Introduction
Le réseau Ethereum étant au cœur de l’écosystème crypto de par son adoption, il est normal que sa scalabilité soit le cadet des soucis des builders.
En effet, beaucoup de solutions ont émergé depuis sa sortie en 2015, notamment avec les layers 2, comme les states channels, Plasma ou encore les zk et optimistic rollup, par exemple Starkware ou Optimism.
Dans le cas des optimistic rollups, un projet émergent nommé Specular semble proposer un design innovant pour introduire leur rollup par l’approche native EVM.
Tout le contenu Coin Academy pour Specular
Rappel
Afin de bien comprendre les tenants et les aboutissants du projet Specular, il est important de comprendre certains concepts qui font partie de son architecture technique.
Qu’est-ce qu’un rollup ?
Un rollup est une solution de secondes couches permettant le traitement d’une grande quantité de transactions en dehors de la blockchain “mère” ou layer 1 (Ethereum dans notre cas).
Les transactions traitées off-chain sont mises en lot et seule la racine de l’état est publiée sur la blockchain mère (layer 1).
C’est la mise en lot et le traitement off-chain qui permettent au réseau L1 d’améliorer fortement son évolutivité.
La racine d’état étant publiée sur la chaine, les actifs qu’elle représente bénéficient du même niveau de sécurité que la blockchain mère (L1).
À noter qu’il existe plusieurs types de rollup ayant certains aspects qui les différencient.
Dans notre cas, nous ferons uniquement un bref rappel du fonctionnement des optimistic Rollup qui nous intéressent pour la compréhension du projet Specular.
Si vous souhaitez plus d’informations concernant leur concurrent, les ZK Rollup (Zero knowledge proof) rollups ou les rollups de manière globale, nous disposons d’articles qui leur sont dédiés.
Rappel : que sont les Optimistic rollups
Le fonctionnement fondamental général des optimistic rollups qui réalisent le traitement et le stockage des données hors de la chaîne principale (off-chain) est relativement similaire à celui des ZK rollup.
La grande différence entre les deux réside dans la façon de valider les transactions.
La (les) ZK produis (ent) une preuve cryptographique (“SNARK” ou “STARK”) pour chaque lot, les optimistic rollup eux, partent du postulat que toutes les transactions sont valides et donc ne fournissent aucun calcul.
Au lieu de cela, une période de contestations est incluse, permettant à n’importe qui de contester la légitimité d’une transaction ou des données d’un lot.
Dans ce cas-là, le rollup exécutera une preuve de fraude (fraud proof) et effectuera le calcul correct de la transaction via les données présentes sur la couche 1.
Ce processus permet d’améliorer davantage la scalabilité de la solution.
Specular, qu’est-ce que c’est et comment ça marche ?
Specular est la première solution de rollup optimiste (optimistic rollup) Natif EVM, offrant des propriétés de sécurité et de décentralisation plus fortes que les solutions actuelles existantes.
Vous n’êtes pas sans savoir que les projets Optimism et Arbitrum travaillent tous deux sur une nouvelle architecture d’optimistic rollup.
En effet, cette architecture tend à obtenir une compatibilité totale avec l'outillage Ethereum et les smart contracts existants (équivalent EVM), dans l’optique de résoudre les problèmes concernant les transitions d’états avec les preuves interactives de fraude (IFP).
Pour que ces IFP soient supportés, le programme client est compilé vers une VM (Virtual Machine ou machine virtuelle en français) de plus bas niveau.
L’équipe de Specular estime que leur approche est trop compliquée à auditer de manière indépendante et impossible à vérifier formellement, ce qui pourrait entraîner des problèmes de sécurité importants.
Pour résoudre ces problèmes, Specular opte pour une approche plus simpliste et plus native à l’EVM pour les preuves de fraudes interactives (IFP).
Voici la différence entre les deux modèles (VM de plus bas niveau et EVM native) pour la création des preuves de fraude.
Specular est donc un optistic rollup utilisant une architecture native EVM (Ethereum Virtual Machine).
Comme vaguement évoqué, un mécanisme interactif de preuve de fraude prend en charge la participation permissionless et trust-minimized (à confiance réduite) des programmes clients Ethereum, permettant une diversité de ceux-ci.
Contrairement à la solution proposée par Optimism, qui ne semble être adaptée qu’à une faible variété de clients sur liste blanche, Specular adopte une approche différente.
Avec Specular, la vérification sur la chaine est agnostique au client, et tous les clients interagissent avec le même système de preuve.
Pour récapituler, la solution optimistic native EVM de Specular prend en charge la diversité des clients permissionless et trust-minimized.
Même si les deux approches décrites précédemment permettent de détecter les transitions d'état frauduleuses ou malveillantes, seule l’approche EVM native de Specular permet une détection et une résolution solide des bogues et des vulnérabilités.
Ce système EVM natif permet également de régler les problèmes de transparence des mises à jour et de leur fréquence.
Là où les mises à jour ne sont nécessaires que lorsque la spécification (sémantique) d'Ethereum change environ 1 fois par an, les systèmes actuels doivent faire une mise à jour à chaque changement de client.
Les avantages de l'optimistic rollup de Specular
Selon les équipes de Specular, les optimistic rollup doivent répondre à un certain degré de vérifiabilité formelle et d’auditabilité de la TCB (Trusting Computing Base).
Pour faire simple, la TCB est l’ensemble des composants (hardware ou logiciel) essentiels à la sécurité du système. Une faille ou un bug dans la TCB pourrait compromettre l’ensemble de la sécurité du système.
C’est pourquoi la TCB doit rester le plus simple et petit possible de sorte à pouvoir être auditée et vérifiée très facilement.
Comme brièvement évoqué ci-dessus, les solutions d’optimistic rollup proposées aujourd’hui ne répondent pas à ces exigences de simplicité et d’auditabilité.
Avec la solution optimistic de Specular, la TCB n’est composée uniquement que du vérificateur sur la chaine, ce qui lui donne une portée limitée et lui permet d’être à la fois plus simplement auditable et entièrement vérifiable formellement par rapport à une spécification (sémantique) EVM formelle.
En effet, la TCB des systèmes proposés aujourd’hui (optimistic rollup équivalent EVM ou VM de plus bas niveau) est composée du vérificateur on-chain, du client off-chain et l'ensemble de la chaîne d'outils de compilation. Grâce à sa taille, elle est moins aisément auditable et non vérifiable formellement.
L’équipe de Specular travaille notamment en collaboration avec l’équipe de KEVM pour ce qui est de la vérification formelle.
Les perspectives d’avenir pour le TCB de Specular
Vous l’aurez compris, la TCB d’un optimistic rollup utilisant une VM de niveau inférieur entraînera de nombreuses mises à niveau.
Les TCB des optimistic rollups natif EVM, elles, n’en demanderont que lorsque la chaine principale effectuera des hard forks altérant la sémantique d’exécution.
Ces cas ne sont que très peu fréquents en comparaison de ceux d’une VM de niveau inférieur et les équipes de Spécular en viennent à dire qu’à l’avenir, elles tendront même vers zéro avec une stabilité de plus en plus forte pour le protocole Ethereum et la spécification EVM.
De plus, avec la solution de Specular, il y a une distinction très claire entre la vérification de la sémantique et l’implémentation de celle-ci.
De ce fait, sa vérification peut être facilement effectuée en regardant le code source des contrats L1 en comparaison, ce qui permettra de détecter si une mise à niveau peut potentiellement affecter l’interprétation de la sémantique.
Conclusion
Dans l’idée, les solutions d’optimistic rollup semblent très intéressantes pour des perspectives d’avenir visant la scalabilité du réseau Ethereum.
Cependant, vous l’aurez compris, certaines problématiques restent en travers de la route de ces solutions concernant la vérifiabilité. Specular semble adopter une approche, nouvelle, pouvant potentiellement répondre à cette problématique.
L’initiative Specular reste un projet très jeune et ne manquera pas d’innover dans un futur proche, ce qui fait de lui un candidat à surveiller pour l’avenir du mastodonte des réseaux distribués.
