L’état actuel de l’interopérabilité et du pontage de la blockchain

Auteur : Jacob Ko ; Compilateur : Huohuo/Blockchain Vernacular

Avec le nombre croissant de chaînes de couche 1, de couche 2 et de Lisk, il est plus important que jamais pour les blockchains de disposer de moyens sécurisés, peu coûteux et efficaces pour communiquer entre elles.

Dans cet article, nous décrivons pourquoi l'interopérabilité est importante, ses défis et quelles sont les approches actuelles.

1. Prolifération de la Blockchain

La première blockchain publique, Bitcoin, a été lancée en 2009. Au cours des 14 années qui ont suivi, il y a eu une explosion cambrienne de blockchains publiques, au nombre désormais de 201, selon DeFiLlama. Alors qu'Ethereum domine l'activité en chaîne, représentant environ 96% de la valeur totale verrouillée (TVL) en 2021; avec la montée en puissance des chaînes de blocs alternatives de couche 1 telles que BN Smart Chain (BSC) et Solana au cours des 2 dernières années, , et Avec l'émergence de blockchains de couche 2 telles que Optimism, Arbitrum, zkSync Era, Starknet et Polygon zkEVM, ce nombre tombe à 59 %.

Selon DeFiLlama, au moment d'écrire ces lignes, il existe plus de 115 chaînes basées sur EVM et 12 rollups Ethereum/L2, et la tendance de l'activité sur plusieurs chaînes se poursuivra pour diverses raisons :

1. Les principaux L2 comme Polygon, Optimism et Arbitrum se sont positionnés très tôt comme des solutions de mise à l'échelle pour Ethereum, ont collecté beaucoup d'argent et se sont imposés comme des endroits faciles pour déployer des applications à moindre coût (l'année dernière, nous avons constaté une croissance de 2 779 % du développement des applications créées). par équipes) +1 499 % sur Arbitrum, +1 499 % sur Optimism, +116 % sur Polygon - bien qu'à partir d'une petite base d'environ 200 à 400 développeurs)

2. Des L1 alternatifs sont constamment introduits pour optimiser des besoins spécifiques. Certaines chaînes sont optimisées pour un débit, une vitesse et des délais de règlement plus élevés (par exemple Solana, BSC), tandis que d'autres ciblent les jeux (ImmutableX), DeFi (Sei) et la finance traditionnelle (par exemple sous-réseau fermé Avalanche), etc. Optimisées pour des cas d'utilisation spécifiques

3. Les applications à une échelle suffisante et les utilisateurs lancent leurs propres cumuls ou chaînes d'applications pour capturer plus de valeur et gérer les frais de réseau (dydx) ; et

4. Plusieurs frameworks, SDK, boîtes à outils et fournisseurs "Rollup-as-a-Service" sont entrés sur le marché, ce qui permet à tout projet de démarrer facilement son propre Rollup avec une amélioration technique minimale (par exemple, Caldera, Eclipse, Dymension, Sovereign, Stackr), AltLayer, Rollkit)

Nous vivons dans un monde multi-chaînes et multi-couches.

2. L'importance croissante de l'interopérabilité

La prolifération des chaînes L1, L2 et Lisk a mis en évidence l'importance de l'interopérabilité, la capacité et la manière dont les blockchains communiquent entre elles ; en transférant des actifs, des liquidités, des messages et des données entre elles.

Comme le suggère Connext, l’interopérabilité de la blockchain peut être décomposée en trois parties :

**1) Transmission : **L'endroit où les données du message sont transmises d'une chaîne à une autre

**2) Vérification : **prouver l'exactitude des données (implique généralement de prouver le consensus/l'état de la chaîne source) ; et

**3) Exécution : **La chaîne cible effectue certaines opérations sur les données

Source : Message Bridging Stack adapté de Connext

L'avantage de pouvoir transférer des actifs et des liquidités entre les chaînes est simple - cela permet aux utilisateurs d'explorer et d'effectuer des transactions dans de nouvelles chaînes de blocs et écosystèmes. Ils pourront tirer parti des nouvelles chaînes de blocs (par exemple, effectuer des transactions ou effectuer des transactions sur la couche 2 avec des frais moins élevés) et découvrir de nouvelles opportunités lucratives (par exemple, accéder à d'autres protocoles DeFi en chaîne avec des rendements plus élevés).

** L'avantage du transfert de messages est qu'il déverrouille toute une série de cas d'utilisation inter-chaînes sans déplacer leurs ressources d'origine. ** Un message envoyé depuis la chaîne A (source) déclenche l'exécution de code sur la chaîne B (cible). Par exemple, un dapp sur la chaîne A peut transmettre un message sur les actifs ou l'historique des transactions d'un utilisateur à la chaîne B, ce qui lui permet ensuite de participer à des activités sur la chaîne B sans déplacer d'actifs, par exemple.

1. Emprunter sur la chaîne B et utiliser les actifs de la chaîne A comme garantie

2. Participer aux avantages de la communauté (tels que la création de nouvelles séries NFT, la réclamation de billets d'événements et de marchandises) de manière globale à faible coût sans transférer leurs NFT vers la chaîne A.

3. Tirez parti de leur identifiant décentralisé et de leur historique en chaîne établis sur une chaîne pour participer à DeFi et obtenir de meilleurs tarifs sur une autre chaîne

3. Les défis de l'interopérabilité

Bien que l'interopérabilité apporte de nombreux avantages, elle se heurte à un certain nombre de défis techniques :

**1) Premièrement, les blockchains ne communiquent généralement pas bien entre elles : ** Elles utilisent différents mécanismes de consensus, schémas de cryptographie et architectures. Si vos jetons sont sur la chaîne A, il n'est pas simple de les utiliser pour acheter des jetons sur la chaîne B.

**2) Deuxièmement, au niveau de la couche d'authentification, un protocole d'interopérabilité n'est aussi efficace que le mécanisme d'authentification choisi pour vérifier que les messages délivrés sont effectivement légitimes et valides. **

3) Troisièmement, le fait de fournir aux développeurs plusieurs emplacements de build entraîne une perte de composabilité des applications, qui est un élément clé de Web3. Cela signifie que les développeurs ne peuvent pas facilement combiner des composants d'une autre chaîne pour concevoir de nouvelles applications et débloquer de plus grandes possibilités pour les utilisateurs.

**4) Enfin, un grand nombre de chaînes entraîne une fragmentation de la liquidité, réduisant ainsi l'efficacité du capital des participants. Par exemple, si vous fournissez des liquidités à un pool sur la chaîne A pour le rendement, il sera difficile d'obtenir un jeton LP à partir de cette transaction et de l'utiliser comme garantie dans un autre protocole pour générer plus de rendement. La liquidité est l’élément vital de la DeFi et de l’activité protocolaire : plus il y a de chaînes, plus il leur est difficile de prospérer.

Certaines solutions d’interopérabilité existent pour résoudre certains de ces problèmes, alors quel est l’état actuel ?

4. État actuel de l'interopérabilité

Aujourd’hui, les ponts inter-chaînes sont les principaux facilitateurs des transactions inter-chaînes. Il existe actuellement plus de 110 ponts avec différents niveaux de fonctionnalité et de compromis en termes de sécurité, de vitesse et de nombre de chaînes de blocs qu'ils peuvent prendre en charge.

Comme l’indique LI.FI dans son article complet Bridging 101, il existe plusieurs types de pontage :

1) Enveloppement et casting du pont**-** Protégez le Jeton sur la chaîne A en multi-signature, et frappez le Jeton correspondant sur la chaîne B. En théorie, les jetons enveloppés devraient avoir la même valeur que les jetons d'origine, mais leur valeur n'est valide que si le pont est sécurisé - c'est-à-dire si le pont est piraté, alors lorsqu'un utilisateur essaie de passer de la chaîne B à la chaîne A, Il est impossible d'y échanger le Token enveloppé (portail, multi-chaîne)

2) Réseau de liquidité - les parties fournissent des liquidités de jetons de chaque côté de la chaîne pour faciliter les échanges entre chaînes (comme Hop, Connext Amarok, Across)

**3) Passerelle de message arbitraire ** - peut transmettre n'importe quelle donnée (jeton, appel de contrat, état de la chaîne), telle que LayerZero, Axelar, Wormhole

4) Des ponts de cas d'utilisation spécifiques (par exemple, stablecoin et pont NFT) brûlent sur la chaîne A avant de libérer stablecoin/NFT sur la chaîne B

Ces ponts sont sécurisés à l’aide de différents mécanismes de confiance soutenus par différentes parties de confiance et incitations :

1. Team Human s'appuie sur un ensemble d'entités pour prouver la validité des transactions ;

2. Team Economics s'appuie sur un ensemble de validateurs avec des garanties mises en jeu pour lutter contre les mauvais comportements, et ces validateurs risquent des sanctions substantielles. Cela ne fonctionne que si le bénéfice financier de la faute est inférieur à la pénalité encourue en cas de suppression.

3. La théorie des jeux d'équipe attribue diverses tâches dans le processus inter-chaînes (telles que la vérification de la validité des transactions ; le relais) à différentes parties

4. Team Math effectue une vérification légère du client sur la chaîne, en utilisant une technologie sans connaissance et des preuves concises pour vérifier l'état sur une chaîne, puis libérer les actifs sur une autre chaîne. Cela minimise les interactions humaines et est techniquement complexe à mettre en place

En fin de compte, les mécanismes de confiance vont des humains avec des incitations économiques à la vérification basée sur les mathématiques. **Ces approches ne s'excluent pas mutuellement - dans certains cas, nous avons vu des approches combinées pour améliorer la sécurité - par exemple, le pont basé sur la théorie des jeux de LayerZero utilise Polyhedra (s'appuyant sur des preuves zk pour la vérification) comme oracle de son réseau. **

Comment le pont s'est-il comporté jusqu'à présent ?

Jusqu'à présent, les ponts ont facilité le transfert de quantités importantes de capitaux - en janvier 2022, la TVL du pont a culminé à 60 milliards de dollars. Avec autant de capitaux en jeu, les ponts sont devenus des cibles privilégiées pour les exploits et les piratages. Rien qu'en 2022, les clés multi-signatures compromises et les vulnérabilités des contrats intelligents coûtent 2,5 milliards de dollars. Un taux de perte en capital de 4 % par an est intenable pour que le système financier prospère et attire davantage d'utilisateurs.

L'attaque se poursuit en 2023, avec 126 millions de dollars volés sur des adresses multi-chaînes (représentant 50% des actifs de Fantom Bridge et 80% des actifs de Moonriver Bridge), alors que leur PDG contrôlait tous les secrets de leur clé "multi-signature". . '. Dans les semaines qui ont suivi le piratage, la TVL sur Fantom (qui relie un grand nombre d'actifs sur plusieurs chaînes) a chuté de 67 %.

En fin de compte, certaines des plus grandes vulnérabilités de pontage et des retombées ultérieures ont été attribuées aux vulnérabilités multisig (624 millions de dollars pour Ronin, 126,3 millions de dollars pour Multichain, 100 millions de dollars pour Harmony), soulignant l'importance des mécanismes de confiance de pont utilisés.

Avoir un petit (comme Harmony), un groupe (comme Ronin) ou un seul (comme Multichain) ensemble de validateurs est une des principales raisons de certaines de ces vulnérabilités - mais les attaques peuvent provenir de plusieurs voies. En avril 2022, le FBI, la Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) et le département américain du Trésor ont publié conjointement un avis sur la cybersécurité mettant en évidence certaines des tactiques utilisées par le groupe Lazarus, parrainé par l'État nord-coréen.

5. Où devons-nous aller ?

De toute évidence, les mécanismes de vérification qui reposent en fin de compte sur des humains sont des cibles faciles, mais ils restent nécessaires pour une interopérabilité sûre et efficace. Alors, où allons-nous ensuite ?

Nous assistons désormais à l’émergence de méthodes de vérification minimisant la confiance – c’est là que nous sommes enthousiasmés.