Si vous suivez un peu l’univers des cryptos, vous savez que la blockchain Solana se distingue par ses performances pour le moins exceptionnelles, en plus de frais de transactions extrêmement faibles.
Tout cela est en partie possible grâce à la machine virtuelle de Solana (SVM) qui se trouve au cœur de son fonctionnement.
Qu’est-ce qu’est ? Comment ça fonctionne ? C’est ce que vous découvrirez tout au long de cet article.
- La Machine Virtuelle de Solana (SVM) est l'environnement d'exécution des smart contracts sur le réseau Solana.
- Grâce à la technologie Sealevel, la SVM permet l'exécution parallèle de plusieurs transactions.
- L'utilisation de Rust dans la SVM offre des performances très élevées et un niveau de sécurité supérieurs à de nombreux réseaux.
Qu’est-ce qu’une machine virtuelle ?
Une machine virtuelle (VM : virtual machine) est tout simplement un logiciel qui simule un ordinateur. Elle permet d'exécuter des programmes comme si elle était un véritable ordinateur physique. Dans le contexte des blockchains, les MV se chargent en fait d’exécuter des smart contracts et de traiter les transactions de manière sécurisée, et surtout décentralisée.
Il faut comprendre que les machines virtuelles fonctionnent en transformant le code des smart contracts en instructions que les machines des validateurs du réseau peuvent comprendre. De cette manière, ce processus garantit que les transactions modifient l'état de la blockchain de manière précise et sécurisée. En réalité, chaque nœud du réseau exécute une version isolée de la VM, ce qui améliore la résilience et la sécurité du réseau, car il n'y a pas de point de défaillance unique.
Vous l’aurez compris, les machines virtuelles sont pour le moins essentielles dans les blockchains. Sans elles, ces dernières ne pourraient tout simplement pas fonctionner correctement. Elles permettent l'exécution des smart contracts, des programmes autonomes qui effectuent automatiquement des actions lorsque certaines conditions sont remplies.
Par exemple, un smart contract peut transférer des fonds automatiquement lorsqu'un contrat d'achat est validé. Sans VM, l'exécution de tels programmes dans un environnement décentralisé serait impossible. De plus, les VM permettent de traiter un grand nombre de transactions simultanément, ce qui est crucial pour la scalabilité et l'efficacité des réseaux de blockchain.
Machine Virtuelle Solana (SVM) : Qu’est-ce que c’est ?
La Machine Virtuelle de Solana (SVM) fonctionne comme l'environnement d'exécution des smart contracts. Autrement dit : La SVM est l'environnement dans lequel les smart contracts de Solana sont exécutés.
On peut la voir comme un “moteur logiciel” qui transforme les instructions des smart contracts en actions concrètes sur la blockchain. En prenant le code des smart contracts et en le traduisant en instructions que les nœuds du réseau peuvent comprendre, la SVM assure naturellement le bon fonctionnement des transactions et des applications décentralisées (DApps) sur Solana.
Passons très rapidement en revue les caractéristiques principales de SVM :
- Langage de programmation Rust : La SVM utilise Rust, un langage de programmation. L’avantage avec Rust et qu’il aide à prévenir les erreurs courantes de programmation et permet une gestion efficace des ressources.
- Traitement parallèle : Une des caractéristiques les plus remarquables de la SVM est sa capacité à exécuter des transactions en parallèle, contrairement à de nombreuses autres blockchains qui traitent les transactions de manière séquentielle.
- Architecture distribuée : La SVM fonctionne sur une architecture distribuée (fonctionnant sur un réseau de nœuds distributeurs), où chaque nœud du réseau exécute sa propre instance de la machine virtuelle.
Revenons désormais plus en détail sur le fonctionnement de la SVM :
Fonctionnement de la SVM
Lorsque vous déployez un smart contract sur Solana, ce contrat est distribué à tous les nœuds du réseau. Chaque nœud exécute sa propre instance de la SVM. Voici comment cela se passe :
- Traduction du code : Le smart contract, écrit en Rust ou en C, est compilé en bytecode BPF (Berkeley Packet Filter). Ce format est compréhensible par les machines des validateurs.
- Distribution : Une fois compilé, le smart contract est envoyé à tous les nœuds.
- Exécution : Lorsqu'une transaction nécessite l'exécution d'un smart contract, la SVM utilise le code natif précompilé du contrat. Ces instructions sont ensuite exécutées en parallèle sur les processeurs des nœuds validateurs, coordonnées par le moteur Sealevel (plus de détails ci-dessous) pour optimiser l'efficacité et éviter les conflits.
Il faut comprendre que pour qu'une transaction soit finalisée sur Solana, elle doit être validée par le leader node (producteur de bloc) et confirmée par les validateurs via un processus de consensus. Donc déjà, les utilisateurs soumettent leurs transactions, qui sont ensuite envoyées à un nœud RPC, qui les transmet ensuite au leader node (producteur de bloc) en cours.
Une fois validées, les transactions modifient l'état de la blockchain, c'est-à-dire les enregistrements de comptes, de soldes, et autres données.
Notez que ces modifications sont propagées à tous les nœuds, qui mettent à jour leurs copies locales de la blockchain.
Mais revenons sur un point indispensable : comment SVM parvient à traiter plusieurs transactions en parallèle ?
Sealevel : L’arme secrète de la SVM
C’est grâce à la technologie Sealevel de la SVM que Solana est en mesure de traiter parallèlement des transactions via ce qu’on appelle une “mise à l'échelle horizontale”. En termes simples, Sealevel est le moteur qui permet à Solana de gérer plusieurs transactions en même temps, augmentant ainsi la vitesse et l'efficacité du réseau.
Donc oui, le traitement parallèle est au cœur de Sealevel. Contrairement à de nombreuses blockchains qui traitent les transactions une par une, Solana, grâce à Sealevel, peut exécuter plusieurs transactions simultanément.
Voici comment cela fonctionne :
- Analyse des transactions : Sealevel examine les transactions entrantes pour identifier celles qui peuvent être traitées en même temps. Si deux transactions n’interagissent pas avec les mêmes données, elles peuvent être exécutées parallèlement.
- Exécution : Les transactions sont réparties entre les différents cœurs du processeur des nœuds de validation. Cela permet d'augmenter le nombre de transactions traitées par seconde (TPS), ce qui rend Solana extrêmement rapide.
La gestion des conflits est essentielle pour que le traitement parallèle fonctionne sans erreurs. Sealevel gère cela de manière efficace :
- Identification des dépendances : Sealevel identifie les transactions qui affectent les mêmes données. Si deux transactions tentent de modifier les mêmes enregistrements, elles doivent être exécutées dans un ordre spécifique pour éviter les erreurs.
- Ordonnancement : Les transactions dépendantes sont programmées de manière séquentielle, tandis que les transactions indépendantes peuvent être exécutées en parallèle. Cela garantit que les modifications de la blockchain sont cohérentes et sans conflit.
Vous l’aurez compris, Sealevel booste le traitement des transactions en permettant un parallélisme vraiment efficace, sans pour autant impacter l’intégrité et la cohérence des données sur Solana.
SVM vs. EVM : quelles sont les différences techniques ?
| Caractéristique | SVM (Solana Virtual Machine) | EVM (Ethereum Virtual Machine) |
|---|---|---|
| Langage de programmation | Rust, C, C++ | Solidity |
| Traitement des transactions | Parallèle (via Sealevel) | Séquentiel |
| Débit des transactions (TPS) | Très élevé (jusqu'à des milliers TPS) | Limité (environ 15-30 TPS) |
| Architecture | Distribuée avec instances isolées | Distribuée mais avec traitement séquentiel |
| Frais de transaction | Faibles, localisés par smart contract | Élevés, globalement impactés par le réseau |
| Scalabilité | Très élevée, évolue avec le nombre de nœuds | Limitée, congestion fréquente |
| Sécurité | Haute, grâce à l'isolement des instances | Haute, mais avec risques de congestion |
Bon, pour résumer : la SVM et l'EVM (Machine virtuel d’Ethereum) diffèrent principalement par leur méthode de traitement des transactions. D’un côté, la SVM utilise un traitement parallèle grâce à Sealevel, ce qui lui permet de gérer un grand nombre de transactions simultanément. Cela se traduit par un débit très élevé et des frais de transaction faibles.
De l’autre, l'EVM traite les transactions de manière séquentielle. Et ce mécanisme limite son débit et peut entraîner des frais de transaction élevés lors de périodes de forte activité.
En termes de sécurité, les deux systèmes sont très solides sur leurs appuis, mais la SVM bénéficie de l'isolement des instances pour minimiser les risques de défaillance globale.
Quels sont les défis techniques liés à la SVM ?
On retrouve deux principaux défis liés au fonctionnement de la machine virtuelle de Solana, à savoir la complexité du traitement parallèle ainsi que la courbe d'apprentissage de Rust :
- Complexité du traitement parallèle : Le traitement parallèle est pour ainsi dire complexe à gérer. En effet, Sealevel doit identifier quelles transactions peuvent être exécutées en parallèle. Cette gestion fine des dépendances demande en réalité une Sealevel.
- Courbe d'apprentissage de Rust : le langage de programmation Rust; bien que très performant, a une courbe d'apprentissage plus raide par rapport à des langages comme Solidity, utilisés par l'EVM. Avec ce langage, les développeurs doivent donc investir du temps pour maîtriser Rust, ce qui peut ralentir le développement initial de nouvelles applications.
Au final, la Machine Virtuelle de Solana (SVM) peut être considérée comme le cœur du réseau Solana, sans lequel la blockchain ne pourrait tout simplement pas fonctionner. Grâce à son traitement parallèle et à l'utilisation du langage Rust, la SVM permet de gérer un grand nombre de transactions de manière rapide, sécurisée et à faible coûts.
