原文：《Sidechains vs Rollups : Décomposer les différences pour le développement dapp》par Emmanuel Awosika
Compilation : Deep Tide TechFlow
Sidechains et Rollups sont deux solutions aux problèmes d'évolutivité de la blockchain. Au cœur des deux solutions se trouve l'idée de décharger le calcul des chaînes de blocs aux ressources limitées comme Ethereum vers des chaînes de blocs autonomes optimisées pour l'échelle. Cette approche apporte des avantages tels qu'un coût inférieur par transaction, moins de latence et un débit global plus élevé. Mais les similitudes s'arrêtent là.
Les sidechains et les rollups sont fondamentalement différents dans leur approche de la mise à l'échelle et diffèrent dans les décisions de conception et les compromis. Pour les développeurs qui cherchent à tirer parti des deux solutions pour créer des dapps évolutives, il est important de comprendre les différences.
Cet article fournit une vue d'ensemble des rollups et des chaînes latérales, et explore leurs différences en termes d'architecture, de garanties de sécurité, de performances de mise à l'échelle, etc.
**Qu'est-ce qu'une sidechain ? **
Une sidechain est un réseau de blockchains qui s'exécutent en parallèle avec une autre blockchain (appelée "mainchain"). En règle générale, les chaînes latérales sont connectées à la chaîne principale via un pont inter-chaînes bidirectionnel, permettant le transfert d'actifs entre les deux réseaux, et éventuellement de données arbitraires telles que les états de contrat, les preuves Merkle et les résultats de transactions spécifiques.
La plupart des chaînes latérales ont leur propre mécanisme de consensus et leurs propres validateurs, distincts de la chaîne principale. Cela permet aux sidechains de régler et d'effectuer des transactions sans dépendre d'autres blockchains. Cependant, cela signifie également que la sécurité des fonds reliés aux sidechains dépend de l'existence de fortes incitations cryptoéconomiques pour empêcher les comportements malveillants parmi les validateurs.
Type de sidechain
Chaînes latérales compatibles EVM et non EVM : Les chaînes latérales compatibles EVM utilisent une implémentation personnalisée de la machine virtuelle Ethereum, un environnement d'exécution pour le déploiement de contrats intelligents sur Ethereum. En fait, la plupart de ces blockchains ont été initialement dérivées de go-ethereum (également connu sous le nom de Geth, l'implémentation la plus populaire du protocole ethereum).
Tout en conservant la plupart des fonctionnalités de la conception d'Ethereum (telles que la prise en charge des contrats intelligents), les chaînes latérales compatibles EVM sont optimisées sous d'autres aspects, en particulier le mécanisme de consensus, pour améliorer l'efficacité et le débit d'exécution. Aujourd'hui, les chaînes latérales compatibles EVM exécutent la plupart des contrats intelligents écrits dans des langages EVM comme Solidity, tout en réduisant les coûts et la latence pour les utilisateurs d'applications décentralisées.
Les chaînes latérales non EVM implémentent différentes architectures de machines virtuelles et ne peuvent pas exécuter dapps natifs Ethereum sans une refactorisation approfondie du code. Les développeurs qui s'appuient sur des chaînes non EVM ne peuvent pas utiliser les environnements et outils de développement EVM familiers (tels que Truffle, Remix, Hardhat) et peuvent avoir besoin d'apprendre d'autres langages (tels que Rust ou Golang) pour créer des dapps.
Remarque : Avalanche, Fantom, Celo et Palm sont des exemples de chaînes latérales compatibles EVM. NEAR, Solana et Algorand sont des exemples de chaînes latérales non EVM.
Chaînes de validation et chaînes latérales optimistes : toutes les chaînes latérales ne reposent pas entièrement sur leur propre sécurité ; certaines chaînes latérales, notamment les chaînes de validation et les chaînes optimistes, s'appuient sur la chaîne principale pour fournir certaines garanties de sécurité. Une chaîne de validation soumet périodiquement des engagements cryptographiques (tels que des en-têtes de bloc) à une autre blockchain pour mettre à jour son dernier état. La chaîne principale ne peut pas vérifier ces preuves d'état car elle n'a pas accès à l'état de la chaîne latérale, mais elle garantit que les participants honnêtes peuvent contester les en-têtes de bloc invalides avant qu'ils ne soient confirmés.
En règle générale, cela se fait en mettant en œuvre un contrat intelligent sur la chaîne principale qui gère les récompenses, le jalonnement, la rotation et les pénalités pour les validateurs de la chaîne latérale. Si un validateur commet une violation prouvable (comme signer deux blocs à la même hauteur), n'importe qui peut soumettre la preuve au contrat intelligent et réduire la participation de ce validateur.
La chaîne optimiste fonctionne de manière similaire, obligeant les validateurs à soumettre périodiquement des en-têtes de bloc à un contrat intelligent sur la chaîne principale. Cependant, la chaîne optimiste n'a pas de mécanisme de consensus séparé - les en-têtes de bloc sont simplement supposés être valides jusqu'à ce qu'ils soient contestés par la prévention de la fraude. Ainsi, une chaîne optimiste peut fonctionner avec un seul validateur (honnête), alors qu'une sidechain de validation nécessite plusieurs validateurs pour fonctionner correctement.
Dans les deux cas, des acteurs honnêtes peuvent prouver à la blockchain mère qu'un comportement malveillant s'est produit sur la sidechain. De cette façon, même si la plupart des vérificateurs de la chaîne latérale sont mauvais, les utilisateurs peuvent toujours obtenir une certaine garantie de sécurité.
Mais il est important de noter que les acteurs honnêtes ne peuvent pas prouver un comportement malveillant sans avoir accès aux données d'état stockées dans le bloc. Cependant, étant donné que la chaîne principale ne reçoit que les en-têtes de bloc (et non les corps de bloc) des chaînes latérales, elle ne peut pas garantir la disponibilité des blocs. Cela permet aux proposants de blocs malhonnêtes de masquer les données de bloc pour des actions malhonnêtes telles que le vol de fonds de ponts inter-chaînes.
Ce problème est connu sous le nom de problème de disponibilité des données, et il est au cœur des différences dans les propriétés de sécurité de toutes les chaînes latérales (pas seulement les chaînes de validation, les chaînes latérales optimistes et les cumuls).
** Qu'est-ce que le cumul ? **
Rollup améliore l'évolutivité de la blockchain sous-jacente en traitant les transactions dans un environnement d'exécution séparé. Semblables aux sidechains, les Rollups ont un pont inter-chaînes pour transférer les actifs entre la blockchain parente et le Rollup. Ils mettent également en œuvre des optimisations pour augmenter la vitesse de calcul et la rentabilité pour les utilisateurs.
Cependant, Rollup soumettra périodiquement des blocs à la chaîne principale, héritant ainsi des caractéristiques de sécurité et de décentralisation de la chaîne principale. Cela signifie que la blockchain mère fournit à Rollup les garanties des propriétés de sécurité suivantes :
Disponibilité : la disponibilité des blocs Rollup est garantie car les données sont stockées sur le réseau parent plus décentralisé et sécurisé. Par exemple, les utilisateurs peuvent toujours prouver les détails de l'état Rollup (comme la possession de certains jetons) au contrat de pont inter-chaînes et retirer des fonds tandis que les validateurs Rollup masquent les données de transaction.
Validité : Seuls les blocs Rollup qui répondent aux conditions de validité imposées par la chaîne parente peuvent être finalisés.
Survivabilité : étant donné que les données Rollup sont stockées sur la couche de base, n'importe qui peut reconstruire le dernier état valide de Rollup et générer de nouveaux blocs. De plus, les utilisateurs peuvent imposer l'inclusion d'une transaction dans un Rollup en l'envoyant au contrat intelligent en chaîne du Rollup.
Type de cumul
Rollup a deux formes : Optimiste et sans connaissance. Les cumuls sans connaissance (également appelés cumuls de validité) soumettent des blocs à la chaîne parente avec des preuves pour confirmer la bonne exécution des transactions hors chaîne. Si la preuve est vérifiée en chaîne, le bloc sera finalisé sur la couche de base.
Les blocs soumis par Optimistic Rollup n'ont aucune preuve pour prouver la validité des calculs hors chaîne. Les blocs sont simplement supposés être valides à moins que le résultat d'une transaction ne soit contesté par une autre partie via une "preuve de fraude". La preuve de fraude prend la forme d'un jeu de vérification : avec l'intervention de la chaîne mère, deux parties contestent un calcul jusqu'à ce que la partie malhonnête soit identifiée.
Les cumuls optimistes sont nommés d'après les hypothèses optimistes selon lesquelles la plupart des transitions d'état sont valides. Cependant, cette hypothèse optimiste combinée à des incitations cryptoéconomiques garantit qu'à moins qu'un bloc invalide ne soit contesté pendant une longue période, il ne sera jamais finalisé par la chaîne principale.
Remarque : Arbitrum et Optimisme sont des exemples de cumuls optimistes.
La compatibilité EVM est une autre différence notable entre Optimistic et Zero-Knowledge Rollups. Alors que les cumuls optimistes sont conformes à EVM, les cumuls à zéro connaissance diffèrent par leur compatibilité EVM. Étant donné que prouver des instructions EVM natives dans un circuit de preuve est complexe et gourmand en ressources, certains cumuls d'efficacité utilisent des ensembles d'instructions de machine virtuelle personnalisés optimisés pour des preuves plus efficaces.
Pour ZK-Rollup compatible EVM, nous décrivons son environnement d'exécution comme "Zero-Knowledge EVM" (ZK-EVM). ZK-EVM peut exécuter des contrats intelligents Ethereum hors chaîne et prouver que toutes les parties du calcul ont été exécutées correctement. Par conséquent, ZK-Rollup est considéré comme plus sûr que Optimistic Rollup, qui s'appuie sur des incitations cryptoéconomiques et des hypothèses d'honnêteté pour empêcher une exécution invalide.
Linea est un exemple de cumul d'efficacité de deuxième couche avec prise en charge complète d'EVM, qui permet aux développeurs de réutiliser l'infrastructure et les outils Ethereum pour créer des dapps. En revanche, le déploiement sur un ZK-Rollup non EVM tel que StarkNet nécessite (a) la création de contrats intelligents avec une pile différente, ou (b) la modification de la base de code à exécuter dans la machine virtuelle StarkNet.
** En quoi la sidechain est-elle différente de Rollup ? **
Débit : les chaînes latérales ont généralement un débit de transaction moyen plus élevé que les rollups, car elles ne dépendent pas du consensus de la chaîne principale et de la disponibilité des données. Par exemple, les sidechains peuvent atteindre de grandes tailles de bloc et des temps de bloc extrêmement rapides pour un débit plus élevé, ce que Rollup ne peut pas faire.
Le cumul doit éviter de traiter un si grand nombre de transactions que des lots de transactions ne peuvent tenir dans un seul bloc de la chaîne principale. Sinon, cela réintroduirait une congestion au niveau de la couche de base et rendrait difficile le suivi des blocs produits par le Rollup. Ainsi, la bande passante de données de la chaîne parente de Rollup impose une limite effective à son débit.
Même les chaînes latérales qui reposent en partie sur la sécurité de la chaîne principale (telles que les chaînes de validation et les chaînes optimistes) surpassent toujours Rollup en termes de débit.
Coût : par rapport à Rollup, les utilisateurs peuvent payer moins de frais pour les transactions sur la chaîne latérale. Comme pour les autres différences entre les sidechains et les Rollups, celle-ci est liée à la dépendance des Rollups à la chaîne parente pour le règlement et la finalité. Voici quelques-uns des frais de fonctionnement encourus par Rollup (ces frais sont à la charge de l'utilisateur) :
Stockage de données : la validation d'un bloc Rollup dans la couche de base entraîne un coût fixe (le coût d'inclusion de la transaction dans le bloc) et un coût variable (basé sur la taille du bloc Rollup). En conséquence, Rollup facture les utilisateurs pour le calcul et les données, et les transactions avec des volumes de données plus importants paient plus, et vice versa.
* Génération et vérification de preuves : le Rollup sans connaissance doit générer des preuves de validité pour la vérification de la couche de base, ce qui entraînera des coûts supplémentaires. La vérification de la preuve de validité nécessite beaucoup de ressources, par exemple, le coût actuel sur Ethereum est d'environ 500 000 Gas.
Les chaînes latérales pures n'entraînent pas les coûts ci-dessus, leur utilisation est donc moins coûteuse. Les chaînes de validation ou les chaînes latérales optimistes peuvent entraîner des coûts supplémentaires, tels que la soumission d'en-têtes de bloc, mais ces coûts sont négligeables. De plus, les coûts peuvent être réduits en accumulant plusieurs en-têtes de bloc dans une seule transaction.
Finalité : une sidechain qui est entièrement responsable de sa sécurité a une finalité instantanée, où un blocage ne peut pas être révoqué une fois qu'il a été approuvé par une majorité de validateurs. Cependant, les chaînes de validation ou les chaînes latérales optimistes ne s'appliquent pas à cette règle, car elles doivent tenir compte des défis qui peuvent retarder la finalisation de l'en-tête de bloc.
En règle générale, les rollups ont des temps de finalité plus longs que les chaînes latérales pures, pour diverses raisons. Par exemple, Optimistic Rollup retarde la confirmation des transactions pour s'assurer que les participants honnêtes disposent de suffisamment de temps pour contester les mises à jour d'état non valides.
Les cumuls de validité ont une finalité instantanée (une fois vérifiés), mais ont un temps de finalité plus long que les chaînes latérales pures. En raison du coût élevé de génération et de vérification des preuves de validité, les sérialiseurs préfèrent accumuler un grand nombre de transactions avant de générer et de soumettre des preuves de validité pour un lot.
Sécurité : la sécurité de Rollup (optimiste ou sans connaissance) est garantie par la blockchain sous-jacente, ce qui réduit les hypothèses de confiance des utilisateurs. Comme expliqué précédemment, Rollup s'appuie sur la chaîne principale (économiquement sûre) pour le consensus et la disponibilité des données (contrairement aux chaînes latérales). Cela réduit le risque de censure, de retraits gelés, d'exécution invalide, etc.
Les sidechains pures sont responsables de leur sécurité. Cependant, démarrer des validateurs diversifiés et fiables peut être difficile, c'est pourquoi les sidechains sont considérées comme moins sécurisées que les Rollups.
Les chaînes de validation et les chaînes latérales optimistes sont légèrement plus sécurisées que les chaînes latérales pures, mais les utilisateurs doivent faire confiance à la disponibilité des données des validateurs et des proposants. En cas d'attaque par dissimulation de données sans pénalité, la chaîne de validation et la chaîne latérale Optimistic n'auront aucune garantie de sécurité.
Pont inter-chaînes : les cumuls et les chaînes latérales (pour la plupart) utilisent le même schéma de pontage d'actifs : verrouillez X jetons dans un contrat intelligent sur la chaîne principale et créez X jetons pour les utilisateurs de la chaîne enfant. Ils diffèrent dans la manière dont les fonds déposés dans le contrat relais sont sécurisés.
Étant donné que les cumuls sont spécifiques à une blockchain de couche de base particulière, il existe généralement un "pont canonique" reliant les deux. Les fonds déposés dans le pont Rollup sont sécurisés par la chaîne mère :
Les fonds déposés dans un cumul de validité ne peuvent être retirés qu'après avoir vérifié que les preuves associées au lot contenant la transaction de sortie sont vérifiées en chaîne.
Pour Optimistic Rollup, les utilisateurs ne peuvent retirer des fonds que si le bloc contenant la transaction de retrait de l'utilisateur n'a pas été contesté après la fin de la fenêtre de contestation (environ 1 à 2 semaines).
Au lieu de cela, la sécurité des fonds déposés dans un pont sidechain dépend de sa conception. Par exemple, si la sidechain a un pont inter-chaîne canonique avec une autre blockchain, alors la sécurité des fonds de pont est liée à l'honnêteté des validateurs. Une autre question est de savoir si le pont est validé par un validateur entier (par exemple, le pont Polygon PoS) ou un petit groupe de validateurs externes (par exemple, le pont Avalanche-Ethereum).
La différence de temps de finalité entre le Rollup et le sidechain bridging explique également la différence entre eux. Par exemple, les utilisateurs de Optimistic Rollup connaîtront plus de retards lors du transfert des fonds vers la chaîne principale en raison de la nécessité d'attendre la fenêtre de contestation. Avec une sidechain, les utilisateurs peuvent retirer des fonds du contrat de pont inter-chaînes une fois que l'en-tête de bloc finalisé (et, si nécessaire, une preuve Merkle valide) a été reçu.
Choisissez entre Rollup et Sidechain
Lors du déploiement de contrats intelligents, le choix entre l'utilisation de Rollups ou de sidechains dépend de vos objectifs, des commentaires des utilisateurs et des besoins du projet. Voici les avantages de l'utilisation de Rollups, de sidechains ou des deux dans différentes situations.
Quand utiliser le cumul :
Vos utilisateurs attendent le plus haut niveau de sécurité.
Vos utilisateurs peuvent tolérer des coûts légèrement plus élevés et une latence/finalité accrue. Les cumuls sont beaucoup moins chers et plus rapides (ordres de grandeur) qu'Ethereum, mais ne peuvent pas correspondre aux sidechains sur ces métriques.
Vous (ou vos utilisateurs) souhaitez une relation plus étroite avec l'écosystème de la chaîne mère (par exemple, Ethereum).
Vous prévoyez d'améliorer l'expérience utilisateur pour les utilisateurs de DApp sur Rollup. Cela peut signifier utiliser des fournisseurs de liquidités pour réduire la latence lors du retrait de fonds d'un cumul optimiste, ou mettre en œuvre des optimisations de code pour réduire la quantité de données de transaction générées lorsque les utilisateurs interagissent avec votre contrat intelligent.
Vous souhaitez utiliser les outils et l'infrastructure EVM lors de la création de votre DApp. La plupart des Rollups sont compatibles EVM et utilisent les mêmes outils, logiciels clients et API de nœud qu'Ethereum.
Quand utiliser les sidechains :
Vos utilisateurs veulent effectuer des transactions avec les frais les plus bas.
Vos utilisateurs s'attendent à ce que les transactions soient traitées rapidement, en particulier lors du transfert de fonds.
Vos utilisateurs peuvent tolérer des hypothèses de confiance accrues et des garanties de sécurité moindres.
Vous (ou vos utilisateurs) ne considérez pas une relation solide avec l'écosystème de la chaîne principale comme une priorité.
Vous pouvez apprendre à utiliser un nouvel ensemble de langages de programmation, d'outils et d'infrastructures pour créer des DApps (si vous utilisez des sidechains non EVM).
Quand utiliser Sidechain et Rollup en même temps :
Votre projet a établi un fort effet de réseau sur une blockchain et est prêt à évoluer simultanément vers plusieurs écosystèmes (par exemple, pour tirer parti des liquidités).
Vous souhaitez répondre à différents types d'utilisateurs et éviter de vous aliéner un côté du marché.
Votre projet dispose de suffisamment de ressources pour gérer la mise à l'échelle inter-chaînes. Cela peut signifier avoir différentes équipes responsables du déploiement de votre DApp sur différentes plates-formes blockchain.
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Discuter de la chaîne latérale et du cumul : similitudes et différences d'architecture, de garantie de sécurité et d'évolutivité
原文：《Sidechains vs Rollups : Décomposer les différences pour le développement dapp》par Emmanuel Awosika
Compilation : Deep Tide TechFlow
Sidechains et Rollups sont deux solutions aux problèmes d'évolutivité de la blockchain. Au cœur des deux solutions se trouve l'idée de décharger le calcul des chaînes de blocs aux ressources limitées comme Ethereum vers des chaînes de blocs autonomes optimisées pour l'échelle. Cette approche apporte des avantages tels qu'un coût inférieur par transaction, moins de latence et un débit global plus élevé. Mais les similitudes s'arrêtent là.
Les sidechains et les rollups sont fondamentalement différents dans leur approche de la mise à l'échelle et diffèrent dans les décisions de conception et les compromis. Pour les développeurs qui cherchent à tirer parti des deux solutions pour créer des dapps évolutives, il est important de comprendre les différences.
Cet article fournit une vue d'ensemble des rollups et des chaînes latérales, et explore leurs différences en termes d'architecture, de garanties de sécurité, de performances de mise à l'échelle, etc.
**Qu'est-ce qu'une sidechain ? **
Une sidechain est un réseau de blockchains qui s'exécutent en parallèle avec une autre blockchain (appelée "mainchain"). En règle générale, les chaînes latérales sont connectées à la chaîne principale via un pont inter-chaînes bidirectionnel, permettant le transfert d'actifs entre les deux réseaux, et éventuellement de données arbitraires telles que les états de contrat, les preuves Merkle et les résultats de transactions spécifiques.
La plupart des chaînes latérales ont leur propre mécanisme de consensus et leurs propres validateurs, distincts de la chaîne principale. Cela permet aux sidechains de régler et d'effectuer des transactions sans dépendre d'autres blockchains. Cependant, cela signifie également que la sécurité des fonds reliés aux sidechains dépend de l'existence de fortes incitations cryptoéconomiques pour empêcher les comportements malveillants parmi les validateurs.
Type de sidechain
Chaînes latérales compatibles EVM et non EVM : Les chaînes latérales compatibles EVM utilisent une implémentation personnalisée de la machine virtuelle Ethereum, un environnement d'exécution pour le déploiement de contrats intelligents sur Ethereum. En fait, la plupart de ces blockchains ont été initialement dérivées de go-ethereum (également connu sous le nom de Geth, l'implémentation la plus populaire du protocole ethereum).
Tout en conservant la plupart des fonctionnalités de la conception d'Ethereum (telles que la prise en charge des contrats intelligents), les chaînes latérales compatibles EVM sont optimisées sous d'autres aspects, en particulier le mécanisme de consensus, pour améliorer l'efficacité et le débit d'exécution. Aujourd'hui, les chaînes latérales compatibles EVM exécutent la plupart des contrats intelligents écrits dans des langages EVM comme Solidity, tout en réduisant les coûts et la latence pour les utilisateurs d'applications décentralisées.
Les chaînes latérales non EVM implémentent différentes architectures de machines virtuelles et ne peuvent pas exécuter dapps natifs Ethereum sans une refactorisation approfondie du code. Les développeurs qui s'appuient sur des chaînes non EVM ne peuvent pas utiliser les environnements et outils de développement EVM familiers (tels que Truffle, Remix, Hardhat) et peuvent avoir besoin d'apprendre d'autres langages (tels que Rust ou Golang) pour créer des dapps.
Remarque : Avalanche, Fantom, Celo et Palm sont des exemples de chaînes latérales compatibles EVM. NEAR, Solana et Algorand sont des exemples de chaînes latérales non EVM.
Chaînes de validation et chaînes latérales optimistes : toutes les chaînes latérales ne reposent pas entièrement sur leur propre sécurité ; certaines chaînes latérales, notamment les chaînes de validation et les chaînes optimistes, s'appuient sur la chaîne principale pour fournir certaines garanties de sécurité. Une chaîne de validation soumet périodiquement des engagements cryptographiques (tels que des en-têtes de bloc) à une autre blockchain pour mettre à jour son dernier état. La chaîne principale ne peut pas vérifier ces preuves d'état car elle n'a pas accès à l'état de la chaîne latérale, mais elle garantit que les participants honnêtes peuvent contester les en-têtes de bloc invalides avant qu'ils ne soient confirmés.
En règle générale, cela se fait en mettant en œuvre un contrat intelligent sur la chaîne principale qui gère les récompenses, le jalonnement, la rotation et les pénalités pour les validateurs de la chaîne latérale. Si un validateur commet une violation prouvable (comme signer deux blocs à la même hauteur), n'importe qui peut soumettre la preuve au contrat intelligent et réduire la participation de ce validateur.
La chaîne optimiste fonctionne de manière similaire, obligeant les validateurs à soumettre périodiquement des en-têtes de bloc à un contrat intelligent sur la chaîne principale. Cependant, la chaîne optimiste n'a pas de mécanisme de consensus séparé - les en-têtes de bloc sont simplement supposés être valides jusqu'à ce qu'ils soient contestés par la prévention de la fraude. Ainsi, une chaîne optimiste peut fonctionner avec un seul validateur (honnête), alors qu'une sidechain de validation nécessite plusieurs validateurs pour fonctionner correctement.
Dans les deux cas, des acteurs honnêtes peuvent prouver à la blockchain mère qu'un comportement malveillant s'est produit sur la sidechain. De cette façon, même si la plupart des vérificateurs de la chaîne latérale sont mauvais, les utilisateurs peuvent toujours obtenir une certaine garantie de sécurité.
Mais il est important de noter que les acteurs honnêtes ne peuvent pas prouver un comportement malveillant sans avoir accès aux données d'état stockées dans le bloc. Cependant, étant donné que la chaîne principale ne reçoit que les en-têtes de bloc (et non les corps de bloc) des chaînes latérales, elle ne peut pas garantir la disponibilité des blocs. Cela permet aux proposants de blocs malhonnêtes de masquer les données de bloc pour des actions malhonnêtes telles que le vol de fonds de ponts inter-chaînes.
Ce problème est connu sous le nom de problème de disponibilité des données, et il est au cœur des différences dans les propriétés de sécurité de toutes les chaînes latérales (pas seulement les chaînes de validation, les chaînes latérales optimistes et les cumuls).
** Qu'est-ce que le cumul ? **
Rollup améliore l'évolutivité de la blockchain sous-jacente en traitant les transactions dans un environnement d'exécution séparé. Semblables aux sidechains, les Rollups ont un pont inter-chaînes pour transférer les actifs entre la blockchain parente et le Rollup. Ils mettent également en œuvre des optimisations pour augmenter la vitesse de calcul et la rentabilité pour les utilisateurs.
Cependant, Rollup soumettra périodiquement des blocs à la chaîne principale, héritant ainsi des caractéristiques de sécurité et de décentralisation de la chaîne principale. Cela signifie que la blockchain mère fournit à Rollup les garanties des propriétés de sécurité suivantes :
Type de cumul
Rollup a deux formes : Optimiste et sans connaissance. Les cumuls sans connaissance (également appelés cumuls de validité) soumettent des blocs à la chaîne parente avec des preuves pour confirmer la bonne exécution des transactions hors chaîne. Si la preuve est vérifiée en chaîne, le bloc sera finalisé sur la couche de base.
Les blocs soumis par Optimistic Rollup n'ont aucune preuve pour prouver la validité des calculs hors chaîne. Les blocs sont simplement supposés être valides à moins que le résultat d'une transaction ne soit contesté par une autre partie via une "preuve de fraude". La preuve de fraude prend la forme d'un jeu de vérification : avec l'intervention de la chaîne mère, deux parties contestent un calcul jusqu'à ce que la partie malhonnête soit identifiée.
Les cumuls optimistes sont nommés d'après les hypothèses optimistes selon lesquelles la plupart des transitions d'état sont valides. Cependant, cette hypothèse optimiste combinée à des incitations cryptoéconomiques garantit qu'à moins qu'un bloc invalide ne soit contesté pendant une longue période, il ne sera jamais finalisé par la chaîne principale.
Remarque : Arbitrum et Optimisme sont des exemples de cumuls optimistes.
La compatibilité EVM est une autre différence notable entre Optimistic et Zero-Knowledge Rollups. Alors que les cumuls optimistes sont conformes à EVM, les cumuls à zéro connaissance diffèrent par leur compatibilité EVM. Étant donné que prouver des instructions EVM natives dans un circuit de preuve est complexe et gourmand en ressources, certains cumuls d'efficacité utilisent des ensembles d'instructions de machine virtuelle personnalisés optimisés pour des preuves plus efficaces.
Pour ZK-Rollup compatible EVM, nous décrivons son environnement d'exécution comme "Zero-Knowledge EVM" (ZK-EVM). ZK-EVM peut exécuter des contrats intelligents Ethereum hors chaîne et prouver que toutes les parties du calcul ont été exécutées correctement. Par conséquent, ZK-Rollup est considéré comme plus sûr que Optimistic Rollup, qui s'appuie sur des incitations cryptoéconomiques et des hypothèses d'honnêteté pour empêcher une exécution invalide.
Linea est un exemple de cumul d'efficacité de deuxième couche avec prise en charge complète d'EVM, qui permet aux développeurs de réutiliser l'infrastructure et les outils Ethereum pour créer des dapps. En revanche, le déploiement sur un ZK-Rollup non EVM tel que StarkNet nécessite (a) la création de contrats intelligents avec une pile différente, ou (b) la modification de la base de code à exécuter dans la machine virtuelle StarkNet.
** En quoi la sidechain est-elle différente de Rollup ? **
Débit : les chaînes latérales ont généralement un débit de transaction moyen plus élevé que les rollups, car elles ne dépendent pas du consensus de la chaîne principale et de la disponibilité des données. Par exemple, les sidechains peuvent atteindre de grandes tailles de bloc et des temps de bloc extrêmement rapides pour un débit plus élevé, ce que Rollup ne peut pas faire.
Le cumul doit éviter de traiter un si grand nombre de transactions que des lots de transactions ne peuvent tenir dans un seul bloc de la chaîne principale. Sinon, cela réintroduirait une congestion au niveau de la couche de base et rendrait difficile le suivi des blocs produits par le Rollup. Ainsi, la bande passante de données de la chaîne parente de Rollup impose une limite effective à son débit.
Même les chaînes latérales qui reposent en partie sur la sécurité de la chaîne principale (telles que les chaînes de validation et les chaînes optimistes) surpassent toujours Rollup en termes de débit.
Coût : par rapport à Rollup, les utilisateurs peuvent payer moins de frais pour les transactions sur la chaîne latérale. Comme pour les autres différences entre les sidechains et les Rollups, celle-ci est liée à la dépendance des Rollups à la chaîne parente pour le règlement et la finalité. Voici quelques-uns des frais de fonctionnement encourus par Rollup (ces frais sont à la charge de l'utilisateur) :
Les chaînes latérales pures n'entraînent pas les coûts ci-dessus, leur utilisation est donc moins coûteuse. Les chaînes de validation ou les chaînes latérales optimistes peuvent entraîner des coûts supplémentaires, tels que la soumission d'en-têtes de bloc, mais ces coûts sont négligeables. De plus, les coûts peuvent être réduits en accumulant plusieurs en-têtes de bloc dans une seule transaction.
Finalité : une sidechain qui est entièrement responsable de sa sécurité a une finalité instantanée, où un blocage ne peut pas être révoqué une fois qu'il a été approuvé par une majorité de validateurs. Cependant, les chaînes de validation ou les chaînes latérales optimistes ne s'appliquent pas à cette règle, car elles doivent tenir compte des défis qui peuvent retarder la finalisation de l'en-tête de bloc.
En règle générale, les rollups ont des temps de finalité plus longs que les chaînes latérales pures, pour diverses raisons. Par exemple, Optimistic Rollup retarde la confirmation des transactions pour s'assurer que les participants honnêtes disposent de suffisamment de temps pour contester les mises à jour d'état non valides.
Les cumuls de validité ont une finalité instantanée (une fois vérifiés), mais ont un temps de finalité plus long que les chaînes latérales pures. En raison du coût élevé de génération et de vérification des preuves de validité, les sérialiseurs préfèrent accumuler un grand nombre de transactions avant de générer et de soumettre des preuves de validité pour un lot.
Sécurité : la sécurité de Rollup (optimiste ou sans connaissance) est garantie par la blockchain sous-jacente, ce qui réduit les hypothèses de confiance des utilisateurs. Comme expliqué précédemment, Rollup s'appuie sur la chaîne principale (économiquement sûre) pour le consensus et la disponibilité des données (contrairement aux chaînes latérales). Cela réduit le risque de censure, de retraits gelés, d'exécution invalide, etc.
Les sidechains pures sont responsables de leur sécurité. Cependant, démarrer des validateurs diversifiés et fiables peut être difficile, c'est pourquoi les sidechains sont considérées comme moins sécurisées que les Rollups.
Les chaînes de validation et les chaînes latérales optimistes sont légèrement plus sécurisées que les chaînes latérales pures, mais les utilisateurs doivent faire confiance à la disponibilité des données des validateurs et des proposants. En cas d'attaque par dissimulation de données sans pénalité, la chaîne de validation et la chaîne latérale Optimistic n'auront aucune garantie de sécurité.
Pont inter-chaînes : les cumuls et les chaînes latérales (pour la plupart) utilisent le même schéma de pontage d'actifs : verrouillez X jetons dans un contrat intelligent sur la chaîne principale et créez X jetons pour les utilisateurs de la chaîne enfant. Ils diffèrent dans la manière dont les fonds déposés dans le contrat relais sont sécurisés.
Étant donné que les cumuls sont spécifiques à une blockchain de couche de base particulière, il existe généralement un "pont canonique" reliant les deux. Les fonds déposés dans le pont Rollup sont sécurisés par la chaîne mère :
Au lieu de cela, la sécurité des fonds déposés dans un pont sidechain dépend de sa conception. Par exemple, si la sidechain a un pont inter-chaîne canonique avec une autre blockchain, alors la sécurité des fonds de pont est liée à l'honnêteté des validateurs. Une autre question est de savoir si le pont est validé par un validateur entier (par exemple, le pont Polygon PoS) ou un petit groupe de validateurs externes (par exemple, le pont Avalanche-Ethereum).
La différence de temps de finalité entre le Rollup et le sidechain bridging explique également la différence entre eux. Par exemple, les utilisateurs de Optimistic Rollup connaîtront plus de retards lors du transfert des fonds vers la chaîne principale en raison de la nécessité d'attendre la fenêtre de contestation. Avec une sidechain, les utilisateurs peuvent retirer des fonds du contrat de pont inter-chaînes une fois que l'en-tête de bloc finalisé (et, si nécessaire, une preuve Merkle valide) a été reçu.
Choisissez entre Rollup et Sidechain
Lors du déploiement de contrats intelligents, le choix entre l'utilisation de Rollups ou de sidechains dépend de vos objectifs, des commentaires des utilisateurs et des besoins du projet. Voici les avantages de l'utilisation de Rollups, de sidechains ou des deux dans différentes situations.
Quand utiliser le cumul :
Quand utiliser les sidechains :
Quand utiliser Sidechain et Rollup en même temps :