Explications sur le Consensus de Preuve de Participation louée
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Explications sur le Consensus de Preuve de Participation louée

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Publié le Apr 28, 2019Mis à jour le Oct 25, 2023
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Algorithme de consensus de preuve de participation louée et le protocole Waves-NG

Auteur: Guy Brandon, contributeur de Waves.

Le rĂ©seau Waves fonctionne sur un algorithme de consensus en bail (ou louĂ© - “LPoS”), associĂ© au protocole Waves-NG, permettant un haut degrĂ© de scalabilitĂ© et de flux des transactions.


Introduction

Le rĂ©seau Waves a Ă©tĂ© lancĂ© en 2016 aprĂšs une ICO ayant rĂ©uni 30 000 BTC, soit environ 16 millions de dollars Ă  l'Ă©poque. Le projet dĂ©veloppe un Ă©cosystĂšme complet de blockchain Ă  destination des activitĂ©s du monde de l’entreprise, avec une panoplie d'outils couvrant de nombreux besoins, notamment la crĂ©ation facile de jetons de crypto-monnaie personnalisĂ©s; de contrats intelligents simples; la rĂ©alisation d’échanges peer-to-peer sur une plateforme d’échanges dĂ©centralisĂ©s intĂ©grĂ©e (DEX); et un moyen sĂ»r et pratique d'interagir avec des dApps et des services Web via le plug-in de navigateur Waves Keeper.


La scalabilité

DĂšs l’origine, Waves dĂ©clarait que l’adoption en masse de la blockchain nĂ©cessitait une scalabilitĂ© certaine, et a donnĂ© la prioritĂ© au dĂ©veloppement de technologies pour traiter les limitations des blockchains existantes. Par exemple, Bitcoin est hautement sĂ©curisĂ© mais relativement lent et ne peut prendre en charge que 7 transactions par seconde (TPS). En tant que tel, le bitcoin n'est pas assez efficace pour ĂȘtre utilisĂ© comme monnaie courante dans le monde entier. Des solutions de second niveau (ou seconde couche) telles que le rĂ©seau  Lightning sont nĂ©cessaires Ă  Bitcoin pour atteindre cet objectif. Waves a adoptĂ© une approche diffĂ©rente, se concentrant initialement sur une scalabilitĂ© de chaĂźne Ă©levĂ©e avant de considĂ©rer des applications de second niveau.


Location de fonds

L’algorithme de consensus original de Waves Ă©tait une simple implĂ©mentation Proof of Stake (preuve de participation). L’entiĂšretĂ© des 100 millions de jetons WAVES ont Ă©tĂ© distribuĂ©s aprĂšs l’ICO, et l’offre est fixe: il n’y a pas d’inflation, comme il en existe pour les coins extraits dans les algorithmes de preuve de travail (PoW). Par consĂ©quent, les validateurs de blocs Waves (les forgeurs, mĂȘme s’ils sont gĂ©nĂ©ralement appelĂ©s simplement «mineurs» dans l’écosystĂšme Waves) perçoivent des frais de transaction sur les blocs qu’ils traitent, mais pas de rĂ©compenses de bloc.
Le systĂšme LPoS (Leased Proof of Stake - pour preuve de participation louĂ©e) a Ă©tĂ© entiĂšrement lancĂ© en mai 2017, permettant aux utilisateurs du client Waves lite - ceux qui ne font pas fonctionner de nƓud complet - de louer leurs jetons WAVES Ă  des nƓuds de minage. Les WAVES louĂ©s sont bloquĂ©es dans le portefeuille de l'utilisateur louant ses fonds et ne peuvent ĂȘtre ni transfĂ©rĂ©s ni Ă©changĂ©s. NĂ©anmoins, les jetons restent sous le contrĂŽle total du titulaire du compte et les contrats de location peuvent ĂȘtre annulĂ©s Ă  tout moment. Compte tenu des coĂ»ts techniques associĂ©s Ă  l’exploitation d’un nƓud de minage et de la nĂ©cessitĂ© d’ĂȘtre en ligne 24h / 24, seule une proportion relativement petite de la communautĂ© Waves fait fonctionner des nƓuds (une liste des gĂ©nĂ©rateurs de blocs est disponible Ă  l’adresse https://dev.pywaves.org/generators/).
Les jetons WAVES qui sont louĂ©s Ă  un nƓud minier sont utilisĂ©s pour augmenter le “stake” du mineur (ajoutĂ©s Ă  ses propres jetons) ce qui augmente ses chances de trouver le prochain bloc. Le systĂšme de preuve de participation louĂ©e amĂ©liore la sĂ©curitĂ© du rĂ©seau d'au moins deux maniĂšres. PremiĂšrement, plus on utilise de WAVES pour sĂ©curiser le rĂ©seau, mieux ce sera, car il devient plus difficile pour un attaquant d'accumuler les jetons nĂ©cessaires pour mener une attaque Ă  51%. DeuxiĂšmement, des WAVES peuvent ĂȘtre louĂ© Ă  un nƓud Ă  partir de l’adresse de stockage Ă  froid de l’utilisateur, mais le nƓud lui-mĂȘme - qui reste en ligne - peut n’avoir qu’un solde minimal. Cela rĂ©duit considĂ©rablement le risque de piratage de jetons WAVES sur les d'ordinateurs connectĂ©s, car les fonds louĂ©s ne sont pas transfĂ©rĂ©s au mineur.


Une nouvelle approche du consensus: Waves-NG

Une autre mise Ă  niveau du rĂ©seau a eu lieu en dĂ©cembre 2017, avec le lancement de Waves-NG. Il s’agit d’un nouveau protocole basĂ© sur la proposition Bitcoin-NG du professeur d’informatique de Cornell Emin GĂŒn Sirer.

Le protocole Bitcoin original choisit chaque mineur de maniĂšre rĂ©trospective. AprĂšs l'ajout d'un bloc Ă  la blockchain, les mineurs se font concurrence pour trouver un hachage valide pour le bloc suivant, en fonction de l'Ă©tat actuel de la blockchain. Pendant ce temps, les transactions nouvellement gĂ©nĂ©rĂ©es vont dans le pool de mĂ©moire (mempool), oĂč elles resteront en attente jusqu'Ă  ce qu'un mineur les rĂ©cupĂšre et les valide.

Bien que les protocoles Bitcoin et Bitcoin-NG soient considĂ©rĂ©s comme des systĂšmes tolĂ©rants aux pannes byzantines (BFT), ce dernier a Ă©tĂ© proposĂ© en 2015 comme alternative Ă©volutive reposant sur un mĂ©canisme de travail diffĂ©rent. Sur un systĂšme Bitcoin-NG, le prochain mineur est choisi Ă  l’avance et ce dernier crĂ©e un "bloc clĂ©" vide - qui est le bloc qui sera ajoutĂ© Ă  la blockchain. Des petits blocs appelĂ©s «microblocs» (composĂ©s de quelques transactions chacune) sont ajoutĂ©s en temps quasi rĂ©el Ă  ce bloc clĂ©. Pour utiliser une analogie quotidienne, cela revient Ă  ajouter plusieurs sacs de course (microblocs) dans un chariot (bloc clĂ©), avant que le chariot complet ne soit finalement amenĂ© Ă  la caisse (ajoutĂ© Ă  la blockchain). Cela signifie que les transactions peuvent ĂȘtre ajoutĂ©es Ă  la blockchain en quelques secondes Ă  peine, le seul dĂ©lai rĂ©el Ă©tant la latence du rĂ©seau. Waves a mis Ă  jour cette idĂ©e de rĂ©seau Ă  preuve de participation en crĂ©ant le protocole Waves-NG - le premier dĂ©ploiement de Bitcoin-NG pour une blockchain ouverte et publique.
MassTransfers est un autre atout de cet Ă©cosystĂšme. Il permet de regrouper jusqu’à 100 transferts en une seule transaction, moyennant des frais rĂ©duits. La limite de 100 txs par MassTransfer a Ă©tĂ© choisi comme compromis entre, d’un cĂŽtĂ©, le fait d’augmenter la scalabilitĂ© et le confort d’utilisation, et de l’autre cĂŽtĂ©, une limitation de la capacitĂ© Ă  envoyer simultanĂ©ment de trĂšs grands lots de transactions Ă  faible coĂ»t. Si davantage de transferts doivent ĂȘtre effectuĂ©s, plusieurs MassTransfers peuvent ĂȘtre soumis de maniĂšre sĂ©quentielle.

En d’autres termes, les utilisateurs peuvent simplement choisir un MassTransfer comme une maniĂšre diffĂ©renciĂ©e d’envoyer des transactions, ce qui leur permet d’inclure jusqu’à 100 destinataires dans une seule transaction. De plus, les adresses des destinataires peuvent ĂȘtre fournies via JSON ou tĂ©lĂ©chargĂ©es Ă  partir d'un fichier CSV, ce qui simplifie et optimise la rĂ©alisation de gros airdrops ou de paiements hebdomadaires Ă  ceux qui louent leurs WAVES Ă  des nƓuds de minage. CombinĂ©e Ă  Waves-NG, la fonction MassTransfer a permis d’obtenir un dĂ©bit trĂšs Ă©levĂ© sur le rĂ©seau.

Un certain nombre de tests de résistance ont été effectués sur le réseau Waves pour évaluer le potentiel de débit du nouveau protocole. En octobre 2018, un important test de résistance a été effectué sur le MainNet. Il a démontré que le protocole public de blockchain ouverte (et pas seulement un TestNet limité et contrÎlé) pouvait prendre en charge plus de 6,1 millions de transactions en 24 heures - soit une moyenne de 4 200 tx par minute ou de 71 tx par seconde, avec des débits de pointe atteignant des centaines de transactions par seconde.


Pensées de clÎture

Le systĂšme de preuve de participation louĂ©e a permis aux utilisateurs quotidiens sans expertise technique d’aider Ă  la sĂ©curisation du rĂ©seau Waves, en louant leurs WAVES Ă  des nƓuds complets sans perdre le contrĂŽle de leurs jetons. En parallĂšle, Waves-NG a permis d’atteindre des dĂ©bits allant jusqu'Ă  100 TPS, ce qui est un ordre de grandeur supĂ©rieur Ă  celui de nombreuses blockchains. Les frais de transaction sont bas car il n’est pas nĂ©cessaire de payer les mineurs avec des rĂ©compenses de bloc pour les dĂ©dommager des coĂ»ts Ă©levĂ©s de l’électricitĂ© et du matĂ©riel minier, lui aussi trĂšs cher.

La scalabilitĂ© de la chaĂźne a Ă©tĂ© une prioritĂ© pour Waves, mais il existe des limites quant au fait que toutes les blockchains puissent Ă©voluer de cette maniĂšre en raison du stockage et de la bande passante nĂ©cessaires. Les dĂ©veloppeurs de Waves estiment que l’approche actuelle peut ĂȘtre optimisĂ©e pour prendre en charge jusqu’à 1 000 TPS avant que d’autres solutions de dimensionnement ne soient nĂ©cessaires. Waves explore actuellement les options pour une solution de redimensionnement de second niveau impliquant des chaĂźnes latĂ©rales, permettant Ă  un grand nombre de transactions d'ĂȘtre traitĂ©es sur une chaĂźne parallĂšle mais finalement sĂ©curisĂ©es sur la chaĂźne de blocs principale de Waves.

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