Kasplex L2 : une solution Rollup légère basée sur Kaspa

Introduction

Avec le développement de la technologie blockchain, l'évolutivité et la programmabilité restent des défis clés, en particulier pour les blockchains utilisant le modèle UTXO. Kaspa, en tant que blockchain publique de couche 1 utilisant une structure BlockDAG, a réalisé un débit élevé, mais manque de fonctionnalités de contrats intelligents natifs, une limitation également rencontrée par d'autres systèmes UTXO (comme Bitcoin). Pour résoudre ce problème, l'écosystème Kaspa a développé Kasplex L2, une solution de couche 2 basée sur une architecture Rollup pour réaliser des contrats intelligents compatibles avec la machine virtuelle Ethereum (EVM).

Dans cet article, nous effectuerons une analyse technique de Kasplex L2 du point de vue des institutions de sécurité et de recherche. Notre objectif est d'évaluer de manière objective sa conception, sa mise en œuvre technique et son impact sur la blockchain UTXO. Nous examinerons le fonctionnement de Kasplex L2, le comparerons aux Inscriptions de Bitcoin (comme BRC-20) et discuterons de ses avantages et de ses limites. Cette analyse vise à fournir une référence de discussion plus large pour les solutions d'évolutivité des blockchains basées sur le modèle UTXO.

Comprendre Kaspa, la chaîne de niveau 1 : une blockchain UTXO à haut débit

Kaspa est une blockchain de niveau 1 utilisant une structure BlockDAG, permettant la production parallèle de plusieurs blocs. Ce design est propulsé par le protocole GHOSTDAG, permettant à Kaspa d'atteindre un haut débit de 10 BPS. Contrairement aux blockchains basées sur des comptes (comme Ethereum), Kaspa utilise un modèle UTXO, où les transactions sont vérifiées en consommant des sorties non dépensées et en créant de nouvelles sorties, garantissant ainsi un processus de validation efficace.

Bien que cette architecture se comporte bien dans les scénarios de paiement, elle présente des défis en matière de programmabilité. Le modèle UTXO est intrinsèquement sans état, manquant de la capacité à maintenir un état persistant ou à exécuter des calculs complexes - qui sont les fonctionnalités clés requises pour les contrats intelligents. Par conséquent, les fonctionnalités de Kaspa se limitent à des transferts simples, ce qui a également encouragé le développement de solutions de deuxième couche pour étendre ses capacités.

Kasplex L2 : une solution basée sur Rollup pour l'exécution de contrats intelligents

L'écosystème Kaspa explore trois solutions de couche 2 (L2) : Sparkle, Igra L2 et Kasplex L2. Sparkle est encore au stade théorique, Igra L2 est encore en phase de développement. Notre analyse se concentre sur Kasplex L2, car c'est l'implémentation la plus proche de la maturité jusqu'à présent.

Kasplex L2 est une solution d'extension de deuxième couche basée sur Rollup, qui s'appuie sur la chaîne de premier niveau pour le tri des transactions et la disponibilité des données, tout en déchargeant la charge de calcul vers la deuxième couche. Dans cette conception, la chaîne de premier niveau de Kaspa est responsable de la détermination de l'ordre standard des transactions et de l'assurance de leur données publiques et vérifiables, tandis que Kasplex L2 exécute le code byte EVM pour permettre des fonctionnalités de contrat intelligent.

Conception technique et flux de travail

Le mécanisme central de Kasplex L2 consiste à intégrer le code EVM dans la charge des transactions de la chaîne principale Kaspa. Son processus peut être divisé en plusieurs étapes :

Soumission de transaction : l'utilisateur soumet une transaction à la chaîne de premier niveau Kaspa, dont la charge utile contient du code bytecode EVM. Par exemple, la charge utile peut coder un appel à une fonction du contrat intelligent HelloWorld().

Classement de la chaîne de niveau 1 : le BlockDAG de Kaspa trie les transactions au sein de sa structure DAG, fournissant une séquence de transactions déterministe.

Exécution de la couche 2 : Kasplex L2 fonctionne en tant qu'indexeur, scannant les transactions chargées sur la chaîne de premier niveau, extrayant le code binaire EVM, l'exécutant dans l'ordre spécifié et mettant à jour son état. Les transactions invalides ou conflictuelles (par exemple, les transactions essayant de double dépenser) seront rejetées.

Mécanisme de soumission des transactions

Kasplex L2 prend en charge deux modes de soumission de transactions, chacun ayant des impacts différents :

Soumission canonique (Canonical Submission) : Les transactions sont soumises directement au L1 via un portefeuille compatible avec Kaspa, ce qui ne nécessite pas de nœuds de relais et respecte le principe de décentralisation des systèmes blockchain.

Soumission par procuration (Proxied Submission) : Les transactions sont soumises via un relais (Relayer) pour être compatibles avec des outils EVM comme MetaMask. Le relayer transmet la transaction à Kaspa L1, s'assurant qu'elle soit enregistrée avant d'être traitée par L2. Cette méthode privilégie la commodité de l'utilisateur, mais introduit une dépendance envers le relayer.

Le mécanisme de soumission par un intermédiaire garantit l'atomicité en exigeant que toutes les transactions de niveau 2 doivent être ancrées sur la chaîne L1. Si une transaction est générée sur L2 mais n'est pas encore enregistrée sur la chaîne de premier niveau, un intermédiaire la soumettra à la chaîne L1 pour confirmation. Cette conception empêche les transactions "natives" de L2 de contourner le consensus de la chaîne L1, évitant ainsi des risques de sécurité potentiels. Le diagramme ci-dessous illustre les deux chemins de soumission :

Chemin de réglementation : Portefeuille → Kaspa L1 → Kasplex L2

Chemin d代理 : MetaMask → Relais → Kaspa L1 → Kasplex L2

Vous remarquerez peut-être que les transactions sont en réalité effectuées d'abord sur L1, puis interprétées par l'indexeur L2. C'est exactement le fonctionnement de Kasplex L2 : L1 finalise d'abord les données, puis L2 lit la transaction et met à jour l'état.

Comparaison avec les Inscriptions de Bitcoin

Pour mieux comprendre Kasplex L2, il est très utile de le comparer aux Inscriptions Bitcoin (en particulier BRC-20). Les deux visent à étendre les fonctionnalités des blockchains basées sur le modèle UTXO en utilisant L1 pour le stockage et le tri des données, mais il existe des différences dans les méthodes de mise en œuvre et les objectifs.

points communs

Inclusion de données dans L1 : Kasplex L2 et BRC-20 intégreront des données dans les transactions de la chaîne principale. BRC-20 utilise le Tapscript de Bitcoin (activé par la mise à niveau SegWit) pour stocker les métadonnées des jetons, généralement à travers un processus en trois étapes : « soumettre (commit, hachage des données) → révéler (reveal, données elles-mêmes) → dépenser (spend, transfert des jetons) ». Kasplex L2 intègre quant à lui le bytecode EVM dans la charge utile des transactions Kaspa L1, réalisant ainsi un ancrage d'opérations L2 similaire.

L1 en tant que source de données fiable : dans deux cas, L1 fournit un ordre d'opération. BRC-20 s'appuie sur la blockchain Bitcoin pour l'ordre de transfert de jetons, tandis que Kasplex L2 utilise le BlockDAG de Kaspa pour l'ordre d'exécution des contrats intelligents.

Dépendance à l'égard des indexeurs : Les deux dépendent des indexeurs hors chaîne pour le traitement. L'indexeur BRC-20 analyse les transactions Bitcoin pour suivre les soldes des tokens, tandis que l'indexeur Kasplex L2 exécute le bytecode EVM pour maintenir l'état des contrats intelligents.

point de différence

Efficacité réalisée : Le processus en trois étapes de BRC-20 est un compromis par rapport au protocole rigide de Bitcoin, tandis que Kasplex L2 bénéficie de l'L1 plus coopératif de Kaspa, permettant d'incorporer des données dans la charge d'une seule transaction, réduisant ainsi la complexité et les frais système.

Considérations de performance : le débit du Bitcoin est d'environ 7 transactions par seconde, avec un bloc généré en moyenne toutes les 10 minutes, ce qui rend le processus d'Inscriptions à la fois lent et coûteux. La mise à niveau de 10 BPS de Kaspa offre un avantage de performance significatif, permettant à Kasplex L2 de traiter plus efficacement des transactions à plus grande échelle.

Portée et fonctionnalités : BRC-20 se concentre principalement sur l'émission et le transfert de jetons, tandis que Kasplex L2 prend en charge une compatibilité EVM complète, permettant l'exécution de contrats intelligents complexes tels que des protocoles DeFi ou des marchés NFT.

Flexibilité du protocole : La conception du Bitcoin met l'accent sur l'immutabilité, obligeant les solutions L2 à contourner ses limitations. Bien que Kaspa utilise également le modèle UTXO, sa conception L1 est plus flexible, permettant une intégration plus étroite avec des solutions L2 comme Kasplex.

Cette comparaison met en évidence une idée clé : bien que les deux soient similaires dans l'idée d'utiliser L1 pour le stockage et le tri des données, Kasplex L2 tire parti des avantages de l'architecture de Kaspa, réalisant une efficacité supérieure et une fonctionnalité plus large que les inscriptions.

Évaluation de Kasplex L2 : avantages et limites

D'un point de vue de recherche technique, Kasplex L2 présente les avantages et les limitations suivants.

Avantages

Extension des fonctionnalités : Kasplex L2 a réussi à étendre les capacités de Kaspa en prenant en charge les contrats intelligents compatibles avec l'EVM, lui permettant ainsi de supporter des cas d'utilisation tels que les applications décentralisées et la tokenisation, qui ne peuvent pas être réalisés sur la chaîne principale.

Utilisation efficace de L1 : Kasplex L2 utilise le BlockDAG de Kaspa pour réaliser le tri des transactions et la disponibilité des données, réduisant au minimum la charge de calcul de la deuxième couche, se concentrant uniquement sur l'exécution. Cette conception s'harmonise parfaitement avec l'architecture à haut débit de Kaspa.

Vérifiabilité publique : Étant donné que toutes les transactions sont enregistrées sur L1, l'exécution des contrats intelligents sur Kasplex L2 peut être vérifiée de manière indépendante en réexécutant le bytecode EVM dans l'ordre standard, garantissant ainsi la transparence.

Limites et risques

Problème de confiance des indexeurs : Les indexeurs L2 jouent un rôle clé dans l'exécution du bytecode et le maintien de l'état, mais ils présentent un risque de comportement malveillant, par exemple en fournissant publiquement une racine Merkle tout en maintenant secrètement un état falsifié. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de mettre en place un réseau d'indexeurs décentralisé et d'introduire des mécanismes d'incitation économique ou de pénalité.

Défi de réorganisation : Bien que le BlockDAG de Kaspa soit efficace, son mécanisme de création de blocs parallèles peut entraîner des réorganisations des blocs récents. Cela obligera L2 à revenir en arrière et à réexécuter les transactions, augmentant la complexité du système, tout en créant un certain risque de double dépense à zéro confirmation sur L2.

Les enseignements du modèle UTXO pour les blockchains

Kasplex L2 est une étude de cas sur l'extension de la programmabilité des blockchains basées sur le modèle UTXO, qui peut servir de référence pour des systèmes comme Bitcoin. Tant Kaspa que Bitcoin sont limités dans le support des contrats intelligents en raison de la conception UTXO, mais le débit plus élevé de Kaspa et son architecture L1 plus flexible créent un environnement plus favorable pour les solutions L2.

Pour Bitcoin, la conception de Kasplex L2 propose les directions explorables suivantes :

Intégration de relais : le mécanisme de soumission par proxy montre comment intégrer des outils EVM avec une blockchain UTXO, cette idée pouvant être appliquée à des solutions de seconde couche comme BitVM de Bitcoin.

Exécution basée sur un indexeur : L'utilisation d'un indexeur pour exécuter des calculs hors chaîne et ancrer des données sur L1 est en phase avec le modèle des Inscriptions de Bitcoin, ce qui pourrait inspirer de nouvelles idées d'extension de programmabilité.

D'un point de vue de la recherche, Kasplex L2 est une expérience précieuse qui démontre les différences de la blockchain UTXO en termes de débit et de flexibilité des protocoles, et quel impact cela a eu sur la faisabilité des solutions L2. Ses résultats de recherche peuvent fournir des références de conception pour l'ensemble de l'écosystème blockchain, en particulier pour les systèmes qui privilégient la décentralisation et la sécurité plutôt que la programmabilité native.

Conclusion

Kasplex L2 est une implémentation technique fiable basée sur Rollup, qui prend en charge les contrats intelligents compatibles avec EVM en utilisant le L1 de Kaspa pour le tri des transactions et la disponibilité des données. Notre analyse met en évidence son efficacité dans l'exploitation du BlockDAG à haut débit de Kaspa, ainsi que sa capacité à étendre les fonctionnalités via la compatibilité EVM. Nous croyons que Kasplex L2 apporte une contribution pratique à la recherche sur les solutions L2 pour les blockchains basées sur le modèle UTXO. La comparaison avec les Inscriptions Bitcoin révèle les similitudes dans les principes partagés des deux systèmes, ainsi que l'impact de la conception L1 sur la faisabilité L2. Pour les chercheurs et les développeurs, Kasplex L2 offre une perspective sur l'intersection de l'évolutivité, de la programmabilité et de la décentralisation dans les systèmes blockchain.

Référence

Kasplex Github. [Online]. Disponible :

Kaspa Research, "Sur la conception des zk-Rollups basés sur le consensus DAG UTXO de Kaspa," 2024. [Online]. Disponible :

Un grand merci à notre chercheur de BitsLab @ZorrotChen, merci pour votre contribution à cet article !

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GateUser-a041f8d5vip
· 05-19 05:32
C'est ce que tu dis, ou c'est ce que l'équipe dit ? Frère
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