Ethereum et Solana : les nouvelles tendances dans le domaine des blockchains publiques

Ethereum est en train de mener une réforme du côté de l'offre. Après l'échec du rêve du jardin infini, Vitalik a commencé à restreindre le développement des L2/Rollup et à défendre plus activement la voie L1. Le plan "accélérer et réduire les coûts" pour le réseau principal d'Ethereum a été mis à l'ordre du jour, et le passage à Risc-V n'est que le début. À l'avenir, comment rattraper voire dépasser les autres chaînes publiques en termes d'efficacité sera la tâche clé d'Ethereum.

Dans le même temps, une autre chaîne publique continue d'élargir les scénarios de demande de consommation. Sa réponse est "élargir l'échelle ou disparaître", s'engageant fermement sur la voie de la croissance et du renforcement de L1. En plus d'un nouveau moteur développé par une certaine équipe qui entre dans le processus de déploiement, lors de la récente conférence de New York, le protocole de consensus Alpenglow a suscité un large intérêt.

Il est intéressant de noter que ces deux blockchains semblent toutes deux poursuivre l'objectif ultime de devenir un "ordinateur mondial".

Nouveau consensus de sécurité à l'ère des nœuds à grande échelle

Depuis la naissance du Bitcoin, le nombre de nœuds et le degré de décentralisation ont toujours été considérés comme des indicateurs importants pour mesurer le degré de décentralisation d'un réseau blockchain. Pour éviter la centralisation, le seuil de sécurité est généralement fixé à 33 %, c'est-à-dire qu'aucune entité unique ne devrait contrôler plus de ce ratio de nœuds.

Sous l'impulsion de l'efficacité du capital, le minage de Bitcoin a finalement évolué vers des pools de minage, tandis qu'Ethereum est devenu la principale scène pour certains fournisseurs de services de staking et des échanges centralisés. Cependant, cela ne signifie pas que ces entités peuvent contrôler entièrement le fonctionnement du réseau. Dans le modèle "maintenir le réseau pour gagner des incitations/frais de gestion", elles manquent généralement de motivation à agir de manière malveillante.

Cependant, lors de l'évaluation de la santé du réseau, il est nécessaire de prendre en compte sa taille. Par exemple, dans un petit groupe de seulement 3 personnes, un accord de 2/3 est nécessaire pour être considéré comme fonctionnant efficacement. Poursuivre uniquement un minimum de sécurité de 1/3 n'a pas de sens, car les deux personnes restantes peuvent facilement conspirer, rendant le coût de la malveillance très bas et le bénéfice très élevé.

En revanche, dans un réseau à grande échelle avec 10 000 nœuds, il n'est pas nécessaire de viser une majorité de 2/3. En dehors du modèle d'incitation, la plupart des nœuds ne se connaissent pas, et le coût de coordination pour une collusion entre les principaux participants deviendra également trop élevé.

Ainsi, nous ne pouvons nous empêcher de demander : si nous réduisons modérément le nombre de nœuds et le ratio de consensus, est-il possible d'atteindre "une accélération et une réduction des coûts" ?

Le protocole Alpenglow semble être conçu sur cette idée. Il prévoit de maintenir une échelle d'environ 1500 nœuds, tout en réduisant le consensus de sécurité à 20 %. Cela peut non seulement améliorer la vitesse de confirmation des nœuds, mais aussi permettre aux nœuds de gagner plus d'incitations sur la chaîne principale, tout en encourageant l'expansion de l'échelle des nœuds à environ 10 000.

Il reste à voir si cette approche produira un effet de 1+1>2, ou si elle franchira la limite des mécanismes de sécurité existants. Cependant, cette réflexion offre effectivement un contraste intéressant pour la concurrence entre les blockchains publiques.

Amélioration du mécanisme de diffusion des blocs

La base théorique d'Alpenglow est que, dans l'ère des nœuds à grande échelle, il n'est pas nécessaire d'avoir un nombre de consensus très élevé. En raison de l'existence du mécanisme PoS, les malfaiteurs doivent mobiliser un capital considérable pour contrôler le réseau. Même à une échelle de 20 %, certaines chaînes publiques nécessiteraient plus de 10 milliards de dollars de fonds pour exercer ce contrôle, selon les prix actuels.

D'un point de vue pratique, Alpenglow divise l'ensemble du processus en trois parties : Rotor, Votor et Repair. Dans une certaine mesure, Alpenglow est une transformation profonde du mécanisme de diffusion de blocs existant.

Le mécanisme de diffusion de blocs traditionnel utilise le protocole Gossip, où n'importe quel nœud peut agir en tant que messager initial et communiquer en P2P avec n'importe quel nœud, atteignant finalement un effet de confirmation sur l'ensemble du réseau. Bien que cette méthode ait un degré de décentralisation élevé, elle entraîne également une lenteur extrême et des coûts élevés.

En revanche, Alpenglow adopte une solution d'état intermédiaire. Il n'utilise pas un mécanisme de Gossip entièrement décentralisé, ni ne s'oriente vers une réduction significative du nombre de nœuds. Au lieu de cela, il procède à une propagation hiérarchique des nœuds du réseau:

1. Dans chaque cycle, les nœuds sont divisés en Leader, Relay et nœuds ordinaires, seul le nœud Leader peut envoyer des informations de diffusion de blocs.
2. Une petite partie des nœuds Relay, après avoir reçu des informations, continue de les diffuser à un plus grand nombre de nœuds ordinaires, formant un réseau de propagation en structure arborescente.

Dans Alpenglow, ce protocole amélioré est appelé Rotor, et il s'agit essentiellement d'un moyen ordonné de propagation des messages de bloc, où les Leaders et les nœuds Relay ne sont pas fixes.

Votor est un mécanisme de confirmation de nœuds. Par exemple, dans la conception d'Alpenglow, si le vote des nœuds lors du premier tour atteint un ratio de 80 %, satisfaisant ainsi le minimum de 20 %, il peut être rapidement approuvé directement. Si le vote du premier tour est compris entre 60 % et 80 %, un deuxième tour de vote peut être ouvert, et un dépassement de 60 % permettra la confirmation finale.

Contrairement à l'augmentation simple des ressources matérielles pour améliorer la bande passante, le point de départ d'Alpenglow est de réduire le processus de génération de consensus de bloc. Si l'on peut contrôler la taille des blocs de données dans une plage relativement petite (environ 1500 octets) et réduire considérablement le temps de génération (idéalement à 100 ms), il est possible d'atteindre une amélioration significative des performances.

Conclusion

Après que le développement de divers solutions Layer 2 ait atteint ses limites, certaines blockchains publiques commencent à rechercher une amélioration supplémentaire des performances de leur mainnet. Ce n'est qu'en continuant à augmenter le TPS (transactions par seconde) du mainnet que l'on peut maintenir un avantage dans la compétition féroce des blockchains publiques.

Il convient de noter que des mécanismes innovants comme Alpenglow ne sont pas limités à une chaîne de blocs spécifique. En théorie, toute blockchain utilisant le consensus PoS peut appliquer ce mécanisme. Cela reflète le fait que la recherche actuelle sur les blockchains a déjà touché aux limites technologiques, et qu'il est urgent d'apporter davantage d'idées novatrices provenant des domaines de l'informatique, voire de la sociologie.

Avec le développement constant de la technologie blockchain, nous pourrions voir apparaître davantage de solutions révolutionnaires similaires. Ces innovations propulseront l'ensemble du secteur vers une direction plus efficace et plus sûre, ouvrant la voie à la réalisation d'un véritable "ordinateur mondial".