le trilemme de la blockchain.
La modularité est une voie prometteuse pour l'extensibilité de la blockchain, tentant de résoudre les problèmes de décentralisation et de sécurité sur lesquels les projets parient et construisent déjà. Cependant, la clé pour réaliser cette vision modulaire réside dans l'innovation continue des développeurs de blockchain à chaque couche de la pile technologique, non seulement la couche DA, mais aussi les couches d'exécution et de règlement. L'équipe Celestia lancera sa couche DA cette année, mais ce qui prouvera vraiment la théorie modulaire, ce sont les innovations et les projets construits au-dessus de la couche DA de Celestia. À cet égard, ce qui mérite le plus d'être observé et évalué dans les années à venir, c'est l'adoption des couches d'exécution et de règlement connectées à Celestia.
Les sujets de recherche en cours incluent également l'impact du MEV et du re-staking sur la pile technologique modulaire. De plus, l'augmentation de la latence de finalité des transactions et la diminution de la composabilité entre les dApps construites sur des rollups spécifiques à des applications sont des « conséquences de troisième ordre » résultant de la décomposition des fonctions de la blockchain, et les rollups de règlement tentent particulièrement d'atténuer ces problèmes. Comme les projets modulaires sont globalement encore à un stade précoce, le paysage concurrentiel entre les rollups et les nouvelles couches DA est difficile à prévoir ; mais les premières analyses montrent effectivement une probabilité élevée de concentration de l'activité des dApps vers une couche de règlement et une couche DA uniques. L'évolution de la théorie modulaire a déjà provoqué un changement de paradigme pour de nombreuses blockchains à usage général, y compris Ethereum, dans la manière d'aborder le trilemme et de résoudre l'extensibilité à long terme.
Conclusion
Il reste encore beaucoup de travail à faire avant que les bénéfices de la modularité ne soient pleinement réalisés et rigoureusement évalués. Mais le consensus croissant des développeurs de blockchain dans le domaine crypto autour de la théorie modulaire témoigne du puissant potentiel de ces idées pour remodeler la technologie blockchain dans les années à venir.
