Quelle est la différence entre les blockchains modulaires et monolithiques ?

Philosophie architecturale

1. Les blockchains modulaires séparent les fonctions principales (consensus, exécution, disponibilité des données et règlement) en couches distinctes et interopérables.

2. Les blockchains monolithiques intègrent les quatre fonctions au sein d’une seule chaîne, exigeant que chaque nœud exécute chaque tâche simultanément.

3. Dans les conceptions modulaires, l'exécution peut avoir lieu hors chaîne ou sur des cumuls spécialisés tout en s'appuyant sur une couche de disponibilité de données partagée comme Celestia ou EigenDA.

4. Les systèmes monolithiques tels que Bitcoin et les premiers Ethereum imposent l'uniformité : chaque validateur exécute le même logiciel, valide les mêmes transactions et stocke le même historique d'état.

5. La séparation dans les architectures modulaires permet aux équipes d'optimiser chaque couche indépendamment, par exemple en utilisant des preuves ZK pour l'efficacité d'exécution tout en tirant parti des couches DA à haut débit pour l'évolutivité.

Modèles de consensus et de validation

1. Les chaînes modulaires utilisent souvent des mécanismes de consensus hétérogènes : la couche de disponibilité des données peut utiliser Tendermint, tandis que la couche de règlement utilise la preuve de participation avec des conditions de réduction personnalisées.

2. Les chaînes monolithiques lient étroitement le consensus à l'exécution : la Beacon Chain d'Ethereum a fusionné le consensus et la validation de l'exécution en un seul processus coordonné, même après The Merge.

3. Les validateurs des réseaux monolithiques doivent télécharger des blocs complets, réexécuter toutes les transactions et vérifier les transitions d'état localement.

4. Les validateurs modulaires peuvent se spécialiser : certains vérifient uniquement la disponibilité des données par échantillonnage, d'autres attestent de la validité des preuves ZK sans exécuter de code, et d'autres encore gèrent la finalité sur une couche de règlement souveraine.

5. Cette spécialisation réduit les exigences matérielles pour la participation et augmente le potentiel de décentralisation du réseau selon différentes hypothèses de confiance.

Disponibilité et stockage des données

1. Dans les chaînes monolithiques, chaque nœud complet stocke toutes les données de transaction historiques et les changements d'état, créant une croissance linéaire du stockage qui exerce une pression sur le fonctionnement des nœuds à long terme.

2. Les systèmes modulaires dissocient la publication de données du calcul : les cumuls publient des données d'appel ou des preuves compressées sur une couche DA dédiée, et non sur la chaîne d'exécution elle-même.

3. L'échantillonnage de la disponibilité des données permet aux clients légers de vérifier de manière probabiliste que toutes les données de transaction sont accessibles sans télécharger des blocs entiers.

4. Les chaînes monolithiques ne prennent pas en charge nativement un tel échantillonnage ; la vérification nécessite soit un téléchargement de bloc complet, soit le recours à des explorateurs de blocs centralisés ou à des points de terminaison RPC.

5. Des projets comme Polygon CDK et Fuel exploitent les couches DA externes pour éviter de gonfler leurs propres chaînes avec des données d'appel, préservant ainsi le débit et réduisant les frais pour les utilisateurs finaux.

Hypothèses de sécurité et limites de confiance

1. Les chaînes monolithiques tirent leur sécurité d’un ensemble unique de validateurs sécurisant toutes les fonctions : un compromis sur le consensus implique un compromis sur l’exécution et l’intégrité des données.

2. Les piles modulaires introduisent la composabilité de la confiance : un cumul optimiste hérite de la sécurité anti-fraude de son ensemble de vérificateurs, tandis que sa couche DA sécurise la publication des données grâce à un engagement économique et à un échantillonnage.

3. Les couches de règlement comme Bedrock d'Optimism ou Orbit d'Arbitrum n'exécutent pas la logique utilisateur mais ancrent les preuves et résolvent les litiges, éloignant ainsi les surfaces d'attaque des environnements d'exécution.

4. Les mises à niveau multicouches nécessitent une coordination entre plusieurs équipes indépendantes et processus de gouvernance, ce qui augmente la complexité mais réduit le risque de défaillance systémique.

5. Une vulnérabilité dans l'implémentation EVM d'une chaîne monolithique affecte chaque dApp, alors qu'un bug dans un environnement d'exécution modulaire ne se propage pas aux autres partageant la même couche DA ou de règlement.

Foire aux questions

Q : L'architecture modulaire élimine-t-elle le besoin de mineurs ou de validateurs ? R : Non. Les validateurs restent essentiels, mais leurs rôles deviennent plus précis. Certains valident DA, d’autres vérifient les preuves ZK, et d’autres encore finalisent les règlements. La spécialisation remplace la participation uniforme.

Q : Une chaîne monolithique peut-elle ajouter des fonctionnalités modulaires sans bifurcation ? R : Pas nativement. Ethereum a introduit le proto-danksharding (EIP-4844) pour améliorer la capacité du DA, mais il reste monolithique au niveau du protocole : l'exécution, le consensus et le règlement restent regroupés.

Q : Les blockchains modulaires sont-elles intrinsèquement moins sécurisées que les blockchains monolithiques ? R : La sécurité dépend de la mise en œuvre. Une pile modulaire bien conçue avec des garanties cryptoéconomiques à travers les couches peut égaler ou dépasser la sécurité monolithique, mais des incitations mal alignées entre les couches introduisent de nouveaux modes de défaillance.

Q : Toutes les solutions de couche 2 sont-elles considérées comme modulaires ? R : Pas nécessairement. Seuls ceux explicitement conçus pour déléguer des fonctions de base, en particulier la disponibilité et le règlement des données, à des couches externes sans autorisation sont éligibles. De nombreux L2 s'appuient encore sur des séquenceurs centralisés et Ethereum pour DA sans véritable modularité.