“State Diffs” par ZKsync : le game changer pour les oracles Push
- Team RedStone France
- 3 sept. 2024
- 13 min de lecture
Dernière mise à jour : 2 janv.
Comprendre les super pouvoirs des State Diffs de ZKsync
1. Principaux points à retenir
Le fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, a déclaré : « Dans 10 ans, l’ensemble des rollups seront ZK (Zero Knowledge) et enverront des blocs finalisées “state roots” pour chaque storage de donnée d’une L1. Il faudra beaucoup d’infrastructures et d’optimisation de provers pour y parvenir, mais c’est le end game évident. »
ZKsync fait des avancées inattendues dans le domaine du jeu en s’associant avec Pudgy Penguins pour le jeu Pudgy World et dans les plateformes sociales décentralisées avec le protocole Lens qui passe à la chaîne ZK. De plus, l’ancien vice-président d’Activision Blizzard, Michael Lee, a été recruté pour diriger l’expansion dans le domaine du jeu au sein de l’écosystème.
En exploitant ZKsync, RedStone innove avec le concept d’Oracle “State Diffs”, lançant un programme pilote novateur qui introduit un Oracle Push complètement réinventé sur ZKsync Era et les elastic chains.
2. Étendre Ethereum à des milliards d’utilisateurs avec ZKsync
Ethereum est sans doute la blockchain la plus décentralisée, sécurisée par des dizaines de milliers de validateurs dans le monde entier et soutenue par l’Ether, le deuxième plus grand actif crypto. Elle sert de terrain de jeu pour l’innovation crypto, évoluant vers un écosystème robuste et diversifié de solutions de layer 2. En tant que plus grand réseau de contrats intelligents, Ethereum a connu une croissance exponentielle grâce à ses caractéristiques uniques et à son statut de couche de règlement ultime. Cependant, cette adoption massive a mis à rude épreuve la couche sous-jacente, incapable de suivre la demande de calcul énorme. C’est là que la technologie des layers 2 entre en jeu.
Le layer 2 fait référence aux solutions de mise à l’échelle d’Ethereum qui gèrent les transactions en dehors de la chaîne principale tout en tirant parti de la sécurité robuste et décentralisée d’Ethereum. Essentiellement, le layer 2 est une blockchain conçue pour améliorer et étendre les capacités d’Ethereum. Une approche principale est celle des rollups, où les transactions sont traitées hors chaîne, regroupées, puis soumises au layer 1 pour finalisation. Un type de rollup est les Zero-Knowledge Rollups, qui utilisent des primitives cryptographiques appelées preuves de validité. L’un des leaders incontestés dans ce domaine est ZKsync.
Qu’est-ce que ZKsync et Matter Labs ?
ZKsync est une suite de solutions technologiques zero-knowledge (ZK) qui peuvent être utilisées pour créer des blockchains sécurisées, résistantes à la censure, préservant la confidentialité et sans problème de scalabilité. ZKsync est mis à la disposition des développeurs, des entreprises et des institutions financières via le cadre de rollup Ethereum ZK Stack, qui permet le déploiement de chaînes ZK personnalisables. Ces chaînes ZK forment un réseau interconnecté grâce à la mise à niveau ZKsync 3.0, appelée Elastic Chain. L’Elastic Chain permet une interopérabilité native, sans confiance et à faible coût entre les chaînes ZK propulsées par ZK Stack. Era est la chaîne principale d’origine dans l’écosystème de l’Elastic Chain, avec d’autres chaînes rejoignant l’écosystème en 2024 et d’autres à venir dans un avenir proche.
ZKsync Lite : Validation de faisabilité
ZKsync Lite est une plateforme de zk-rollup centrée sur l’utilisateur, axée sur des transactions rapides et peu coûteuses. En utilisant des preuves zero-knowledge, elle assure des transactions rapides et sécurisées et prend en charge les transferts inter-chaînes entre Ethereum et d’autres réseaux.
La principale différence par rapport à la version complète de ZKsync est ses opérations limitées (absence de fonctionnalité de contrat intelligent), ce qui permet à ZKsync Lite d’offrir des transactions plus rapides et moins coûteuses.
ZKsync Era : La centrale de scalabilité
ZKsync Era est un zk-rollup à usage général conçu pour la blockchain Ethereum, offrant une compatibilité complète avec l’EVM. Il permet à la plupart des dApps Ethereum d’être déployées de manière transparente, offrant des transactions évolutives et à faible coût via des preuves de validité cryptographiques tout en maintenant les normes de haute sécurité d’Ethereum. Les calculs et le stockage des données sont effectués hors chaîne, ce qui réduit considérablement les frais, tout en garantissant le plus haut niveau de sécurité grâce à une preuve cryptographique indéniable. Cette preuve légère est stockée sur la chaîne, validant le calcul sans révéler d’informations au-delà de la validité de l’opération elle-même. ZKsync Era prend également en charge des contrats intelligents compatibles EVM sans permission, une API Web3 standard, et introduit des fonctionnalités comme l’abstraction native de compte, le tout sans dépendre de tiers.
ZKsync : L’Elastic chain
L’Elastic Chain est la dernière évolution du cadre ZKsync : une pile modulaire et open-source pour construire des solutions personnalisées de layer 2 et layer 3 basées sur ZK, connues sous le nom de chaînes ZK. Basée sur le code de ZKsync Era, la ZK Stack offre aux développeurs une autonomie totale pour personnaliser et contrôler chaque aspect de leurs chaînes, de la confidentialité à la disponibilité des données.
Matter Labs est une entreprise de recherche et de développement de premier plan, axée sur la création de solutions de scalabilité pour Ethereum. Fondée en 2019, Matter Labs travaille sur des domaines critiques d’innovation pour faire évoluer Ethereum avec la cryptographie avancée et les preuves à connaissance zéro (zero-knowledge proofs). La société est un pionnier de la technologie des preuves à connaissance zéro, qu’elle utilise pour construire une infrastructure blockchain permettant des transactions rapides, sécurisées et évolutives. Avec un engagement envers la confidentialité et la décentralisation, Matter Labs conduit la prochaine vague d’innovation dans la technologie blockchain.
Caractéristiques principales
Gratuit : Développé sous des licences open source entièrement permissives MIT/Apache, la construction avec Elastic Chain est disponible sans frais, encourageant les contributions et l’utilisation de la part de la communauté.
Souverain : Les développeurs ont la pleine propriété du code et la liberté de personnaliser la chaîne en fonction de leurs besoins spécifiques.
Composable : Toute chaîne construite avec Elastic Chain peut s’intégrer de manière transparente dans un réseau unifié et sans confiance, offrant une interopérabilité sans friction pour toutes les chaînes ZK Stack. Cette configuration offre une faible latence et résout la fragmentation de la liquidité grâce à un réseau de routeurs d’actifs.
Modulaire : Personnalisez chaque aspect de votre chaîne ZK, y compris le choix du séquenceur, de la couche de disponibilité des données et de la tokenomics.
L’Elastic Chain, introduite par ZKsync, est un réseau blockchain vérifiable et en expansion constante, sécurisé par des preuves zk et bénéficiant de la sécurité dérivée du L1 Ethereum. Elle se compose d’instances parallèles de zkEVM connectées via des outils d’interopérabilité, toutes s’établissant sur le mainnet du L1 Ethereum.
En utilisant des contrats de pont partagés sur le layer 1 et des routeurs d’actifs natifs, les chaînes ZK résolvent de nombreux problèmes rencontrés dans d’autres architectures. Ces ponts garantissent une validation sans confiance, facilitent les transferts d’actifs par combustion et création, et s’appuient sur le L1 comme source unique de vérité pour éviter les hard forks. Pour mettre cela en perspective, un routeur d’actifs entre deux rollups ZK Stack offre les mêmes propriétés de sécurité maximale de la couche de base que le pont natif et sans confiance entre le mainnet Ethereum et une L2. Si des vulnérabilités sont découvertes, une gouvernance coordonnée sur le L1 permet des hard forks synchronisés, similaires aux mécanismes robustes de réponse de la couche sociale de L1.
ZKsync s’est positionné comme une solution de scalabilité majeure axée sur Ethereum, s’alignant étroitement avec la communauté Ethereum en mettant l’accent sur la fonctionnalité à usage général, la compatibilité EVM, le support des outils Solidity, la contribution importante à la combustion de gas ETH, et l’esprit open-source.
Parlez-moi plus de cette magie ZK !
L’équipe de Matter Labs a préparé une excellente ressource expliquant les preuves à connaissance zéro (Zero-Knowledge Proofs) pour les débutants. Jetez un coup d’œil à « Explique moi les ZK Proofs comme si j’avais 5 ans !»
Comparaison entre ZK Rollups et Optimistic Rollups
State Diffs : Amélioration de l’efficacité pour les rollups
Tous les L2 (Layer 2) ne sont pas créés de la même manière. De plus, tous les ZK rollups n’utilisent pas les mêmes principes sous-jacents pour bénéficier nativement de la sécurité de la couche de base d’Ethereum.
Il existe deux grandes catégories de ZK rollups dans le domaine d’Ethereum : ceux qui téléchargent les preuves cryptographiques de toutes les transactions exécutées à la couche L2, et ceux qui ne transfèrent que les résultats des transactions exécutées, appelés changements d’état ou State Diffs (Δ), à la couche de base. L’un des avantages novateurs des rollups basés sur les State Diffs est leurs capacités de compression significatives. Par exemple, si l’on envoie 2 transactions dans le même lot ZKsync L1, la deuxième transaction modifie le même emplacement. Cela signifie que les deux transactions aboutissent à un seul changement d’état L1, réduisant ainsi le coût de stockage sur le L1. De même, envoyer 100 transactions affectant le même état L2 en un seul lot coûterait presque le même prix que de modifier un emplacement sur le L1 (un seul emplacement de stockage L1 plus un coût d’exécution L2 négligeable). Cette propriété permet un déverrouillage significatif de la scalabilité pour les applications qui mettent fréquemment à jour la même partie de l’état global, telles que les solutions de paiement, le trading haute fréquence, ou les mises à jour des oracles.
3. Qu’est-ce que les oracles ?
Les oracles agissent comme des intermédiaires entre les données externes et les contrats intelligents (smart contracts), plutôt que comme des sources de données elles-mêmes. Ils récupèrent, vérifient et transmettent des données telles que les prix des actions, les valeurs des tokens et les prix des actifs. Le défi est de garantir que les données fournies sont fiables et résistantes à la manipulation tout en maintenant la confiance et la décentralisation inhérentes aux contrats intelligents. Cela implique d’éviter la dépendance à une source unique ou à une autorité centrale.
Oracles Push vs Pull et pourquoi le gas est important
Les oracles push fournissent proactivement des données aux contrats intelligents à des intervalles prédéterminés. L’opérateur de l’oracle, ou d’autres parties autorisées, pousse continuellement des mises à jour, telles que les variations de prix, vers la blockchain. En revanche, les oracles Pull, également connus sous le nom d’oracles à la demande, fonctionnent différemment. Ils récupèrent les données à partir de sources externes uniquement lorsqu’ils sont sollicités par une requête du contrat intelligent, garantissant que les données sont récupérées uniquement lorsque cela est nécessaire.
Étude de cas des oracles dans la DeFi
Étude de cas ZeroLend <> RedStone Lending
ZeroLend est un protocole de liquidité décentralisé et non-privatif qui permet aux utilisateurs de participer en tant que fournisseurs de liquidité ou emprunteurs au sein de ZKsync Era et d’autres L2. C’est un primitive classique essentiel pour le bon fonctionnement de tout écosystème DeFi. Examinons l’étude de cas du rôle de RedStone dans le système ZeroLend.
ZeroLend suit la santé des prêts en utilisant deux métriques essentielles : le ratio Loan-to-Value (LTV) et le seuil de liquidation. Pour simplifier, cette étude de cas se base uniquement sur le seuil de liquidation.
Par exemple, vous avez emprunté l’équivalent de 10 000 $ en stablecoin wUSDM contre une garantie de 18 000 $ en $STONE sur le Manta Market. Les flux d’actifs sont fournis par l’Oracle RedStone. Avec un seuil de liquidation de 0,8 (12 500 $), si le facteur de santé de votre prêt atteint ce seuil, le contrat intelligent de ZeroLend vend automatiquement suffisamment de garanties pour couvrir la dette, y compris une pénalité de liquidation. En considérant une pénalité de liquidation de 10 % : ZeroLend vendrait 10 000 $ plus 10 % de 10 000 $ (1 000 $), soit 11 000 $ de votre garantie. L’exactitude des données fournies par les oracles RedStone est essentielle pour les opérations de marché sur ZeroLend.
Étude de cas Gearbox <> RedStone Pull
Gearbox est un protocole de levier composable qui permet aux utilisateurs de faire du trading sur marge sur des primitives DeFi telles qu’Uniswap, de faire du farming sur levier sur Curve, de staker des liquidités avec levier sur Lido, et d’utiliser 10X plus de capital. Essentiellement, il combine le prêt et le courtage en un seul protocole. Gearbox a deux côtés utilisateur :
Les prêteurs déposent des actifs pour obtenir un rendement passif sur un seul actif sans perte intermittente (impermanent loss).
Les utilisateurs de levier empruntent ces actifs pour créer des positions de levier spot à utiliser dans la DeFi. Cela peut inclure le trading sur marge sur Uniswap, etc.
Cependant, ces mécanismes nécessitent des données financières fiables et à jour pour garantir le bon fonctionnement du système. C’est là que les flux RedStone interviennent, fournissant des flux de prix en modèle Pull pour évaluer avec précision la valeur de la garantie.
Mise en situation : Vous déposez un ETH dans le coffre de farming sur levier Ether.fi de Gearbox. Après avoir sélectionné votre ratio de levier préféré (un levier plus élevé signifie des rendements passifs plus élevés mais aussi un risque de liquidation plus important), le protocole évalue en permanence la valeur de marché de votre position de levier par rapport à la garantie soutenue par le contrat intelligent d’Ether.fi. Cela évite que vous vous retrouviez avec ce qu’on appelle une dette défaillante et garantit que les utilisateurs ne sont pas liquidés en raison de la volatilité du marché à court terme, offrant une excellente expérience utilisateur. RedStone fournit les données de marché précises et en temps réel nécessaires aux contrats intelligents de Gearbox pour évaluer avec précision la valeur des weETH et de plusieurs autres actifs.
4. Les oracles State Diffs : Tout ce que vous devez savoir
Combinons les deux points en une seule conclusion :
Les State Diffs dans les L2 basés sur ZK, avec leurs vastes capacités de compression, augmentent de manière exponentielle le débit à un coût marginal minime.
En revanche, les oracles push entraînent des coûts marginalement accrus chaque fois que des données sont proactivement fournies sur la chaîne.
La conclusion ? Les oracles sont un cas d’utilisation idéal pour les puissantes capacités de la technologie State Diffs. En pratique, c’est une réinvention complète de la viabilité économique du modèle des oracles push. Cela permet des mises à jour des flux de données en un temps de bloc proche d’une seconde et nécessite le paiement d’un seul emplacement de stockage L1 chaque fois que le L2 engendre un lot de stockage. Cela représente une réelle innovation on-chain dans la conception des oracles.
La DeFi (finance décentralisée) avec les oracles State Diffs
Maintenant, les mises à jour des oracles proches d’une seconde permettent aux applications DeFi d’être plus sécurisées et fonctionnelles, ouvrant la voie à une croissance substantielle des utilisateurs de DeFi sur les L2. La meilleure partie ? Nous ne parlons pas d’un avenir que nous aspirons à construire. Nous parlons d’aujourd’hui.
En collaboration avec ZKsync, RedStone Oracles a terminé une implémentation pilote du premier State Diffs Oracle de son genre. RedStone Oracles fournit des données sur le testnet ZKsync Era toutes les 2 secondes, en utilisant les Websockets pour l’intégration, et le pilote est prévu pour le flux ETH/USD. Actuellement, un nœud signataire atteste de l’exactitude des données, mais nous visons à décentraliser cela à l’avenir pour nous aligner avec notre éthique crypto. L’aspect le plus important : quelles améliorations d’efficacité avons nous observées pendant l’implémentation pilote ?
Nous avons observé une réduction d’environ 40 % des coûts pour les mises à jour ultérieures des flux de prix dans le même lot L1 de bloc ZKsync Era. Cela représente de manière significative une baisse des coûts pour chaque mise à jour de prix séquentielle livrée à zkEra. Cette échelle nous permet de réimaginer ce qui est possible dans l’ensemble du paysage DeFi. Voir la mise en œuvre pilote State Diffs de RedStone ici.
5. Que nous réserve le reste de 2024 ?
L’un des événements les plus attendus de 2024 pour ZKsync a été le récent TGE du token $ZK. Ce moment est significatif pour tout projet majeur visant à construire une communauté décentralisée robuste. Avec une offre totale de 21 milliards (évoquant l’offre de Bitcoin), le token se négocie sous le symbole $ZK. Bien que l’événement de génération de tokens semble être l’étape finale pour une distribution équitable et décentralisée, beaucoup de travail reste à faire pour unir toute la communauté ZK autour du token.
Le développement de ZKsync a été solidement soutenu par Matter Labs, qui est soutenu par des investisseurs de haut niveau tels qu’Andreessen Horowitz, Dragonfly Capital, Blockchain Capital, Crypto.com Capital, Placeholder Capital et 1kx. Le projet a réussi à lever un total de 258 millions de dollars avec des VC, ainsi qu’un financement supplémentaire de 200 millions de dollars dédié à un fonds pour l’écosystème. Ce soutien financier solide positionne ZKsync comme l’un des plus grands projets web3.
Cependant, le token et le financement sont à peine des moments clés pour l’équipe dirigée par Alex Gluchowski. ZKsync est devenu la première solution L2 à adopter les nouveaux rails DA — le format de blob EIP-4844 sur Ethereum cette année. L’EIP-4844, également connu sous le nom de Protodanksharding, introduit des « blobs » pour réduire considérablement les coûts de disponibilité des données L2 en rendant beaucoup moins cher la publication des données L2 sur Ethereum. L’impact de cette implémentation est substantiel. Les données de l’analyste de données reconnu 0xKofi ont révélé qu’en moyenne, le seeding hebdomadaire des données L2 coûtait au protocole environ 2 439 885 $ avant la mise à niveau Denkun. Après la mise à niveau, ces coûts hebdomadaires ont chuté à seulement 32 953 $ — une diminution d’environ 99 %. Ce changement dramatique dans les frais payés souligne le potentiel de l’EIP-4844 pour rendre les transactions sur Ethereum significativement moins chères.
ZKsync réalise des progrès inattendus dans le secteur des jeux, marqué par un partenariat avec Pudgy Penguins et le prochain jeu Pudgy World, qui utilisera zkEVM. Matter Labs renforce encore sa position dans le domaine des jeux avec des intégrations clés et des déploiements, y compris le lancement de ZK Candy et ZTX lançant CREATOR en tant que ZK Chain. Les jeux ne sont pas le seul effort pour augmenter massivement l’activité sur le ZK stack. Récemment, Lens Protocol a annoncé des plans pour transférer l’une des plus grandes plateformes sociales décentralisées vers ZK Stack L2, et le lancement du mainnet Cronos zkEVM est désormais live en tant que ZK Chain. Ces initiatives mettent en évidence l’effort significatif pour exploiter la technologie derrière ZKsync, visant à amener une partie substantielle des expériences sociales sur la chaîne tout en offrant une excellente expérience utilisateur et une pleine souveraineté.
6. Conclusions
Beaucoup se réfèrent à la feuille de route centrée sur Ethereum L2 comme le centre de l’innovation sans autorisation, tandis que les L2 basés sur ZK sont considérés comme le stade final pour la scalabilité d’Ethereum. En raison de leurs énormes capacités de compression, les L2 basés sur les State Diffs sont un terrain de jeu idéal pour l’innovation au sein de la pile d’outils DeFi, en particulier les oracles. Les oracles State Diffs ont complètement réinventé le modèle des oracles Push, rendant économiquement viable la fourniture de données aux contrats intelligents à des intervalles proches d’une seconde. Cela ouvre le potentiel pour des primitives financières véritablement nouvelles sur la chaîne. Le premier oracle State Diffs ZKsync et RedStone démontre que ce n’est pas un fantasme à long terme mais plutôt sur le point de devenir un outil Mainnet. Nous sommes extrêmement fiers d’être à l’avant-garde de l’innovation, travaillant avec des partenaires incroyables comme l’équipe ZKsync pour remodeler l’expérience DeFi et l’adapter à une adoption massive.
7. Références
8. À propos des auteurs
RedStone est un oracle modulaire fournissant des flux de données diversifiés et à haute fréquence à tous les réseaux EVM Layer 1, Layer 2, Rollup-as-a-Service et au-delà, tels que Starknet, Fuel Network ou TON. En répondant aux tendances du marché et aux besoins des développeurs, RedStone peut supporter des actifs qui ne sont pas disponibles ailleurs. La conception modulaire permet des modèles de consommation de données ajustés aux cas d’utilisation spécifiques, par exemple, les LSTfi.
Contributeurs principaux au rapport :
Jakub Jaworski, Growth lead chez RedStone Oracles
Marcin Wilk, Analyste chez RedStone Oracles
Marcin Kazmierczak, Co-Fondateur & COO chez RedStone Oracles
Bayo Akins, Responsable du Développement Commercial, Infrastructure, chez Matter Labs
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