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Blockchain et bridge : l’interopérabilité dans la DeFi

18 octobre, 2021
9 min
Blockchain et bridge : l’interopérabilité dans la DeFi
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    L’interopérabilité est la possibilité pour deux blockchains ou plus d’échanger des informations et de la valeur. Les blockchains de la finance décentralisée (DeFi) et d’autres développent des solutions pour combler ce vide, de manière à favoriser la collaboration et à accélérer l’adoption de la blockchain.

    Pourquoi l’interopérabilité est-elle nécessaire ?

    Il existe aujourd’hui plus de 100 blockchains. Imagine qu’aucune d’entre elles ne puisse communiquer les unes avec les autres : les possibilités d’utilisation seraient très limitées.

    C’est comme si tu ne pouvais pas envoyer d’e-mail de Gmail vers Outlook, ou effectuer un virement bancaire d’une banque à une autre.

    S’il n’est pas possible, par exemple, d’échanger des bitcoins contre de l’ether sans passer par un échange centralisé, la DeFi a un problème, car les cas d’utilisation de nombreux protocoles et DApps (applications décentralisées) sont réduits. Et s’il y a peu de cas d’utilisation, l’adoption sera faible.

    On parle souvent d’applications de la blockchain à la filière productive de différents secteurs. Une filière est constituée d’une série d’entreprises, d’institutions et de producteurs qui collaborent et dépendent les uns des autres. Cependant, chaque entreprise possède des clients ou des fournisseurs différents, et toutes ne mettent pas en place la même blockchain pour prendre en charge la gestion de leurs données.

    C’est pour cette raison qu’il est essentiel que chaque blockchain développe les fonctionnalités visant à soutenir l’interopérabilité, avec le plus haut niveau possible de compatibilité et de flexibilité.

    Les solutions d’interopérabilité : les bridges

    La principale solution est le bridge (pont), c’est-à-dire un système qui transfère des informations entre deux blockchains appartenant à des écosystèmes différents.

    Lors de la rédaction de cet article, il existait environ 40 projets de bridges sur 100 blockchains actives. Tu peux en découvrir quelques-uns ci-dessous.

    bridge crypto monnaie

    Les bridges peuvent être divisés en quatre catégories, en fonction de leur objectif :

    • Asset-specific (spécifiques aux actifs) : ces bridges sont créés uniquement pour permettre l’utilisation d’une cryptomonnaie sur des blockchains externes. C’est pourquoi ce sont les plus simples à mettre en œuvre, mais aussi les plus limités en termes de développement et de fonctionnalités.
      Ces bridges utilisent les wrapped tokens, c’est-à-dire des « tokens enveloppés » (ou emballés) dans la norme de la blockchain de destination.
      Le bitcoin est la cryptomonnaie la plus encapsulée jamais créée, avec 7 bridges uniquement sur Ethereum.
    • Chain-specific (spécifiques à la chaîne) : un bridge entre deux blockchains dédié aux opérations de base, telles que le verrouillage ou le déverrouillage des tokens (jetons) sur la blockchain de départ et la création de wrapped tokens sur la blockchain de destination. Ils sont pratiques, mais peu évolutifs.
      Exemple : le bridge entre Polygon et Ethereum, où Polygon est une blockchain de couche 2 sur Ethereum.
    • Application-specific (spécifiques à l’application) : une application qui permet d’accéder à deux blockchains ou plus dans le seul but de faire fonctionner l’application elle-même.
      Par exemple, Compound est un protocole de prêt basé sur Ethereum, mais a développé Compound Chain, qui est une blockchain distincte d’Ethereum, dédiée uniquement aux prêts cross-chain (inter-chaînes). En ce sens, il agit comme un bridge entre les différentes blockchains. Ou TEZEX, l’échange décentralisé qui permet d’échanger des tokens basés sur Tezos et Ethereum, faisant office de bridge entre ces blockchains.
    • Généralisé : un protocole spécialement conçu pour transférer des informations sur plusieurs blockchains. Une seule intégration permet à un projet d’accéder à l’ensemble de l’écosystème connecté au bridge, provoquant ainsi un effet de réseau, c’est-à-dire une adoption accrue du projet grâce à l’étendue du réseau d’utilisateurs que le bridge permet d’atteindre.
      Le risque ici est que les projets sacrifient la sécurité et la décentralisation pour augmenter cet effet d’échelle, avec des effets indésirables possibles pour l’écosystème. Un exemple de bridge « généralisé » est IBC, actuellement utilisé pour la communication entre Ethereum et Cosmos, ou Chainlink, une blockchain connue pour prendre en charge toutes les autres blockchains.

    Comment fonctionnent les bridges

    Avant d’aborder le fonctionnement d’un bridge, clarifions quelques termes informatiques. Ne t’inquiète pas, il n’y en a que trois :

    1. State (état) : l’état actuel ou la dernière condition connue d’un processus, d’une transaction ou d’un paramètre. « Maintenir l’état » ou « gérer l’état » signifie garder une trace du processus. 
    2. Event (événement) : lorsqu’un événement se produit et déclenche l’exécution du code. Dans les applications, les événements qui se produisent sont généralement le résultat d’une action de l’utilisateur. Par exemple, le clic d’un utilisateur sur un bouton.
    3. Relay (relais) : la transmission d’informations entre un système et un autre.

    Ces termes sont appliqués à la blockchain. 

    Le state dans la blockchain est très important, car c’est ce que chaque nœud doit connaître et avoir enregistré sur son ordinateur pour vérifier les transactions de manière décentralisée.

    Les events, en revanche, concernent davantage les smart contracts (contrats intelligents), qui sont un excellent exemple de logiciels nécessitant que certaines conditions soient remplies via un event pour activer les transactions prévues.

    Le terme « relay » est quant à lui utilisé dans plusieurs domaines. Il peut désigner la retransmission d’un signal, un relais sportif ou un composant électromécanique. En bref, il s’agit du sens général de la transmission d’informations entre deux parties.

    Dans la blockchain, tu as peut-être entendu que pour Polkadot, la blockchain centrale, appelée Relay Chain, est dédiée à la transmission d’informations entre une parachain (chaîne parallélisable) et une autre.

    D’un point de vue technique, un bridge nécessite plusieurs éléments : 

    • Surveillance : par un validateur ou un oracle qui vérifie le state de la blockchain de départ. 
    • Messages ou relay : envoyés par l’acteur qui surveille la blockchain, lorsqu’il détecte un event qui nécessite une transmission à la blockchain externe.
    • Signature cryptographique : requise lors de l’envoi d’un message à une blockchain externe.
    • Consentement : requis sur certaines blockchains avant d’envoyer un message.

    On retrouve ces éléments dans les trois principales solutions de bridge :

    • Validateurs externes et fédérations
    • Light Clients et Relays
    • Liquidity Network

    Validateurs externes et fédérations

    Dans ce scénario, un groupe de validateurs surveille une adresse dédiée sur la blockchain de départ. Lorsqu’un consensus est atteint, il exécute une action sur la blockchain de destination. 

    L’action peut être, par exemple, un transfert de cryptomonnaie, qui est généralement effectué en verrouillant le token dans l’adresse de départ et en émettant son équivalent sur la blockchain de destination. 

    C’est le modèle utilisé actuellement par la plupart des bridges, dont ceux de l’écosystème Ethereum, mais aussi Chainlink, Avalanche, Harmony, Thorchain et Binance.

    Light clients et Relays

    Pour déclencher des events sur d’autres blockchains, les personnes qui surveillent la blockchain de départ génèrent des preuves d’events antérieurs. Ils transmettent (relay) ces preuves cryptographiques au « light client », c’est-à-dire au smart contract de la blockchain de destination.

    Cette méthode est relativement sûre, mais très coûteuse, car elle t’oblige à développer des smart contracts pour chaque destination et à les exécuter en dépensant du gas.

    Les bridges Rainbow, Optics, IBC, Gravity, Interlay et Polkadot adoptent ce système.

    Liquidity Network

    Cette solution implique l’existence d’un nœud sur chaque blockchain qui contient une réserve de cryptomonnaies natives de l’une et l’autre des blockchains.

    Ces deux pools de liquidités échangent leurs tokens respectifs à faible coût, facilitant également les transactions de montants élevés. De plus, les cryptomonnaies échangées sont sous leur forme originale, et donc plus fongibles que les dérivés tels que les wrapped tokens.

    Le parcours de Liquidity Network est encore peu utilisé. Certains exemples présentés dans notre infographie sont Connext et Liquality.

    Quel bridge offre la meilleure interopérabilité ?

    Ces trois modèles ne sont pas cloisonnés. En effet, il existe des solutions hybrides. Les identifier permet cependant de comprendre les forces et les faiblesses de chacune, de clarifier l’état de la technique et les perspectives de développement des bridges.

    Nous pouvons évaluer les modèles de bridges sous les aspects de la sécurité, la vitesse, la connectivité (nombre de blockchains prises en charge), l’efficacité du capital (coûts) et le statefulness.

    Statefulness ? Ce terme, qui n’est pas encore traduit en français, indique la possibilité de transférer des states complexes, des tokens particuliers ou d’exécuter des smart contracts entre deux blockchains.

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    Les blockchains interopérables dans la DeFi

    Les blockchains les plus établies, qui offrent également des solutions d’interopérabilité, sont Ethereum, Polkadot et Cosmos.

    La blockchain Ethereum est différente, car elle n’a pas été spécifiquement créée pour être interopérable, mais simplement la plus programmable possible. Grâce à sa programmabilité, elle a favorisé le développement des premières blockchains de couche 2, axées sur l’évolutivité et l’interopérabilité. La figure les montre dans le sens des aiguilles d’une montre : Polygon, Optimism, Arbitrum, starkware, zkSync.

    Quant à la solution Polkadot, elle a été conçue avec une perspective cross-chain, incluant déjà les bridges dans son livre blanc. Polkadot est un écosystème qui comprend différentes blockchains, chacune étant construite à des fins et des applications différentes, et elles sont capables de communiquer et d’interagir facilement.

    La solution Cosmos est similaire à Polkadot, mais avec la mise à jour de Stargate, elle a implémenté le protocole Inter-Blockchain Communication (IBC) mentionné ci-dessus. Si toutes les blockchains conçues avec le code Cosmos passent à Stargate, elles pourront augmenter leur niveau d’interopérabilité non seulement au sein de l’écosystème Cosmos, mais également avec Bitcoin ou Ethereum.

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