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Aleph Zero, une Blockchain next-generation à finalité instantanée

aleph zero azero

Historiquement, les blockchains s’organisent autour d’un défi : quel design architectural remplira au mieux les conditions du trilemme : scalabilité, sécurité et décentralisation. D’autres aspects, en revanche, sont moins critiques, en termes de mise en œuvre, mais souhaités, comme la confidentialité, l’interopérabilité, la composabilité et l’attrait commercial.

Il est alors intéressant de présenter et débriefer ce nouveau protocole de couche 1 (Layer 1) appelé Aleph Zero qui a entrepris de créer un système de registre distribué capable de surmonter ces limitations tout en offrant de nouveaux services à ses utilisateurs.

Aleph Zero – Overview

Aleph Zero est une blockchain avec une confidentialité renforcée, qui tire parti d’une variant fortement modifiée de la méthodologie de consensus Proof Of Stake (PoS) géré via le token AZERO. En effet, Aleph Zero introduit le graphe acyclique dirigé (DAG) comme une innovation, évalué par les pairs (peer-reviewed). Ce DAG joue le rôle d’intermédiaire dans la création de la blockchain. Son utilisation, courant dans la théorie des graphes et des mathématiques, permet d’accélérer la vitesse de transactions et d’augmenter le débit.

L’autre thématique d’Aleph Zero est la confidentialité : une technologie émergente qui commence à faire ses preuves est encore une fois mis à ce service, le Zero Knowledge.

La construction de ce ZK est basée sur les preuves cryptographiques ZK-SNARK ainsi qu’un calcul multipartite sécurisé (sMPC) : le protocole est distinctif, car il se concentre principalement sur la création d’une technologie de registre distribué (DLT) préservant la confidentialité. Le projet vise à fournir des alternatives aux barrières d’infrastructure existantes dans une variété de secteurs, y compris l’automobile, l’Internet des objets (IoT) et les soins de santé. Un grand atout pour ce Layer 1 puisque les problématiques présentées correspondent à des cas d’utilisations bien spécifiques, mais très importants.

La scalabilité via ordonnancement : AlephBFT

Graphe Acycliques Dirigé (DAG)

L’un des principaux obstacles à la scalabilité des blockchains est l’ordonnancement efficace des transactions effectuées sur le réseau. Le processus d’ordonnancement correct des transactions est essentiel pour éviter les doubles dépenses et autres pratiques douteuses. En tirant parti des DAG, Aleph Zero se propose d’éliminer la menace des producteurs de blocs malveillants et créer de vrais protocoles décentralisés.

La blockchain elle-même se forme par la suite. Il en résulte la création de deux structures simultanément. Le DAG est une structure auxiliaire qui recueille des informations sur l’ordre des transactions. La chaîne elle-même est construite à partir des données collectées.

Les validateurs proposent des blocs pour la chaîne, en se basant toujours sur les blocs les plus corrects dont ils ont connaissance. Le DAG a en fait un impact sur la construction de la chaîne, mais n’est pas la chaîne elle-même, les blocs étant finalisés en utilisant le DAG comme structure auxiliaire dans le processus parallèle.

dag graphe acyclique dirige

L’un des défis auxquels sont confrontées les solutions DAG est leur prétendu manque de décentralisation. En fait, ce problème ne concerne pas plus les protocoles basés sur les DAG que les autres systèmes de PoS : il se trouve que les premières solutions basées sur les DAG ont trouvé leur première application dans un cadre autorisé.

L’équipe d’Aleph Zero a voulu garantir un nouveau standard de décentralisation pour les DAGs. Cela via l’adoption d’un mécanisme qui nomme un comité rotatif de membres (nœuds) aléatoires pour décider de l’avenir du réseau. Actuellement, 128 nœuds aléatoires sont élus pour faire partie de ce comité, le but étant d’augmenter cette capacité dès que possible.

Cette technologie présente de nombreux avantages par rapport aux blockchains traditionnelles, notamment PoW. Il produit le consensus beaucoup plus rapidement qu’une blockchain, et grâce à cela, il est capable de maintenir des vitesses de transaction élevées lorsqu’il fonctionne à grande échelle :

Par exemple, le premier Proof Of Concept d’Aleph Zero a atteint 100 000 Tx/s sur un réseau de test de 128 nœuds.

AlephBFT

Cette couche d’infrastructure se mélange avec AlephBFT : l’architecture de tolérance aux pannes byzantines (BFT). Grâce à l’utilisation de BFT, il est garanti que la communication entre les nœuds reste efficace et transparente malgré la présence de nœuds malveillants. Les modèles de consensus BFT supposent que moins d’1/3 des nœuds d’un réseau sont de mauvaise foi.

Si l’on suppose que le reste des utilisateurs sont honnêtes, une blockchain BFT peut fonctionner de manière sécurisée tout en assurant un historique immuable et prouvé des transactions.

aleph bft

Une sécurité supplémentaire est garantie par l’utilisation de l’élément d’asynchronicité. Cela signifie que le réseau fonctionnera sans heurts et conservera l’exactitude des données même si certaines parties du réseau sont hors service. L’implémentation de propriétés asynchrones à BFT est un pas en avant pour garantir une sécurité maximale. Cela profite aux utilisateurs professionnels ainsi qu’aux projets open-source.

BFT n’est pas uniquement utilisé par Aleph Zero, on le retrouve chez Polkadot ainsi que Casper :

  • Dans le cas de Polkadot, leur proposition BFT fonctionne comme un modèle de réseau partiellement synchrone lorsque 2/3 des nœuds sont honnêtes. Polkadot peut alors gérer 1/5 des nœuds byzantins dans un cadre asynchrone. Ils peuvent aussi accélérer le processus de finalisation en obtenant un consensus sur les chaînes et non sur les blocs individuels.
  • Le réseau Casper propose plusieurs niveaux de finalité et de flexibilité plus élevés que les autres protocoles BFT actuellement sur le marché. L’un des aspects de leur approche unique du BFT consiste à encourager les comportements honnêtes en offrant une finalité plus élevée lorsque davantage de nœuds se comportent honnêtement.

Pour terminer cette partie, il est important de noter que AlephBFT est en cours d’implémentation dans le stack Substrate de Polkadot, ce qui laisse à penser des futurs partenariats.

Confidentialité, mère de sureté : Liminal

Liminal est la couche de confidentialité native qui met l’accent sur les avantages des ZK-SNARK et du calcul multipartite sécurisé (sMPC). Liminal peut potentiellement servir de couche de confidentialité multichain autonome pour d’autres blockchains qui se connectent à Aleph Zero.

Ce qu’Aleph Zero fait avec Liminal est ce qui les distingue. Il s’agit essentiellement d’une couche de confidentialité multichain Web 3.0 qui pourra être déployée sur toutes les chaînes principales. Par conséquent, les développeurs peuvent utiliser Aleph Zero comme un écosystème sur lequel ils peuvent simplement déployer leurs applications numériques, ou comme une couche (Liminal) à utiliser sur d’autres chaînes.

Il permet également des solutions commerciales personnalisées qui se connectent avec d’autres parties et facilitent le règlement sur un ledger entièrement décentralisé, validant l’authenticité des informations centralisées. Ils utilisent l’approche “hub and spoke“, qui permet aux entreprises de maintenir un spoke, ou instance privée, qui communique avec le ledger décentralisé principal.

liminal azero

L’idée derrière les ZK-SNARKs est de permettre à une partie, le “prouveur”, de produire une preuve concise qui peut être utilisée pour convaincre le vérificateur que le “prouveur” n’effectue que des calculs corrects sur ses données privées. Il est important de noter qu’aucune des données personnelles du “prouveur” n’est révélée au vérificateur (d’où le nom de “Zero Knowledge”).

La deuxième solution (sMPC) consiste à conserver des informations sensibles hors chaîne sur plusieurs nœuds. Ces données ne sont accessibles que si les nœuds effectuent un partenariat sécurisé. Aucun ordinateur ne peut accéder au contenu crypté sans un consensus unanime.

Ces deux solutions se complètent en éliminant leurs problèmes respectifs. Les ZK-SNARKs permettent des transferts de base, mais sont incapables de gérer les interactions multi-utilisateurs. Les preuves de connaissance nulle peuvent prouver l’exactitude de la mise à jour de leur état privé (par exemple, le nombre de jetons privés qu’ils possèdent sur chaque adresse) qui peut être vérifié par la blockchain.

Ce que les ZK-SNARK ne sont pas capables de réaliser, c’est le concept d’un état privé global, c’est-à-dire un état appartenant à un Smart Contract qui serait mis à jour après que l’un des utilisateurs ait effectué une transaction avec lui. C’est là que les sMPC entrent en jeu. Ils peuvent être utilisés pour mettre en œuvre le concept d’un état privé global. Le problème de sMPC est que, seul, il est excessivement lent ; Liminal n’utilisera donc cette solution que pour les calculs qui doivent interagir directement avec l’état privé global. Les autres calculs peuvent être effectués et validés à l’aide de ZK-SNARKs.

La solution Liminal est conçue pour les développeurs qui veulent se connecter à travers différentes chaînes, par exemple :

Il sera possible d’écrire des smart contracts sur Ethereum, ses Layers 2 et les chaines EVM compatibles, tout en conservant un état privé de ce contrat sur Aleph Zero. Pour ceux qui décident de construire directement sur Aleph Zero, les capacités d’amélioration de la confidentialité de Liminal seront natives.

Tokenomics du token AZERO (économie de jeton)

Le token utilitaire du réseau Aleph Zero est AZERO.

Lors du Token Genesis Event (TGE), l’équipe a libéré 300 millions de tokens, avec une quantité initiale en circulation de 180 millions. Le TGE a eu lieu assez récemment, le 27 janvier 2022.

L’équipe du projet a reçu une lettre de non-intervention de la FINMA, le régulateur suisse. Selon l’équipe d’A0, la FINMA a confirmé que leur modèle économique est conforme à la législation suisse et a indiqué que l’émission du Token AZERO n’est soumise à aucune exigence d’autorisation en vertu de la législation suisse sur les marchés financiers.

L’utilité du token $AZERO réside dans :

  • Le stacking et le fonctionnement du nœud de validation (sécurisation)
  • La Liquidity Providing pour les services de l’écosystème
  • Votes de gouvernance sur la chaîne
  • Exercer le contrôle des workers hors chaîne pour exécuter des calculs privés

AZERO est un jeton qui est sujet à l’inflation. Pour encourager le stacking, un nombre prédéterminé de jetons (30 millions) sera mis en circulation sur une base annuelle. L’inflation pour l’année 2022 sera de 16.7%, avec une offre totale atteinte d’ici à 2028. L’équipe et la fondation sont bloquées un an sur leurs tokens avec une période d’acquisition linéaire de quatre ans après, ce qui contribuera très peu à l’inflation.

tokenomics azero aleph zero

Les catégories de détenteurs de tokens ont des durées de blocage et des dates d’acquisition différentes. Il est essentiel de garder un œil sur les calendriers de ces phases de libération et d’acquisition. Celles-ci provoqueront une inflation jusqu’à ce que la totalité de l’offre totale ait été acquise.

  • Équipe : [30 millions, 10%] – 20% au TGE, bloqué 1 an, linéaire sur 4 ans.
  • Fondation : [70 m, 23.3%] – 20% à TGE, bloqué 1 an, linéaire sur 4 ans.
  • Pre-seed : Entrée $0.04 [50 m, 16.67%] – 50% au TGE, 50% linéaire pendant 15 mois.
  • Seed : Entrée $0.05714 [50 m, 16.67%] – 71.4% au TGE, 28.6% linéaire pour 6 mois.
  • Early Community : Entrée $0.07 [15 m, 5%] – 100% acquis pour 14-64 jours.
  • Presale publique : Entrée $0.08-$0.10 [55 m, 18.3%] – 10-50% au TGE, le reste linéaire pendant 12 mois.
  • Public : Entrée $0.10 [30 m, 10%] – 100% au TGE.

L’équipe derrière le projet Aleph Zero

En tant que projet suisse, Aleph Zero espère bénéficier de l’un des États les plus actifs et les plus accueillants du monde en matière de blockchain et de crypto, la Suisse étant une juridiction particulièrement favorable aux cryptomonnaies.

Le CEO d’Aleph Zero, Matthew Niemerg possède une grande expertise dans la technologie blockchain et ledger distribué. Il fût aussi président de Cardinal Cryptography.

Cardinal Cryptography (CC) a géré l’incubation précoce d’Aleph Zero et la recherche scientifique liée aux idées clés du projet. Cardinal Cryptography est une équipe de recherche et développement située à Cracovie, en Pologne, qui est responsable de la technologie.

Outre leur expertise technique, les membres de l’équipe ont acquis de précieuses connaissances commerciales en travaillant pour des entreprises telles que IBM, ABB, Stellar, Codewise, Capgemini ou ING Bank. Ces variétés d’expertise sont nécessaires pour mener à bien un bon projet.

Il est intéressant de souligner qu’Aleph Zero a été lancé dans le cadre d’un projet universitaire. Les fondateurs ont expliqué qu’ils étaient enthousiasmés par la prochaine génération de protocoles basés sur les graphes acycliques dirigés en raison de leur évolutivité et de leur rapidité par rapport aux blockchains, car ils ont réalisé que la grande majorité des systèmes n’étaient pas décentralisés.

Globalement, l’équipe qui travaille sur Aleph Zero est issue du secteur plus traditionnel web2 (IBM, banques). On soulignera donc l’attrait et les solutions que propose Aleph Zero : souvent orienté Business.

Roadmap

Source Aleph Zero : https://alephzero.org/roadmap/

Aleph Zero est une Blockchain extrêmement récente, plus particulièrement proche du paradigme de Polkadot. Le projet avance assez rapidement grâce à cette étreinte avec Polkadot : l’équipe d’Aleph Zero est appuyé par de nombreux développeurs de l’écosystème Polkadot, un des écosystème crypto avec le plus de développeurs derrière Bitcoin et Ethereum.

Actuellement, la 3ème phase d’implémentation touche à sa fin et inclue l’implémentation du consensus AlephBFT en Rust, l’interconnexion directe via le wallet polkadot.js avec Polkadot ainsi que les transferts des tokens natifs.

Les prochaines grosses phases d’implémentation sont déjà en cours de développement, elles permettront l’implémentation de Smart Contract sur la blockchain, ce qui est un point clé. Il faudra aussi se pencher sur les phases 5 & 6 qui se concentreront autour des bridges : Ethereum, Polkadot, Cosmos & BSC.

Conclusion

Ce qui différencie Aleph Zero des autres projets apparaît notamment dans leur technologie de DAG imbriqué à la technologie Zero Knowledge.

Le projet est construit par une équipe hautement experte dans le but de parvenir à l’adoption généralisée de la technologie blockchain. L’équipe de direction a l’intention d’employer des développeurs de Substrate internes (Polkadot), des équipes de marque et de contenu, ainsi qu’une équipe de développement commercial à l’étranger, qui seront tous soutenus par son propre département des opérations. Ces méthodes devraient les aider à combler toute lacune dans les compétences dont ils ont besoin.

Néanmoins, des améliorations à la base du code sont actuellement apportées par l’équipe de développement interne (ce qui est raisonnable compte tenu de la maturité du projet). De plus, comme Aleph Zero se présente aussi comme une plateforme de Smart Contracts, d’autres projets pourront s’appuyer sur elle à l’avenir.

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