L'évolutivité décentralisée sera le prochain grand défi du Web3 : voici comment nous y remédier

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Web3 est largement présenté comme une vision d'un futur Internet décentralisé basé sur la technologie blockchain. Les partisans affirment que cela conduira à un écosystème Internet plus démocratique alimenté par des applications, des outils et des services décentralisés, dans lequel les gens pourront reprendre le contrôle de leurs données et retrouver leur liberté. 

C'est une vision avec laquelle de nombreux analystes sont d'accord. Dans un rapport récent, Vantage Market Research a prévu que le marché des services Web3 est devrait se développer à un taux de croissance annuel composé de 41.6 % de 2022 à 2028, passant d'une valeur estimée de 2.9 milliards de dollars aujourd'hui à plus de 23.8 milliards de dollars à cette époque. 

C'est une prévision optimiste qui suppose que Web3 poursuivra son expansion déjà très rapide, attirant davantage d'investissements de capital-risqueurs et générant un plus grand intérêt pour des concepts tels que la crypto-monnaie, la finance décentralisée, le métaverse et les jeux pour gagner. Si Web3 veut y parvenir, il devra surmonter ce qui semble être un défi insurmontable qu'aucun projet n'a encore été en mesure de résoudre - le problème de l'évolutivité décentralisée

La difficulté de faire évoluer Web3

Web3 a un problème d'évolutivité qui s'avérera être un obstacle majeur à une adoption plus généralisée, et s'il doit devenir une industrie de plusieurs milliards de dollars, comme le montrent les prévisions les plus optimistes, quelqu'un devra trouver une solution. 

Les problèmes d'évolutivité de la blockchain sont apparus pour la première fois en 2016 avec l'explosion d'intérêt pour l'un des premiers jeux basés sur la blockchain, CryptoKitties. 

CryptoKitties est un jeu hébergé sur la blockchain Ethereum qui consiste à élever des chatons numériques, à les élever puis à les échanger avec d'autres. Il s'est avéré être un jeu incroyablement populaire, à tel point qu'il a causé embouteillage sans précédent sur le réseau Ethereum. Cela a entraîné des délais de traitement des transactions lents, ce qui était déjà assez grave, et des frais d'essence exorbitants, ce qui était bien pire. 

Le réseau est devenu si lent et coûteux qu'il est devenu presque impossible de jouer à CryptoKitties et cela a également eu un effet d'entraînement sur d'autres applications basées sur Ethereum. Après quelques discussions, le co-fondateur d'Ethereum, Vitalik Buterin, a qualifié le défi d'Ethereum "trilemme d'évolutivité ». 

Les réseaux blockchain reposent sur trois piliers fondamentaux, à savoir la sécurité, la décentralisation et l'évolutivité, mais la façon dont ils sont conçus signifie que vous devez toujours en privilégier deux au détriment du troisième. 

Pour surmonter ce défi, des réseaux de couche 2 tels que Polygon ont vu le jour. Ils fonctionnent en déchargeant les transactions de la blockchain principale vers une seconde « sidechain », où elles peuvent être traitées plus rapidement. Ensuite, seul le résultat final d'un lot entier de transactions est traité par la chaîne principale, éliminant une grande partie du trafic réseau. Cela aide à garder les choses sous contrôle. 

Ethereum a également proposé sa propre solution, connue sous le nom de fusion, qui impliquait de passer d'un mécanisme de consensus de preuve de travail à une preuve de participation. Cependant, même si cela aidera à résoudre le problème des frais d'essence élevés en éliminant les mineurs, cela faire peu pour résoudre les problèmes d'évolutivité d'Ethereum et de Web3. La transition vers PoS était censée coïncider avec une deuxième mise à niveau qui permettrait le "sharding", où le réseau est divisé en plusieurs composants afin d'augmenter le débit des transactions. Cependant, cette décision a depuis été retardée et n'interviendra qu'en 2023. 

Même lorsque le sharding arrive, il ne résoudra qu'une partie du puzzle. Le fait est que les blockchains et Web3 ne peuvent pas évoluer en augmentant uniquement le débit des transactions, car cela ne fait rien pour améliorer la composabilité atomique. 

Le problème de composabilité atomique

Le besoin de composabilité atomique ne figure pas dans de nombreuses discussions sur l'évolutivité de la blockchain, mais c'est une considération importante qui ne peut être ignorée. En effet, il est vital d'assurer l'interopérabilité des applications Web3. 

L'interopérabilité concerne la capacité d'une dApp à utiliser plusieurs contrats intelligents pour composer une seule transaction. Ceci est essentiel, car cela signifie que les dApps Web3 peuvent composer librement des transactions entre d'autres. De cette façon, une application DeFi, par exemple, peut offrir le taux de change le plus supérieur sur plusieurs échanges décentralisés. Alternativement, une application DeFi peut tirer parti de plusieurs pools de liquidités participatives pour aider les traders à repérer et à tirer parti des opportunités de trading d'arbitrage. Ce sont deux transactions incroyablement complexes qui doivent toutes être effectuées exactement au même moment dans une série d'étapes compliquées et «atomiques». Cela est nécessaire car chacune de ces étapes doit être confirmée en même temps pour que la transaction se produise. 

Ainsi, sans composabilité atomique, ces types de cas d'utilisation ne seraient pas possibles dans Web3. C'est une capacité clé de toute blockchain qui permet à des milliers de dApps uniques et interopérables de travailler ensemble.

Les couches 2 et la composabilité atomique ne font pas bon ménage

La composabilité atomique n'est pas une idée nouvelle. En effet, le réseau d'Ethereum supporte des centaines de dApps déjà composables. Le problème est que la composabilité atomique sur le réseau d'Ethereum est très inefficace, nécessitant que chaque transaction soit traitée via un algorithme de consensus mondial lent qui ne peut pas évoluer. 

De plus, bien que les réseaux de couche 2 puissent accélérer le débit des transactions, ils ne peuvent le faire qu'en sacrifiant la composabilité atomique. Merge et Polygon d'Ethereum utilisent tous deux une technique appelée "sharding", qui consiste à décharger les transactions sur des sidechains où elles peuvent être traitées indépendamment. Le problème avec cela est que ces fragments indépendants sont incapables de communiquer les uns avec les autres jusqu'à ce que leurs paquets de transactions soient finalement engagés dans la blockchain principale, ce qui signifie que la composabilité atomique devient extrêmement inefficace. 

Actuellement, la communication inter-fragments est effectuée à l'aide d'engagements cryptographiques conditionnels, une technique qui ralentit les vitesses de transaction, ce qui signifie que le réseau ne bénéficie pas du débit plus rapide. 

Une solution radicale

La bonne nouvelle est qu'il existe une solution qui commence à prendre forme. La Plateforme Radix qui est conçu pour prendre en charge la prochaine génération d'applications DeFi hautement évolutives a créé son unique Mécanisme de consensus de Cerberus qui introduit une toute nouvelle technique de partitionnement. C'est une conception révolutionnaire qui peut théoriquement prendre en charge un nombre illimité de transactions et d'applications Web3 qui s'exécutent en parallèle les unes des autres.  

Lors de la conception de Cerberus, l'équipe de Radix a réalisé trois choses. Tout d'abord, il a reconnu la nécessité de prendre en charge un nombre illimité de fragments afin de s'adapter pour répondre aux exigences d'une infrastructure Web3 véritablement mondiale qui pourrait un jour remplacer l'infrastructure Web2.0 existante. Deuxièmement, l'équipe de Radix a également réalisé la nécessité de parvenir à un consensus sur les transactions atomiques qui ne peuvent être synchronisées que sur les fragments pertinents pour chaque transaction, afin de ne pas encombrer le reste du réseau. Enfin, Radix a également identifié le besoin d'une couche d'application capable d'utiliser ce type de « parallélisme illimité ». 

Cerberus a donc été conçu pour prendre en charge un nombre illimité de fragments capables de parvenir à un consensus en parallèle, tout en permettant également d'obtenir un consensus sur n'importe quel ensemble de fragments, le cas échéant. De plus, il introduit le concept de « substrats », qui sont un petit enregistrement d'une transaction avec des règles très spécifiques, qui peuvent être attribués à n'importe quel fragment unique pour permettre la composabilité atomique. 

Par exemple, un développeur peut vouloir créer un substrat de jeton pour décrire une transaction simple où Jack envoie 10 XRD à son ami John. Le substrat prendrait note qu'il y a 10 XRD dans le compte de John, et qu'ils ne sont plus dans le compte de Jack, pour éviter que tout XRD soit perdu ou dépensé en double. 

En utilisant des substrats pour enregistrer le statut de chaque jeton, Cerberus est capable de traiter un nombre illimité de transactions en parallèle. Ainsi, il peut prendre en charge des millions de jetons partagés sur des millions de comptes individuels, partagés sur autant de fragments que nécessaire. Ensuite, lorsque quelqu'un souhaite envoyer des jetons à un autre utilisateur, les deux fragments individuels qui stockent les informations sur le propriétaire de ces actifs spécifiques parviendront à un consensus ensemble, mais indépendamment du reste du réseau, sans affecter ses performances. De cette manière, Radix permet la composabilité atomique à une échelle sans précédent.

Pour rendre tout cela possible, Radix a créé une toute nouvelle couche d'application appelée Moteur Radix, qui est non seulement capable de définir le sens et les règles des substrats, mais aussi de définir quels substrats doivent être inclus dans le consensus. Cela garantit que le consensus n'est réalisé qu'entre les fragments pertinents. L'architecture EVM d'Ethereum n'est pas en mesure de prendre en charge cela, car toutes les transactions doivent avoir lieu dans un délai unique, un concept connu sous le nom de "commande globale". 

Conclusion

La clé pour favoriser la croissance du Web3 est de protéger ses principaux piliers que sont la tokenisation, la décentralisation et la composabilité atomique. Si nous supprimons l'un de ces éléments en isolant les dApps les unes des autres grâce à l'utilisation de techniques telles que le sharding, cela revient à isoler une abeille de la plante qu'elle pollinise. Ceci est visible dans la nature, où la séparation imposée par l'homme de la flore et de la faune a entraîné la destruction involontaire d'écosystèmes entiers. 

La même erreur ne peut pas être commise avec Web3. Alors que nous nous efforçons de créer une infrastructure dynamique et florissante pour soutenir la prochaine génération d'Internet et de la finance mondiale, la préservation de la composabilité atomique va être essentielle pour qu'elle puisse évoluer et prospérer. 

Source : https://coinpedia.org/information/decentralized-scalability-will-be-the-next-big-web3-challenge-heres-how-we-fix-it/