Quinze ans après la création du Bitcoin, la blockchain est considérée comme la technologie qui va faire passer le web dans une nouvelle ère. Un web 3.0. décentralisé, sans organisme de contrôle et basé sur la blockchain. Condition sine qua non, les acteurs de la blockchain doivent innover pour faire face à ses principaux enjeux :
Le projet de Toposware vise à lever les verrous associés à ces enjeux. Pour y parvenir, la startup a fait appel au CEA pour ses compétences dans les systèmes distribués. Fort de partenariats et de publications sur la blockchain – on peut notamment citer les travaux sur Tendermint et la spécification de Tenderbake, le protocole utilisé par Tezos – le CEA-List est un acteur reconnu dans ce domaine.
Ensemble, les deux partenaires ont choisi de travailler sur les systèmes de communication entre les différentes blockchains. Le problème à résoudre est le suivant : s’assurer que les messages émis par les différentes blockchains soient vus dans un ordre cohérent. En effet, ces messages peuvent être vus dans des ordres différents par chacune des blockchains. Ce qui est problématique pour certaines opérations, à l’instar des transactions financières.
Actuellement, pour répondre à ce problème, la communication entre différentes blockchains est mise en place soit par l’intermédiaire d’une blockchain centrale, soit directement par les acteurs des deux blockchains. Ce dernier cas implique que les blockchains renoncent à toute privatisation de leurs données. L’innovation dans le projet mené avec Toposware s’appuie sur la création d’un protocole de communication entre les blockchains qui ne fait pas appel à une blockchain centrale. En effet, le CEA-List et Toposware ont sélectionné un protocole reposant sur le Causal Order Broadcast, c’est-à-dire une transmission qui respecte l’ordre causal.
Les deux partenaires se sont également penchés sur la mise en place de moyens d’incitation pour que les utilisateurs assurent le bon fonctionnement de ce protocole, sans tricher. En effet, l’une des spécificités de la blockchain est qu’il s’agit un système autogéré. En théorie, les acteurs peuvent donc faire ce qu’ils veulent. Prenons le cas de la « double dépense » de cryptomonnaies : comme une cryptomonnaie n’existe pas physiquement, un utilisateur pourrait décider de vendre deux fois le même jeton à deux personnes différentes. Pour éviter ce type de fraude, il existe des protocoles qui rendent très compliqués ou défavorables les « mauvaises » actions et incitent, grâce à des récompenses, les utilisateurs à bien se comporter. L’un des objectifs de la collaboration était donc de mettre en place un mécanisme de ce type pour le protocole Causal Order Broadcast et ainsi s’assurer que lorsque qu’une blockchain envoie une transaction entre plusieurs blockchains (ou cross-chain transaction), celle-ci soit bien dupliquée sur tous les nœuds du système.
Débuté en octobre 2021, le projet devrait porter ses fruits dès l’automne 2022. Les avancées réalisées avec Toposware pourront notamment être bénéfiques au secteur de la « DeFi », la finance décentralisée, qui utilise de multiples blockchains. Ces fonctionnalités pourraient aussi trouver leur place dans le domaine des DApps, les applications décentralisées déployées sur la blockchain. Avec ces avancées, une application déployée sur une blockchain pourrait ainsi être réutilisée sur une autre blockchain. De manière générale, les évolutions permises grâce à ce projet aideront à l’adoption massive de la blockchain, en levant les limites jusqu’ici rédhibitoires.
Le CEA-List dispose d’une expertise technique de premier plan dans les systèmes distribués qui nous a permis de compléter notre expertise technique en cryptographie et blockchain.
Le premier résultat de cette collaboration est la publication d’un whitepaper. D’autres publications, co-écrites avec le CEA, sont programmées, notamment sur les mécanismes de récompense et les attaques Sybil.
Notre solution d'interopérabilité entre blockchains, Topos, a un besoin crucial de scalabilité. La primitive qui nous permet d’y parvenir est issue de notre collaboration avec le CEA-List.