Auteur : Polygon Compilation : blockchain vernaculaire
Aujourd’hui, l’équipe d’ingénieurs de Polygon Labs partage l’architecture proposée de Polygon 2.0, qui vise à fournir une évolutivité infinie et une liquidité unifiée, et concrétise la vision de Polygon en tant que couche de valeur d’Internet.
Tout au long de son histoire, Web3 a été confronté à d’épineux problèmes de mise à l’échelle. Bien qu’il soit possible de continuer à ajouter de nouvelles chaînes pour répondre à la demande d’espace de bloc, cela a inévitablement un prix : la fragmentation des liquidités et une mauvaise expérience utilisateur.
Polygone 2.0 est la solution. Tout comme Internet est un environnement d’accès à l’information élastiquement évolutif et unifié, Polygon 2.0 est également un environnement d’accès à la valeur élastiquement évolutif et unifié : la couche de valeur d’Internet.
Nous pensons que cette proposition peut et doit guider tout le développement du protocole Polygon à l’avenir, à la fois en tant qu’étoile nord conceptuelle et en tant que cadre de développement formel.
Contexte : divergence et convergence
Depuis la création de JeuxServer, ses développeurs et sa communauté ont adopté l’esprit d’expérimentation. Au lieu d’essayer de prédire l’avenir et de parier sur une approche unique, nous encourageons activement plusieurs approches pour construire la prochaine génération d’infrastructure blockchain. Ceci est cohérent avec le processus typique de résolution créative de problèmes, où une phase divergente d’exploration de nombreuses idées et approches est suivie d’une phase convergente, où ces idées et approches sont consolidées et une solution à un problème est produite. Étant donné que la blockchain est une industrie jeune et très dynamique, cette approche était un choix évident.
Au cours de la phase de divergence initiale, l’équipe de développement de Polygon a expérimenté l’ensemble de la pile technologique. Pour ne citer que quelques-uns de ces efforts :
- Diverses architectures blockchain : sidechains, rollups, validiums, etc. ;
- Diverses méthodes de création d’un environnement d’exécution pris en charge par ZK : zkEVM types 1-3, Polygon Miden ;
- Plusieurs clients blockchain : Polygon Edge, clients Ethereum existants et clients personnalisés tels que celui actuellement utilisé par Polygon zkEVM rollup ;
- Diverses solutions pour d’autres parties de la pile, telles que la messagerie inter-chaînes, le jalonnement, etc.
Cette étape est très utile. Diverses approches et techniques ont été essayées et de nombreuses leçons importantes ont été tirées. Il est temps de commencer à filtrer et à intégrer les idées et les efforts.
Au cours de la phase de convergence, l’équipe du protocole Polygon et les contributeurs se sont progressivement alignés sur une architecture de protocole spécifique (c’est-à-dire une pile technologique), que nous sommes maintenant heureux d’utiliser comme infrastructure optimale pour la couche de valeur d’Internet.
Architecture de protocole
L’architecture Polygon 2.0 est formalisée comme un ensemble de couches de protocole conçues pour fonctionner ensemble. L’exemple le plus frappant de cette architecture en couches est peut-être la suite de protocoles Internet, dont les quatre couches (lien, réseau, transport et application) alimentent Internet. Chaque couche de protocole a un sous-processus spécifique, et cette séparation logique simplifie le raisonnement, la mise en œuvre et les mises à niveau de l’architecture.
Polygon 2.0 se compose de quatre couches de protocole, chacune prenant en charge un processus important au sein du réseau :
- Couche de promesse
- Couche d’interopérabilité
- Couche d’exécution
- Couche de vérification
Couche de mise en gage
La couche de gage est un protocole basé sur PoS (Proof of Stake) qui exploite le jeton natif de Polygon pour fournir une décentralisation aux chaînes Polygon participantes. Pour ce faire, il utilise un pool commun et hautement décentralisé de validateurs et un modèle de réimplantation intégré.
La couche de gage est implémentée sur Ethereum via deux types de contrats intelligents :
Validator Manager : Le Validator Manager est un contrat intelligent qui gère un pool public de validateurs que toutes les chaînes Polygon peuvent utiliser. Il fait ce qui suit :
- Maintenir l’enregistrement des vérificateurs ;
- Traiter les demandes de jalonnement et de retrait des validateurs ;
- Autoriser les validateurs à s’abonner, c’est-à-dire à réhypothéquer n’importe quel nombre de chaînes Polygon ;
- Gérer les événements coupés.
Chain Manager : Le contrat Chain Manager gère l’ensemble des validateurs pour chaque chaîne Polygon. Chaque chaîne Polygon a son contrat Chain Manager, qui remplit les fonctions suivantes :
- Définir le niveau de décentralisation souhaité, c’est-à-dire le nombre de validateurs ;
- (Facultatif) Définissez des exigences supplémentaires pour les validateurs (par exemple, la conformité au RGPD, la détention d’autres jetons en plus du jeton natif de Polygon, etc.) ;
- (Facultatif) Définissez les critères de barre oblique.
Comme mentionné ci-dessus, le Stake Layer fournit une décentralisation des chaînes Polygon “out of the box”, permettant ainsi aux équipes de ces chaînes de se concentrer sur les cas d’utilisation et les communautés plutôt que sur l’infrastructure. Pour les validateurs, il offre des récompenses garanties en jetons Polygon, ainsi que la possibilité de recevoir des flux de revenus supplémentaires en collectant des frais de transaction et des récompenses en jetons supplémentaires des chaînes qu’ils valident.
Couche d’interopérabilité
La couche d’interopérabilité facilite la messagerie inter-chaînes sécurisée et transparente au sein de l’écosystème Polygon. Il fait abstraction de la complexité de la communication inter-chaînes et fait ressembler l’ensemble du réseau Polygon à une chaîne pour les utilisateurs, en permettant :
- Accès partagé aux ressources Ethereum natives : les ponts inter-chaînes obligent souvent les utilisateurs à créer des versions synthétiques des jetons Ethereum - un cauchemar pour l’expérience utilisateur. La couche d’interopérabilité fournit un pont partagé vers Ethereum et permet un transfert inter-chaîne transparent des actifs Ethereum natifs.
- Composabilité transparente : la couche d’interopérabilité peut prendre en charge des transactions inter-chaînes atomiques quasi instantanées, ce qui est au cœur de la vision de liquidité unifiée de Polygon 2.0.
La couche d’interopérabilité étend la conception du protocole LxLy actuellement utilisé par Polygon zkEVM rollup et son concept de files d’attente de messages. Chaque chaîne Polygon maintient une file d’attente locale de messages sortants dans un format prédéfini contenant : message (actif numérique, c’est-à-dire jeton ou message arbitraire), chaîne de destination, adresse de destination et métadonnées. Les files d’attente de messages ont des épreuves ZK correspondantes. Une fois qu’une preuve ZK faisant référence à une file d’attente particulière est vérifiée sur Ethereum, tout message de cette file d’attente peut être consommé en toute sécurité par sa chaîne et son adresse de réception.
Sur la base de cette conception, nous proposons d’introduire un composant d’agrégation unique pour améliorer encore les transactions inter-chaînes, les rendant quasi instantanées et atomiques. L’agrégateur se situe entre la chaîne Polygon et Ethereum et fournit deux services :
- accepter les preuves ZK et les représentations des files d’attente de messages (par exemple, les racines Merkle);
- Agrégez les preuves ZK en une seule preuve ZK et soumettez-la à Ethereum pour vérification.
Une fois que la preuve ZK est acceptée par l’agrégateur, la chaîne de réception peut commencer à accepter avec optimisme les messages entrants (sachant que la cohérence globale éventuelle est garantie par la preuve ZK), ce qui rend les interactions inter-chaînes transparentes. En agrégeant les preuves ZK, l’agrégateur réduit considérablement la consommation de gaz Ethereum pour la vérification des preuves.
Pour assurer la vivacité et la résistance à la censure, l’agrégateur doit être géré de manière décentralisée par des validateurs Polygon du pool de validateurs publics mentionné ci-dessus.
Couche d’exécution
La couche d’exécution permet à n’importe quelle chaîne Polygon de générer des lots de transactions ordonnées, également appelés blocs. Cette couche de protocole est relativement banalisée ; la plupart des réseaux blockchain (Ethereum, Bitcoin, etc.) l’utilisent dans un format similaire.
La couche d’exécution comporte plusieurs composants tels que :
- P2P : permet aux nœuds (validateurs et nœuds complets) de se découvrir et d’échanger des messages ;
- Consensus : permet aux validateurs de s’accorder sur une seule vision du monde (c’est-à-dire la blockchain) ;
- Mempool : collectez les transactions soumises par les utilisateurs et synchronisez-les entre les validateurs ;
- Base de données : stocker l’historique des transactions ;
- Générateur de témoins : génère les données de témoins requises par le prouveur ZK.
Étant donné que cette couche est banalisée mais relativement complexe à mettre en œuvre, les implémentations hautes performances existantes (telles qu’Erigon) doivent être réutilisées autant que possible.
Couche de validation
Proof Layer est un protocole de preuve ZK flexible et performant. Il génère des preuves pour toutes les transactions (internes et externes (c’est-à-dire inter-chaînes)) pour chaque chaîne Polygon.
La couche de preuve a les composants suivants :
- Démonstrateur universel : Un prouveur ZK haute performance, développé par les chercheurs ZK de Polygon, en tant que successeur de Plonky2, un SNARK récursif qui lui-même élève les limites d’efficacité de preuve de deux ordres de grandeur et démontre que Polygon ZK L’expertise de l’équipe . Le prouveur fournit une interface propre conçue pour prendre en charge des types de transaction arbitraires, le format de machine d’état. De plus, l’utilisation d’un seul prouveur rend l’agrégation et la vérification des preuves simples et très efficaces.
- (Facultatif) Constructeur de machine d’état : un cadre pour définir des machines d’état, développé par les chercheurs ZK de Polygon en tant que successeur de PIL, utilisé pour construire l’implémentation initiale de Polygon zkEVM. Le constructeur résume la complexité du mécanisme de preuve et permet aux développeurs de construire des machines d’état via une interface facile à utiliser. Il est modulaire ; permettant aux développeurs de définir des machines d’état paramétrables, ce qui facilite la construction, le test et l’audit de machines d’état volumineuses et complexes.
- State Machine : Une simulation de l’environnement d’exécution et du format de transaction que le prouveur prouve. Une machine d’état peut être implémentée à l’aide des constructeurs ci-dessus, ou elle peut être entièrement personnalisée, par exemple à l’aide de Rust. L’équipe ZK de JeuxServer fournit deux implémentations de machine d’état - zkEVM et MidenVM - et la communauté peut créer d’autres implémentations de machine d’état (telles que zkWASM).
La couche d’épreuve et son étalonneur flexible et performant offrent plusieurs avantages principaux,
Principalement : (i) génération, agrégation et vérification de preuves simples et efficaces, (ii) communication inter-chaînes entre différentes machines à états.
Tourné vers l’avenir
Au cours des prochains jours et semaines, nous plongerons dans les couches du protocole Polygon 2.0. Nous explorerons comment chacun d’eux fonctionne à un niveau inférieur et comment ils se combinent pour former l’architecture unique et optimale de la couche de valeur d’Internet.
Comme toujours, nous invitons la communauté à examiner et à faire part de ses commentaires sur cette proposition et la prochaine analyse approfondie. Réalisons Polygon 2.0 ensemble !
