Qu'est-ce qu'une fonction de retard vérifiable sur une blockchain?

Une fonction de retard vérifiable (VDF) sur une blockchain est une primitive cryptographique qui nécessite une certaine quantité de calcul séquentiel pour évaluer, mais la sortie peut être vérifiée efficacement par n'importe qui. Les VDF sont cruciaux pour améliorer la sécurité et l'équité des protocoles de blockchain en veillant à ce que certaines opérations ne puissent pas être achevées plus rapidement qu'un temps prédéterminé, quelle que soit la puissance de calcul du participant.

Les bases des fonctions de retard vérifiable

À la base, une fonction de retard vérifiable est conçue pour effectuer une tâche qui prend un temps spécifique pour terminer. Ce délai est inhérent et ne peut pas être contourné par un traitement parallèle ou une augmentation des ressources de calcul . L'objectif principal d'un VDF est d'introduire un retard vérifiable dans l'exécution de certaines opérations de blockchain, en veillant à ce que tous les participants aient une chance égale de participer sans être désavantagé par ceux qui ont un matériel plus puissant.

Comment les VDF fonctionnent sur une blockchain

Dans un contexte de blockchain, les VDF sont utilisés pour assurer l'équité et la sécurité de divers protocoles. Par exemple, dans les systèmes de preuve de mise (POS), les VDF peuvent être utilisés pour introduire le caractère aléatoire et retard dans la sélection des validateurs . Cela empêche toute entité unique de prédire ou de manipuler le processus de sélection du validateur, améliorant ainsi la sécurité globale du réseau.

Le fonctionnement d'un VDF implique deux phases principales: le calcul et la vérification. Pendant la phase de calcul, un participant effectue une série de calculs séquentiels pour produire une sortie . Cette sortie est ensuite soumise au réseau blockchain. Dans la phase de vérification, les autres participants peuvent rapidement vérifier l'exactitude de la sortie sans avoir besoin d'effectuer le calcul entier eux-mêmes . Cela garantit que le retard est vérifiable et que la production est digne de confiance.

Applications de VDFS dans la blockchain

Les VDF ont plusieurs applications pratiques dans l'écosystème de la blockchain. L'une des utilisations les plus importantes concerne la mise en œuvre de protocoles de balises aléatoires . Ces protocoles génèrent des nombres aléatoires qui sont utilisés pour sélectionner des validateurs ou pour mélanger les participants de manière décentralisée. En utilisant un VDF, l'aléatoire est généré d'une manière qui est à la fois vérifiable et résistant à la manipulation.

Une autre application est dans le domaine des contrats intelligents verrouillés dans le temps. Les VDF peuvent être utilisés pour appliquer des retards dans l'exécution des contrats intelligents , garantissant que certaines actions ne peuvent être effectuées qu'après une période spécifiée. Ceci est particulièrement utile dans les scénarios où des retards sans confiance et vérifiables sont nécessaires, comme dans les services d'entiercement ou les applications financières décentralisées (DEFI).

Implémentation de VDFS sur une blockchain

La mise en œuvre d'un VDF sur une blockchain implique plusieurs étapes. Tout d'abord, le protocole blockchain doit être conçu pour intégrer le VDF en tant que composant central . Cela implique généralement de modifier l'algorithme consensuel pour incorporer la sortie du VDF dans le processus de validation.

• Choisissez un algorithme VDF approprié : il existe plusieurs algorithmes VDF disponibles, tels que le VDF basé sur RSA ou le VDF basé sur des groupes de classe. Le choix dépend des exigences spécifiques de la blockchain, y compris le temps de retard souhaité et les ressources de calcul disponibles pour les participants.

• Intégrez le VDF dans le protocole de blockchain : cela implique de modifier le contrat intelligent ou l'algorithme consensuel pour inclure les étapes de calcul et de vérification VDF. La sortie VDF doit être utilisée pour influencer les décisions clés, telles que la sélection du validateur ou le calendrier de l'exécution du contrat intelligent.

• Testez et déploiez le VDF : Avant de déployer le VDF sur le MainNet, il est crucial de tester en profondeur ses performances et sa sécurité. Cela comprend des simulations d'exécution pour s'assurer que le VDF se comporte comme prévu dans diverses conditions et qu'il ne peut pas être manipulé ou contourné.

• Éduquer les participants : une fois le VDF déployé, il est essentiel d'éduquer les participants sur la façon d'utiliser et de vérifier les résultats VDF. Cela comprend la fourniture de documentation et de tutoriels sur la façon d'effectuer les calculs et vérifications nécessaires.

Défis et considérations

Bien que les VDF offrent des avantages importants, il existe également des défis et des considérations à garder à l'esprit. L'un des principaux défis est de garantir que le VDF résiste aux attaques informatiques quantiques . À mesure que les ordinateurs quantiques deviennent plus puissants, ils pourraient potentiellement briser certains algorithmes VDF, ce qui les rend inefficaces.

Une autre considération est la surcharge de calcul introduite par le VDF. Bien que le processus de vérification soit efficace, la phase de calcul peut être à forte intensité de ressources . Cela peut représenter une obstacle à l'entrée pour les participants dotés de ressources de calcul limitées, ce qui entraîne potentiellement des problèmes de centralisation.

De plus, le choix de l'algorithme VDF peut avoir un impact sur la sécurité et les performances de la blockchain. Différents algorithmes ont des compromis différents en termes de retard de retard, de complexité de calcul et de résistance aux attaques . Il est essentiel d'évaluer soigneusement ces compromis lors de la sélection d'un VDF pour une application Blockchain spécifique.

Questions fréquemment posées

Q: Les VDF peuvent-ils être utilisés dans des blockchains autorisés?

R: Oui, les VDF peuvent être implémentés dans les blockchains autorisés et sans autorisation. Dans les blockchains autorisés, les VDF peuvent améliorer l'équité et la sécurité de la sélection des validateurs et d'autres mécanismes de consensus, garantissant que tous les participants ont une opportunité égale de participer.

Q: Comment les VDF se comparent-ils à d'autres mécanismes de retard comme les verrouillages temporels?

R: Les VDF offrent plusieurs avantages par rapport aux verrouillages temporels traditionnels. Bien que les verrouillage temporels puissent être utilisés pour retarder l'exécution de certaines actions, ils sont souvent basés sur des sources temporelles externes et peuvent être manipulées. Les VDF, en revanche, introduisent un retard vérifiable qui est inhérent au calcul lui-même, les rendant plus sûrs et résistants à la manipulation.

Q: Y a-t-il des projets de blockchain réels qui utilisent actuellement des VDF?

R: Oui, plusieurs projets de blockchain explorent ou ont mis en œuvre des VDF. Par exemple, le réseau CHIA utilise les VDF dans le cadre de son algorithme consensuel pour améliorer la sécurité et l'équité de son protocole de preuve d'espace et de temps. D'autres projets, tels que des algorands, recherchent également les applications potentielles des VDF dans leurs réseaux.

Q: Quels sont les risques potentiels associés à la mise en œuvre des VDF dans une blockchain?

R: La mise en œuvre des VDF dans une blockchain peut présenter plusieurs risques. Un risque est le potentiel de bogues ou de vulnérabilités dans l'algorithme VDF lui-même, qui pourrait être exploité par des acteurs malveillants. Un autre risque est les frais généraux de calcul, ce qui pourrait conduire à la centralisation si seuls les participants présentant des ressources de calcul importants peuvent participer efficacement. De plus, le choix de l'algorithme VDF doit être soigneusement pris en considération pour s'assurer qu'il reste sécurisé par rapport aux avancées futures de la technologie informatique, telles que l'informatique quantique.