Darwinia : Le réseau universel de messages inter-chaines !

Contexte

L’industrie de la blockchain a évolué à un rythme rapide, de plus en plus de réseaux blockchain sont mis en ligne chaque jour. En tant que croyants et partisans d’un avenir multi-chaînes, Darwinia prévoit qu’il y aura un besoin de plus en plus grand pour l’interopérabilité entre ces différentes chaînes. Leur objectif, tout en construisant une solution à ce problème d’interopérabilité, ne sera pas seulement concentré sur la sécurité, mais aussi sur la polyvalence dans la manière d’apporter une solution généralisée et programmable.

À l’heure actuelle, plusieurs fournisseurs de services proposent différents ponts pour les détenteurs de jetons, mais la plupart se concentrent sur des actifs ou des cas d’utilisation spécifiques, et ne sont pas généralisés ou programmables, et l’empilement de contrats intelligents d’application sur les solutions inter-chaînes sous-jacentes compliquent encore les choses et les rendent moins sûres.

Les développeurs de Dapps cross-chain ont besoin de protocoles à plusieurs niveaux, y compris une couche de messagerie cross-chain unique, généralisée et programmable pour servir leurs applications.

De la même manière qu’Ethereum a transformé l’industrie par l’introduction des contrats intelligents, qui ont transformé la blockchain en une plateforme programmable et a ouvert la voie au boom des Dapps et à l’été des DeFi, il faut s’attendre à une explosion de la croissance des fonctionnalités de la blockchain sur les technologies de messagerie cross-chain nouvelles et émergentes.

Darwinia aidera à lancer cette tendance grâce à son infrastructure de messagerie cross-chain. Darwinia fournit une plateforme cross-chain fiable et programmable pour les applications décentralisées, et donne aux développeurs un kit de développement logiciel (SDK) qui leur permet d’intégrer facilement la fonctionnalité cross-chain dans leurs propres applications.

Architecture

Les réseaux de blockchains se multiplient et se spécialisent, et tandis que les chaînes de layer 0 comme Polkadot et la Beacon chain Ethereum 2.0 offrent un consensus et une sécurité partagés, les chaînes de layer 2 et les chaînes spécifiques aux applications améliorent encore l’évolutivité dans leurs domaines spécifiques.

L’interopérabilité cross-chain étant au centre des préoccupations, de nombreuses solutions de messagerie cross-chain sont en cours d’élaboration, incluant le Protocole de Message Client-Léger (LCMP) de Darwinia, le Protocole de Messages Cross-Consensus (XCMP) de Polkadot, et d’autres encore basés sur des oracles, les shards, le Multi-Party Computation (MPC), etc.

Compte tenu de ces circonstances, Darwinia fournit aux développeurs un service de messages cohérent et facile à utiliser via leur SDK en développant et en intégrant les protocoles de messagerie existants dans leur infrastructure cross-chain.

Les développeurs d’applications décentralisées peuvent utiliser le SDK Darwinia pour construire des Dapps cross-chain à partir de zéro, et ceux qui souhaitent une intégration peuvent augmenter l’extensibilité de leurs systèmes de messagerie cross-chain en utilisant Darwinia pour supporter d’autres protocoles de messagerie.

Darwinia fait partie du programme Substrate-Builders et a reçu des grants de la Web3 Foundation et du Web3 Bootcamp.

Team

Alex Chien and Denny Wang sont les co-fondateurs de Darwinia Network.

Alex CHIEN

https://www.linkedin.com/in/alex-chien-46448216/

Expert en technologie blockchain et développeur full-stack. Il a participé à divers projets cryptographiques open source, notamment NEO, Bitshares, Ethereum, depuis la création du bitcoin en 2011.

Expérience professionnelle avérée dans le secteur de l’Internet. Excellent professionnel du développement commercial, diplômé de l’université Jiao Tong de Shanghai.

Denny WANG

https://www.linkedin.com/in/denny-wang/

Expert en technologie blockchain et l’un des principaux développeurs du logiciel BitShares 1.0, expert senior en blockchain. Ses recherches récentes portent sur la cryptographie, la crypto-économie, le réseau de couche 2 et la mise en œuvre cross-chain. Diplômé de l’université de Nanjing, avec une spécialisation en mathématiques.

CTO de ITERING: https://www.itering.io/

ITERING est la société mère de Darwinia, Evolution Land (Metaverse) et Helix (Bridge).

Qu’est-ce que le LCMP ?

LCMP est le Light-client Cross-chain Messaging Protocol de Darwinia (anciennement : Darwinia Bridge Messages Protocol). Il permet à une blockchain d’envoyer des messages à une autre blockchain à condition qu’elles aient établi des canaux de messagerie entre elles.

Darwinia lui-même est une infrastructure de messagerie cross-chain. Au niveau de la couche protocolaire, Darwinia n’est pas strictement limité à l’utilisation du LCMP. Ce n’est qu’un des nombreux protocoles cross-chain supportés, comme le montre la figure ci-dessous :

Workflow cross-chain

LCMP est un protocole basé sur le client léger et composé de deux couches. Une couche de Vérification (Truth layer) qui contient le client léger, et une couche de messages utilisée pour envoyer des messages cross-chain. Le client léger de la couche de Vérification d’une chaîne cible est utilisé pour vérifier les messages de la chaîne source.

Comme l’illustre le diagramme suivant, il y a quatre composants couvrant les chaînes source et cible. Le flux de messages cross-chain est décrit ci-dessous :

Une DApp de la couche d’application appelle send-message de la couche de messages pour lancer une opérationcross-chain. Après l’exécution de send_message, le relais transmet le message à la chaîne cible, où la couche de vérification le vérifie et exécute les tâches qu’il contient. Une fois l’opération terminée, le relais renvoie un message de confirmation à la chaîne source.

Objectif général

LCMP est un protocole à usage général, ouvert et sans permission, qui ne sait rien des applications qui s’exécutent sur lui. LCMP ne fait aucune hypothèse sur la couche d’application.

LCMP offre des capacités transversales généralisées qui peuvent étendre la fonctionnalité des contrats intelligents au-delà des limites des applications décentralisées d’une chaîne unique d’aujourd’hui. Il donne aux développeurs la possibilité de créer des DApps extensibles et composables, conçues pour un futur multi-chaîne hétérogène.

Fonctionnalité multi-chaîne transparente à l’aide d’un seul contrat intelligent.

LCMP permet aux développeurs de sélectionner les meilleures fonctionnalités blockchain pour leurs DApps, quelle que soit la chaîne sur laquelle la fonctionnalité réside.

En utilisant le SDK de messagerie cross-chain de Darwinia, les développeurs peuvent construire des applications multi-chaîne aussi facilement que des applications ordinaires, en choisissant les caractéristiques et les fonctionnalités dont ils ont besoin dans n’importe quelle chaîne supportée, et en les intégrant dans un seul déploiement de contrat intelligent.

Cette capacité à assembler plusieurs contrats intelligents sur de nombreuses chaînes va redéfinir la façon dont les applications numériques sont développées. Avec le Darwinia SDK, les développeurs peuvent se concentrer sur la fonctionnalité des Dapps et l’expérience utilisateur, tout en laissant le pontage aux experts. C’est le début de l’ère des Dapps multi-chaînes.

Messagerie cross-chain sans intermédiaire

L’utilisation de clients légers permet de concevoir une passerelle (bridge) hautement sécurisée, car elle garantit la livraison de messages valides sans faire confiance aux entités intermédiaires. Les développeurs doivent uniquement faire confiance au consensus des chaînes source et destination, ainsi qu’au code du contrat intelligent, qui est open source.

Comparaison des fonctionnalités cross-chain et glossaire

Il existe actuellement une grande variété de mécanismes cross-chain, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients, mais dans le cadre de cet article et de la priorité accordée par Darwinia à la sécurité, nous les classerons en trois catégories, selon qu’ils requièrent le plus ou le moins de confiance :

1/ Validateurs externes et fédérations :

Cela inclut le calcul multipartite MPC, le système de signature à seuil TSS, le système Multi-Sig et les systèmes PoS où il y a le plus souvent un groupe de validateurs qui surveillent l’adresse d’un contrat intelligent sur la chaîne source et, en cas de consensus, exécutent une action sur la chaîne de destination. Les transferts d’actifs sont généralement effectués en verrouillant l’actif dans le contrat intelligent et en mintant le montant équivalent de cet actif sur la chaîne de destination. Il s’agit souvent de validateurs liés avec un jeton séparé comme modèle de sécurité. Les ponts optimistes (optimistic bridges) en sont une variante qui renforce encore la sécurité par l’ajout d’un modèle de sécurité 1 sur N qui atténue les vecteurs d’attaque liés à la collusion ou aux clés compromises.

2/ Réseaux de liquidité :

Il s’agit essentiellement d’un réseau pair-à-pair où chaque nœud fait office de routeur et détient un inventaire des actifs sur la chaîne source et la chaîne de destination. Ces réseaux héritent le plus souvent de la sécurité de la blockchain sous-jacente ; grâce à l’utilisation de mécanismes de verrouillage et de défi, les utilisateurs ont la garantie que les routeurs ne peuvent pas s’enfuir avec les fonds des utilisateurs. Ce type de pont est le mieux adapté au transfert d’actifs cross-chain car les actifs fournis par les routeurs sont natifs de la chaîne de destination plutôt que des actifs enveloppés, qui ne sont pas entièrement fongibles entre eux, ni portables entre les chaînes.

3/ Clients légers et relais :

Les acteurs surveillent les événements sur la chaîne source et génèrent des preuves d’inclusion cryptographiques sur les événements passés qui ont été enregistrés sur cette chaîne. Ces preuves sont ensuite transmises, avec les en-têtes de bloc, aux contrats (c’est-à-dire le « client léger ») sur la chaîne de destination, qui vérifie qu’un certain événement a été enregistré et exécute une action après cette vérification. Il s’agit d’une conception de pont hautement sécurisée car elle garantit la livraison de messages valides sans faire confiance aux entités intermédiaires, mais en même temps, son déploiement à l’échelle est gourmand en ressources car les développeurs doivent construire un nouveau contrat intelligent sur chaque nouvelle chaîne de destination qui analyse les preuves d’état de la chaîne source. Les ponts basés sur un Oracle en sont une variante et sont plus extensibles, en particulier pour les chaînes comme BTC qui ne prennent pas en charge les clients légers, mais cette extensibilité supplémentaire se fait au détriment de la décentralisation car elle nécessite la confiance dans le fournisseur Oracle.

En outre, nous pouvons évaluer la conception du pont en fonction des facteurs suivants :

– Sécurité : Les hypothèses de confiance et de lividité, la tolérance aux acteurs malveillants, la sécurité des fonds des utilisateurs et la réflexivité.

– Vitesse : Temps de latence pour effectuer une transaction, ainsi que les garanties de finalité. Il y a souvent un compromis entre la vitesse et la sécurité.

– Connectivité : Sélection globale des chaînes de destination pour les utilisateurs et les développeurs, ainsi que le degré de difficulté pour intégrer une chaîne de destination supplémentaire.

– Efficacité du capital : L’économie autour du capital requis pour sécuriser le système et les coûts de transaction pour transférer les actifs.

– Généralité : Capacité à transférer des actifs spécifiques, des états plus complexes et/ou à exécuter des appels de contrats inter-chaînes.

Dans l’ensemble, les compromis de ces trois conceptions de pont en fonction des différents facteurs sont comparés et contrastés ci-dessous :

Considérations relatives à la sécurité des ponts

Nous pouvons décomposer davantage le facteur Sécurité et examiner les conceptions de passerelles sur un spectre de confiance, les solutions les moins axées sur la sécurité étant complètement non collatéralisées ou gérées par des détenteurs multi-sig basés sur l’homme ou la machine, tandis qu’à l’autre extrémité du spectre, on trouve des solutions hautement décentralisées qui tirent parti de la sécurité de la chaîne source. Il convient toutefois de préciser qu’aucune solution ne peut être totalement dénuée de confiance, car il y aura toujours des risques implicites associés aux failles du code.

Systèmes de confiance : Les acteurs ne déposent aucune garantie et les utilisateurs ne récupèrent pas les fonds en cas de défaillance du système ou d’activité malveillante. Les utilisateurs se fient donc exclusivement à la réputation de l’opérateur de la passerelle.
Systèmes cautionnés : Semblable au modèle assuré (c’est-à-dire que les acteurs ont leur peau en jeu), sauf que les utilisateurs ne récupèrent pas les fonds en cas d’erreur ou d’activité malveillante, car les garanties déposées sont probablement brûlé
Systèmes assurés : Les acteurs malveillants peuvent être en mesure de voler les fonds des utilisateurs, mais il y a une dissuasion économique parce qu’ils sont tenus de déposer une garantie et qu’elle sera réduite à néant en cas d’erreur ou de mauvais comportement. Si les fonds des utilisateurs sont perdus, ils peuvent être remboursés par le biais de la garantie réduite.

Remarque : le type de garantie est important pour les modèles cautionné et assuré ; lorsque la garantie est le jeton de protocole lui-même, les risques sont plus élevés car la valeur du jeton s’effondrera probablement si le pont échoue, ce qui réduit encore les garanties de sécurité.

Optimiste : Un pas en avant dans la sécurité par rapport aux passerelles cautionnées ou assurées qui utilisent la vérification externe. Le modèle de sécurité 1 sur N des ponts optimistes atténue les vecteurs d’attaque liés à la collusion ou aux clés compromises.
Sans intermédiaire (Trustless) : La sécurité de la passerelle est égale à celle de la chaîne source car il n’y a pas d’intermédiaires de confiance ; seulement une hypothèse de vivacité. En dehors des attaques au niveau du consensus sur la blockchain sous-jacente, les fonds des utilisateurs ne peuvent pas être perdus ou volés. Darwinia LCMP, Cosmos IBC et Polkadot XCMP en sont trois exemples.

Applications concrètes

Le Light-Client Messaging Protocol (LCMP) de Darwinia peut être utilisé pour construire des Dapps cross-chain telles que :

DEX Cross-Chain : Permet aux utilisateurs d’échanger des actifs à travers plusieurs chaînes en une seule transaction.
Prêts : Permet aux utilisateurs de mettre en gage des garanties sur une chaîne et d’emprunter des actifs sur d’autres chaînes
Cross-Chain Asset Bridge : Développement du Cross-Chain Asset Bridge intégrant le Darwinia Universal Cross-Chain Message SDK.
Marché NFT : Enchérissez sur les ventes aux enchères qui ont lieu sur une autre chaîne.
Gouvernance DAO : Permet un mécanisme de gouvernance multi-chaîne unifié sans avoir besoin de déplacer les actifs vers une chaîne de vote centrale.
Gaming multi-chaines

Ecosystème Darwinia

Darwinia offre un certain nombre de chaînes différentes pour le développement de l’infrastructure de messagerie et chacune avec ses propres caractéristiques et avantages.

La chaîne Darwinia est conçue pour être la chaîne principale pour les jetons et la gouvernance, le principal centre de communication et le point de routage de LCMP, et supportera la plupart des clients légers on-chain pour les autres chaînes publiques.

La Parachain Darwinia est conçue pour être protégée par la sécurité partagée du Polkadot.

Elle intégrera le XCMP de Polkadot, ouvrira des canaux avec d’autres parachains, et se connectera à Darwinia Chain via LCMP.

Darwinia Smart Chain (DSC) est une plateforme de contrats intelligents compatible EVM, hébergée sur Darwinia Chain, et est est conçue pour fournir une plus grande programmabilité pour les Dapps et les utilisateurs cross-chain.

Chaîne Darwinia

Le Réseau Darwinia est une chaîne publique qui peut fonctionner indépendamment avec son propre modèle de consensus et de sécurité, avec ses services commerciaux et applicatifs de base, y compris fonctionnalité cross-chain de chaque chaîne d’application, contrôlé par le réseau Darwinia lui-même.

Darwinia Smart Chain

Darwinia Smart Chain (DSC) ajoute une couche compatible avec Ethereum au dessus de Darwinia Chain et offre aux utilisateurs la possibilité de créer et d’interagir avec des smart contrats solidity. Le nœud DSC fournit un point de terminaison RPC compatible avec Ethereum pour lire les états de la chaîne et envoyer des transactions qui sont engagées sur une blockchain Ethereum

hébergée sur Darwinia Chain. Darwinia Smart Chain fournit une interface intuitive et un point d’entrée pour projets existants dans l’écosystème Ethereum pour migrer vers le réseau Darwinia.

Darwinia Parachain

Darwinia Parachain est une branche du réseau Darwinia qui bénéficie de la sécurité partagée de la Polkadot Relay Chain et se connecte à d’autres parachains sur Polkadot en utilisant la technologie XCMP, le protocole de message de consensus croisé.

En même temps, la parachain Darwinia se connectera à Darwinia Chain à l’aide de LCMP.

Darwinia Parachain utilisera et partagera le jeton RING avec Darwinia Chain, qui sera utilisé comme jeton natif du réseau.

Les jetons seront transférables de Darwinia Chain à Darwinia Parachain par le biais de ponts basés sur LCMP.

Darwinia Parachain est conçu pour jouer un rôle minimal dans le réseau afin d’aborder la durabilité en termes de disponibilité de l’emplacement de parachain et de la stratégie actuelle d’incitation des PLO. Les fonctions de parachain telles que la gouvernance, etc. seront transférées à Darwinia Chain via LCMP. Lorsqu’il s’agit d’acheminer et de rediriger les messages LCMP entre les chaînes connectées, cependant, Darwinia Parachain jouera un rôle important en combinant et en enveloppant les messages XCMP et LCMP.

Chaînes Crab

Le réseau Crab (Crab) est un réseau canari à incitation économique, sécurisé par une valeur réelle en jeu et est composé de trois chaînes :

– Crab Smart Chain (CSC) : Compatible avec Ethereum

– Crab Parachain (CP) : A remporté le 22ème parachain Kusama slot

Chaîne Crab (CC) : Basé sur Substrate

Tokenomics

Jeton RING

Le jeton natif du réseau Darwinia est le RING, RING peut être utilisé pour les frais de réseau, en garantie pour le staking, le marché des frais de relais, et la gouvernance.

Les frais de réseau comprennent les frais de transaction, les frais de message, le gas des contrats intelligents, et plus encore.

Supply

La supply initiale du RING est de 2 milliards, après que l’approvisionnement initial soit généré, la récompense de bloc de l’année N est 1 – (99/100)^sqrt(N) du total restant à émettre, jusqu’à atteindre la full supply qui est de 10 milliards.

Staking

La trésorerie distribuera des jetons RING provenant du supply comme incitation aux participants du staking. Le processus de staking peut également être assimilé au processus de minage POS dans lequel le mineur obtient de l’énergie de staking en bloquant des jetons pour le POS mining. Le terme « POS mining » fait référence à la fourniture d’une puissance de calcul basée sur des services web et traditionnels pour servir les utilisateurs du réseau Darwinia.

En règle générale, les utilisateurs peuvent effectuer du POS mining en bloquant le jeton de base « RING ». Si les utilisateurs veulent récupérer leur RING à partir de la promesse de mise en gage, le minage s’arrêtera, et il faudra 14 jours pour libérer le « RING » non gagé. En fonction du rôle du participant au staking, le participant peut ou non fournir la puissance de calcul de base et la bande passante du réseau à la plate-forme. Seuls les participants au staking qui agissent en tant que validateurs fournissent la puissance de calcul aux utilisateurs du réseau Darwinia afin d’insérer et d’interroger les données sur le réseau. Ce rôle est décrit plus en détail dans la section consacrée au taux de hachage du staking.

KTON

Afin d’encourager les utilisateurs à s’engager à long terme, les utilisateurs peuvent choisir de verrouiller leur RING pour une période allant jusqu’à 36 mois dans le processus de staking, et le système offrira un jeton KTON comme récompense pour les utilisateurs participant au staking.

Pendant la période d’engagement, les utilisateurs ne peuvent pas déverrouiller leur RING. (Sauf s’ils détruisent le triple de la quantité de KTON de leurs comptes comme pénalité).

Par conséquent, pendant le processus de staking de RING, les utilisateurs peuvent choisir de verrouiller des RING pendant une période pour recevoir des KTON. Le montant de l’offre initiale de KTON doit être de zéro. Cependant, si l’utilisateur reprend ses KTON mis en gage, le POS mining correspondant sera arrêté, et il faudra 14 jours pour que les KTON non mis en gage se débloquent.

Règle du staking

Dans le réseau Darwinia, la capacité à produire de nouveaux blocs sur la blockchain pour recevoir des récompenses en jetons n’est pas basée sur la puissance de calcul come dans un système PoW, mais sur le fait que l’entité dispose d’une plus grande quantité de RING et de KTON engagés. Ce mécanisme est appelé Nominated Proof-of-Stake (NPoS), et c’est l’un des nombreux types de mécanismes de Proof-of-Stake (PoS).

Dans ce cas, le taux de hachage du staking peut être analogué au taux de hachage de la preuve d’enjeu et utilisé pour représenter la contribution actuelle du taux de hachage d’un certain compte.

En détail, il y a deux rôles du mécanisme NPoS, le validateur et le nominateur, et une période de temps pour un processus achevé d’un mécanisme NPoS est une ère. Un validateur peut détenir une entité dans une ère (une période de temps), et les nominateurs peuvent y participer. L’ère est une période de temps d’environ 1 semaine, mais elle peut être retardée ou avancée en fonction des différents réseaux et environnements informatiques des participants. Un compte participant au réseau Darwinia peut être un validateur ou un nominateur à son gré, mais un seul rôle par ère.

Le taux de staking pour chaque compte est déterminé par le montant de RING et de KTON promis, une fois libéré, le taux de hachage correspondant fourni au réseau Darwinia disparaîtra.

Le taux de staking pour un compte change constamment en fonction de la quantité de jetons engagés.

Roadmap Darwinia 2022

https://www.notion.so/9617e154ec884b07a7cee9a056374e42?v=0c3e4d9f257646c486a32a0425ee3a93