Un petit guide du protocole qui vise à réduire (et finalement à éliminer) la rentabilité de l'extraction d'éther.
Qu'est-ce que Casper ?
Casper est la mise à jour tant attendue du réseau Ethereum qui permettra d'ajouter des blocs vérifiés à l'aide de l'algorithme à la blockchain Preuve de pieu.
Dans une certaine mesure, Casper est un descendant du GHOST, ou Greedy Heaviest Observed Subtree. Introduit dans l'écosystème Ethereum en 2013, le protocole GHOST décourage la centralisation. Pendant le fonctionnement du réseau, les blocs dits abandonnés, ou blocs orphelins (blocs contrôlés avec succès qui n'entraient pas dans la chaîne en cours) sont périodiquement créés ; ils sont souvent appelés «oncles» dans la communauté Ethereum, soulignant la différence entre les blocs parent et enfant.
De tels blocs ont réussi le test, mais le réseau les a rejetés car une autre chaîne plus longue est devenue dominante. Les mineurs les plus rapides et les plus puissants ont le dessus lors de la résolution des blocs et de la création des chaînes les plus longues. A terme, leur domination conduirait à une centralisation excessive du réseau. Pour éviter cela, Ethereum récompense la génération de blocs abandonnés en encourageant tous les mineurs à participer à la construction du réseau, pas seulement les plus riches.
Algorithmes de consensus
Les blockchains stockent des informations importantes, donc l'ajout de nouveaux blocs avec un potentiel de fraude minimal est la tâche principale de tout algorithme. Les algorithmes de consensus déterminent exactement comment les nouveaux blocs sont inclus dans la chaîne. Les plus courants sont le Proof-of-Work (PoW) et le Proof-of-Stake (PoS).
Dans PoW, les mineurs ajoutent des blocs à la chaîne, résolvant un problème mathématique complexe et se faisant concurrence. Évidemment, avec cette méthode de minage, l'avantage est pour les mineurs avec l'équipement le plus puissant. Cela compromet la décentralisation du réseau et le rend vulnérable.
PoS utilise les concepts de la théorie des jeux pour encourager les bons comportements et minimiser les mauvais comportements. Dans ce cas, les mineurs ne se font pas concurrence, mais mettent un certain montant sur les blocs proposés à l'inclusion. Si un mineur essaiera de tricher et le blocage sera rejeté, il perdra les fonds misés.
La méthode PoW consomme d'énormes quantités d'électricité. Les mineurs achètent le matériel le plus puissant pour augmenter leurs chances de gagner. La méthode PoS réduit considérablement les exigences matérielles et la consommation d'électricité.
Le travail des validateurs
À la base, le protocole Casper représente l'algorithme PoS pour Ethereum. Le validateur saisit l'offre dans le contrat intelligent, lance le nœud et maintient le réseau. Casper la méthode Friendly Finality Gadget (CFFG) est responsable de l'ajout de blocs à la chaîne. Les validateurs sont récompensés pour leurs efforts, mais perdent la mise en cas de problème.
Casper détecte les violations, installe des validateurs sans scrupules et les punit. Il permet également aux nouveaux validateurs d'entrer dans le système et de se déconnecter de ceux existants. La sécurité fait partie intégrante de Casper.
Casper se présente sous la forme d'un module indépendant et est associé à un moteur de proposition. Actuellement, le mécanisme de proposition d'Ethereum est basé sur POW. Ainsi, la première génération du protocole Casper est associée à l'algorithme PoW existant. Le résultat est un système hybride PoW / PoS. À l'avenir, les développeurs peuvent se retirer de POW en faveur d'une approche différente. Il peut s'agir d'un algorithme basé sur le Round-robin (algorithme cyclique d'équilibrage de charge par méthode de force brute).
Problèmes de sécurité
Du point de vue de la sécurité, il y a une mise en garde. Casper sera impuissant au cas où le mécanisme d'approvisionnement en blocs sous-jacents serait compromis. Tant que Casper reçoit des messages adéquats et « vrais » du moteur d'offres, il fonctionnera comme d'habitude.
La sécurité de l'algorithme POS est basée sur le concept de récompenses et de punitions de la théorie des jeux. Les validateurs garantissent la sécurité et l'exactitude des blocs par la taille de leurs dépôts. Si un validateur malhonnête doit dépenser 100 Ether pour en voler 5, il abandonnera cette entreprise. D'un autre côté, il peut très bien aller pour le vol, s'il peut obtenir 100 Ethers, en n'en dépensant que 5. Dans ce cas, les pertes seront perçues comme des coûts normaux de "business".
Caractéristiques de Casper
En tant que mécanisme de réseau, Casper doit assurer l'intégrité de la chaîne et doit rester opérationnel à tout moment.
Les caractéristiques fondamentales de Casper sont l'absence d'ambiguïté et la stabilité des informations. L'absence d'ambiguïté empêche l'apparition d'informations contradictoires dans la blockchain (une contradiction n'est possible que si les règles sont violées par au moins 1/3 des validateurs). La résilience garantit la capacité de terminer un nouveau bloc, à condition qu'au moins 2/3 des validateurs suivent le protocole.
Dans les protocoles PoW standard, la chaîne la plus longue est toujours préférée. En ce sens, Casper est plus complexe. Il existe des cas extrêmes où le choix de la chaîne la plus longue nuira au réseau. Par conséquent, la logique du programme Casper prend en compte les nœuds racines de l'arbre des points de contrôle et sélectionne la chaîne la plus longue qui satisfait les conditions.
Matériaux supplémentaires
Casper est basé sur la théorie des jeux, et le développement du protocole est associé à une grande quantité de recherches et de calculs mathématiques. À bien des égards, il s'agit d'un système complexe. Le 15 novembre 2017, Vitalik Buterin et Virgil Griffith ont publié ses détails techniques.
Apparemment, un document antérieur (sans référence à une date précise) portant le même nom contient des informations complètement différentes. Son auteur est Buterin lui-même, et il est publié sur son site personnel. Ce document traite des problèmes de sécurité potentiels que Casper résout.
Toujours le 1er août 2015, une description de Vlad Zamfir a été publiée sur le blog Ethereum.
Conclusion
Pour l'instant, l'algorithme de consensus PoW a réussi. Les blocs sont ajoutés avec succès à la chaîne, les utilisateurs font confiance au résultat. Cependant, le processus est lent, consomme de grandes quantités d'électricité et nécessite des coûts d'équipement énormes. L'approche de Casper est basée sur la théorie des jeux, élimine de nombreux problèmes de PoW et offre une sécurité similaire.
Le nouveau protocole peut rencontrer des difficultés imprévues, mais son existence en tant que module séparé facilite la résolution des problèmes et l'amélioration du code. Casper est une solution innovante basée sur la recherche et la modélisation mathématique qui ne manquera pas de déclencher une vague de nouvelles idées et suggestions.