Artela est un réseau blockchain extensible de couche 1 construit pour permettre aux développeurs de créer des applications modulaires, riches en fonctionnalités, évolutives et personnalisables dans un environnement compatible avec l'EVM. Artela promeut une solution appelée "EVM++", où le "++" représente le fait qu'Artela va repousser les limites de l'EVM tant du point de vue de la scalabilité que de l'extensibilité, offrant aux développeurs plus de possibilités natives de la chaîne.
L'EVM est devenue le cadre standard pour le développement d'applications décentralisées (dApps) et est largement adoptée sur diverses chaînes de contrats intelligents, communément appelées chaînes compatibles avec l'EVM. Cependant, des machines virtuelles comme l'EVM sont optimisées pour des cas d'utilisation spécifiques, ce qui peut limiter la flexibilité des développeurs dans la conception d'applications. Par exemple, l'EVM privilégie la sécurité et l'accessibilité, visant la stabilité du réseau. Étendre la fonctionnalité de l'EVM nécessite l'approbation par le biais du processus de proposition d'amélioration d'Ethereum (EIP), géré par la Fondation Ethereum. Ce processus, qui peut prendre du temps, ralentit le rythme de l'innovation en limitant la capacité des développeurs à modifier ou créer librement certains composants au niveau utilisateur.
Les développeurs qui cherchent à contourner ces restrictions ont eu recours à la création de chaînes spécifiques à une application (app-chains) pour étendre les fonctionnalités. Bien que cette approche permette une plus grande personnalisation, les développeurs font face non seulement à des coûts de développement et opérationnels plus élevés, mais ils perdent également en composabilité on-chain. Alors que d'autres alternatives telles que MoveVM et FuelVM visent à offrir des machines virtuelles (VMs) supérieures à l'EVM, passer à ces plates-formes pourrait entraîner des coûts de transition pour les développeurs habitués à l'environnement EVM. De plus, atteindre le même niveau de maturité de l'écosystème que l'EVM pourrait prendre beaucoup de temps en raison de la perte de composabilité avec les outils de développement existants et les applications basées sur l'EVM qui accumulent actuellement la majorité de la liquidité verrouillée.
Artela vise à étendre la fonctionnalité EVM en abordant ses limitations actuelles en termes de personnalisation sans exiger des dApps de compromettre ou d'opérer sur des appchains fragmentés. En introduisant la 'programmation Aspect', Artela permet aux développeurs de créer des extensions natives, ou 'Aspects', exécutant du code personnalisé au sein d'un environnement d'exécution WebAssembly (WASM). En exploitant WASM pour l'extensibilité d'EVM, les développeurs peuvent créer des applications pratiques sans sacrifier les performances et les avantages d'être sur l'EVM.
De plus, Artela aborde les défis de performance inhérents à l'EVM en mettant en œuvre une exécution parallèle, facilitant ainsi le traitement simultané de plusieurs transactions. Cela améliore considérablement le débit et la scalabilité, notamment pendant les périodes de forte utilisation. Les développeurs bénéficient de cette fonctionnalité car elle optimise l'utilisation des ressources et améliore les vitesses de transaction. De plus, Artela atténue la congestion du réseau avec Elastic Block Space, permettant aux dApps à grande échelle de s'abonner à des espaces de blocs indépendants, atténuant ainsi l'impact de la congestion tout en garantissant la scalabilité sans nécessiter un appchain.
Maintenant que nous avons exposé les défis auxquels Artela fait face à travers ses choix techniques de conception, l'article explorera plus en profondeur ces aspects.
Qu'est-ce qu'une Extension ?
Une extension est un module logiciel qui étend ou améliore les fonctionnalités des applications. Dans le contexte des systèmes d'exploitation, les systèmes d'exploitation généraux distinguent entre le mode noyau et le mode utilisateur, les applications utilisateur s'exécutant généralement en mode utilisateur, utilisant les fonctionnalités fournies par les programmes en mode noyau. Cependant, le Mac OS X permet aux développeurs d'applications de déployer de manière autonome des programmes dans le mode noyau pour étendre les fonctionnalités du noyau, sans que l'équipe centrale de MacOS X ait besoin d'encapsuler les fonctionnalités en fonction des besoins généraux des développeurs. Les mécanismes centraux fournis par Mac OS X sont les 'Extensions de noyau' et les 'Extensions système'. Ces deux types d'extensions permettent aux développeurs de développer des extensions de noyau dans certains modes de sécurité, en utilisant des fonctionnalités à plus haut privilège pour développer des fonctionnalités que les applications en mode utilisateur pur ne peuvent pas atteindre.
Fonctionnalité spécifique à l'application à travers le prisme des crochets Uniswap v4
Tout comme Mac OS X étend la fonctionnalité des applications via les extensions de noyau, Uniswap v4 introduit la fonctionnalité de crochet, qui étend la fonctionnalité de l'application Uniswap. Les crochets offrent aux développeurs la possibilité d'ajouter des fonctionnalités personnalisées à des étapes spécifiques au sein des pools de trading. Cette fonctionnalité améliore considérablement la flexibilité opérationnelle et la liberté, permettant aux développeurs d'exécuter des actions telles que la définition d'ordres limités on-chain avant le début des transactions, l'extraction des frais de transaction pour les échanges et les retraits de liquidités, et permettant aux détenteurs de LP de gagner des revenus MEV supplémentaires. L'introduction de la fonctionnalité de crochet élargit le champ des possibilités au sein des pools de trading, facilitant la création d'extensions sur mesure pour répondre à divers besoins des utilisateurs.
Malgré le potentiel des fonctionnalités d'Uniswap v4, il n'a pas encore été pleinement opérationnalisé. Bien que les hooks permettent une fonctionnalité personnalisée, le taux d'innovation est encore limité par les contraintes de la Machine Virtuelle Ethereum (EVM). En revenant à l'exemple du mode 'noyau' et 'utilisateur', pour augmenter davantage ses capacités, les développeurs doivent attendre les mises à jour via le processus de Proposition d'Amélioration d'Ethereum, que la Fondation Ethereum supervise.
Extensions natives d'Artela
Inspirée par l'architecture du système Mac OS X, l'équipe Artela a proposé que, en plus de prendre en charge les 'contrats intelligents' sur le protocole de la blockchain, les Aspects, qui sont similaires aux extensions de noyau, sont des extensions natives sur la blockchain Artela. Voici comment un Aspect peut étendre la fonctionnalité de l'EVM :
En utilisant les Aspects, les développeurs d'applications peuvent personnaliser les fonctionnalités sous-jacentes dont ils ont besoin pour leurs applications sans attendre que l'équipe principale les encapsule. Grâce à sa composition, les développeurs d'applications peuvent utiliser des Aspects pré-construits pour construire une application riche en fonctionnalités sur Artela. L'équipe Artela résume ce paradigme comme le paradigme de l'extension native.
De plus, comme les Aspects peuvent accéder aux API de niveau système au niveau de la base, ils peuvent intégrer nativement des fonctionnalités fondamentales telles que la fonctionnalité d'automatisation sans avoir recours à un tiers tel que Chainlink. Cette extensibilité native à la chaîne réduit les compromis de confiance et de coût associés à l'introduction de fournisseurs de services tiers dans le réseau. Lors de l'utilisation d'un service tiers tel qu'un réseau de gardiens d'automatisation pour exécuter des tâches on-chain, cela entraîne des coûts supplémentaires pour les utilisateurs et réduit la confiance en raison de la dépendance à l'égard d'une partie externe. Les Aspects peuvent fournir la fonctionnalité d'automatisation de manière native, où WASM peut être déclenché lors d'une transaction ou de l'exécution d'un bloc, tandis que l'Aspect peut être programmé pour exécuter des tâches prédéterminées à une hauteur de bloc spécifique. En étendant cette fonctionnalité directement à la couche de base, la capture de valeur circule directement à travers la blockchain car il y a plus de demandes de gaz.
La fonctionnalité d'automatisation n'est qu'un exemple des applications pratiques de la programmation Aspect d'Artela. Sa solution EVM+WASM améliore finalement la fonctionnalité de l'application décentralisée grâce à WASM tout en conservant la composition avec EVM.
Personnalisation de la fonctionnalité :
Contrat intelligent + Extension native = DApp riche en fonctionnalités
En Artela, la logique d'application peut être divisée en deux parties (activité principale et fonctionnalités améliorées):
Ce mécanisme signifie qu'Artela a deux couches d'exécution fonctionnant de manière synchronisée. L'EVM agit comme un CPU, traitant la logique de contrat de base, tandis que les Aspects fonctionnant sur la machine virtuelle WASM sont comme un GPU, gérant des fonctionnalités améliorées sans toucher l'état des contrats intelligents. L'EVM et les Aspects fonctionnent sur les mêmes nœuds et mécanisme de consensus, il n'y a donc pas d'hypothèses de confiance supplémentaires, partageant le même niveau de sécurité.
En revenant à notre introduction initiale d'Uniswap V4, similaire au mécanisme Hook dans Uniswap V4, les Aspects d'Artela permettent l'activation à plusieurs points du cycle de vie du bloc et du traitement des transactions. Les Hooks dans Artela sont appelés Points de Jonction, et le code exécutant d'un Hook est nommé Aspect, insérant dynamiquement des fonctionnalités à différents Points de Jonction.
Optimisation des capacités d'application décentralisée grâce à WASM Runtime
Artela utilise un runtime WASM sur mesure spécifiquement conçu pour l'exécution des Aspects. Il offre plusieurs avantages pratiques pour améliorer les capacités des applications. Tout d'abord, il permet une exécution efficace de la logique complexe et des calculs en raison de ses optimisations de performances et de sa représentation de code de bas niveau. Grâce à WASM, Aspects permet aux développeurs de créer des applications sans compromettre les performances, ce qui est essentiel pour garantir la scalabilité et la réactivité des applications décentralisées. De plus, le support de WASM pour plusieurs langages de programmation et sa conception modulaire offrent aux développeurs une flexibilité et une facilité d'intégration avec les écosystèmes logiciels existants. Grâce au développement et au soutien des géants de la technologie tels que Google, Mozilla et Apple, WASM a vu une adoption et une popularité importantes, ce qui a entraîné un riche écosystème d'outils et de ressources pour les développeurs.
Exécution parallèle: Augmentation de la scalabilité du réseau
Artela utilise l'exécution parallèle comme solution de scalabilité pour réduire la latence du réseau et améliorer le débit. Artela analyse les transactions pour identifier celles qui peuvent être traitées simultanément sans interférer les unes avec les autres. En organisant ces transactions compatibles en groupes, Artela peut exécuter plusieurs ensembles simultanément, augmentant ainsi de manière significative le volume et le nombre de transactions pouvant être traitées sur une période donnée. Cette approche diffère de l'exécution séquentielle d'Ethereum, où chaque transaction est traitée l'une après l'autre, ce qui peut entraîner des goulots d'étranglement, notamment pendant les périodes de forte affluence.
L'exécution parallèle élimine le besoin pour les transactions d'attendre longtemps pour la confirmation ou de payer des frais excessifs pour prioriser les transactions. Des temps de confirmation plus courts contribuent à une finalité des transactions plus rapide et bénéficient aux applications sensibles à la latence, telles que les jeux ou les enchères. Par exemple, des applications comme League of Legends, un jeu de combat en ligne multijoueur (MOBA) populaire, exigent une faible latence pour refléter avec précision les entrées des joueurs en moins d'une seconde. De même, un débit de transaction élevé est essentiel pour les plateformes de niveau entreprise, permettant aux principaux réseaux financiers tels que Visa et Mastercard de traiter des milliers de transactions par seconde.
Il semble peu probable qu'Ethereum intègre le traitement parallèle à court terme car il se concentre sur une stratégie centrée sur Rollup. Cependant, le potentiel de traitement parallèle au sein de l'écosystème EVM existe, avec des projets comme Monad et Eclipse explorant le traitement parallèle. De même, Sei V2 cherche à combiner des capacités d'exécution parallèle avec la compatibilité EVM, permettant aux contrats Ethereum d'être redéployés sur Sei sans modifications. Cette approche reflète la stratégie d'Artela visant à améliorer la scalabilité tout en garantissant la compatibilité ascendante avec l'EVM.
L'intégration parallèle de l'Artela et des Aspects représente une amélioration stratégique de son infrastructure. Cela répond aux exigences actuelles en matière de scalabilité et d'efficacité tout en offrant aux développeurs un cadre flexible. Ce cadre permet la création d'applications décentralisées qui peuvent répondre aux exigences de différents cas d'utilisation, tels que les environnements de jeu dynamiques et les services financiers à haut volume.
Scalabilité avec Elastic Block Space
Lorsqu'un protocole se développe dans le réseau Artela, il peut s'abonner à l'Espace de Bloc Élastique pour gérer la croissance des utilisateurs et du débit du protocole. L'Espace de Bloc Élastique offre un espace de bloc indépendant pour les dApps ayant des besoins élevés en débit de transaction, leur permettant de s'adapter à leur croissance. En essence, l'espace de bloc détermine le volume de données qu'une blockchain peut stocker dans chaque bloc, ayant un impact direct sur le débit de transaction. Lorsque les dApps connaissent une forte demande de transactions, s'abonner à l'espace de bloc élastique devient utile pour gérer efficacement la charge accrue sans affecter la blockchain sous-jacente.
Un exemple pour comprendre l'importance de l'espace de bloc et son impact sur les coûts de transaction serait le lancement des NFT Otherside de Yuga Labs, entraînant une forte augmentation des prix du gaz (jusqu'à 500 gwei). Le gaz total dépensé lors des transactions Ethereum pendant cet événement s'est élevé à 225 millions de dollars. La demande d'espace de bloc a largement dépassé l'offre disponible. Cela signifie que les utilisateurs accédant à d'autres applications sur Ethereum ont également dû faire face à des frais de gaz élevés, malgré une seule application congestionnant le réseau.
Il est possible d'augmenter le nombre de transactions par bloc sur Ethereum, mais nous savons déjà que la mise à niveau de l'EVM nécessite un long processus EIP et du temps de développement. De plus, le réseau Ethereum veille délibérément à ce que les exigences matérielles en matière de calcul restent accessibles à la plupart des participants. Ainsi, si les données par bloc augmentent, les exigences en matière de stockage et de calcul pour les validateurs augmenteraient également, créant des barrières à l'entrée plus élevées et compromettant potentiellement l'éthos décentralisé d'Ethereum.
Solana aborde ce défi avec une solution distinctive - la mise en œuvre de marchés de frais "locaux". Lors d'activités telles qu'une hausse des transactions de swap ou un largage d'NFT, les transactions liées à l'activité spécifique sont confrontées à des frais en hausse. Par exemple, lors d'un largage d'NFT, l'émetteur d'NFT consommera rapidement la limite d'unité de calcul par compte (CU). Les transactions ultérieures doivent surenchérir sur les frais de priorité pour se trouver dans l'espace limité de ce compte. Cette approche empêche toute activité unique de monopoliser l'espace de blocage rare, limitant les pics de frais temporaires et réduisant la congestion à l'échelle du réseau.
Artela améliore le concept de marchés de frais localisés, comme on le voit dans Solana, en permettant aux dApps de sécuriser un espace de bloc supplémentaire pour anticiper la demande de transactions, évitant ainsi les hausses soudaines des frais à l'échelle du réseau et la congestion. Cette approche permet non seulement d'atténuer les impacts négatifs des pics de demande soudains, mais aussi de garantir des coûts de transaction stables et une efficacité réseau. En fournissant un mécanisme permettant aux dApps de dimensionner leur espace de bloc en réponse à la demande prévue, l'Elastic Block Space d'Artela permet aux protocoles de gérer la croissance rapide des utilisateurs de protocoles et du débit. À l'avenir, il est possible de voir un Aspect qui facilite un marché de l'espace de bloc, où les équipes de dApp peuvent acheter et vendre de l'espace de bloc. Ce marché pourrait proposer des packages plus rentables ou pratiques pour les dApps, incluant potentiellement des options de tarifs réduits lors de l'achat d'espace de bloc à l'avance, similaire aux marchés de l'énergie.
Le marché des cryptomonnaies est à un tournant, avec une demande utilisateur croissante pour les fonctionnalités des produits on-chain. Les limites de la programmabilité on-chain deviennent de plus en plus importantes, et des secteurs tels que la sécurité DeFi, l'IA crypto et les jeux entièrement on-chain mettent en évidence la demande d'extensibilité de la programmation. Artela possède des avantages uniques et un potentiel innovant dans l'IA, les jeux entièrement on-chain, la sécurité DeFi et d'autres domaines. Il a le potentiel de surmonter des défis difficiles à réaliser pour les blockchains EVM purs.
Prévention des exploitations à travers les aspects
Un cas d'utilisation spécifique pour Aspect consiste à prévenir les piratages de contrats intelligents grâce à l'exécution d'Aspects à des points de jonction spécifiques de la transaction. Les Aspects surveillent et suivent la pile d'appels, définissant des règles de contrôle des risques qui peuvent détecter des appels en double, indicatifs d'une attaque de réentrance potentielle. Si une attaque est détectée, les aspects peuvent annuler la transaction malveillante, arrêtant ainsi efficacement l'attaque et empêchant toute perte de fonds.
Il est peu probable que cela soit mis en œuvre dans un contrat intelligent natif, car Solidity ne peut pas accéder au contexte de transaction complet, y compris les changements d'état et la pile d'appels. Même si des données étaient fournies pour une telle détection, les coûts en gaz associés rendraient cela inapplicable.
L'utilisation des Aspects pour déployer des stratégies de sécurité comme celle-ci élève considérablement les normes de sécurité de la blockchain. Alors que la technologie de la blockchain est de plus en plus adoptée et devient une plate-forme pour les transactions financières à grande échelle, nous prévoyons également que les Aspects pourront jouer un rôle dans le développement d'une logique de contrôle des risques au niveau de l'entreprise qui est en chaîne. Avec les solutions actuelles axées sur des outils de gestion des risques hors chaîne, cela comporte des risques inhérents tels que la dépendance à l'égard d'entités externes, telles que des oracles ou des services tiers, introduisant des dépendances de confiance. En permettant une approche de sécurité et de gestion des risques plus robuste et en chaîne, les Aspects ouvrent la voie aux grandes institutions pour envisager la technologie de la blockchain comme un composant viable de leur infrastructure technologique, élargissant ainsi l'adoption et l'utilité de la technologie de la blockchain dans des applications plus grand public et critiques.
Jeux entièrement sur chaîne
Les choix techniques d'Artela sont adaptés pour soutenir le développement et l'hébergement de jeux entièrement sur chaîne sur sa blockchain. Les jeux entièrement sur chaîne peuvent bénéficier de la flexibilité des Aspects et de la nature performante de la blockchain Artela. Cela peut conduire à une conception de jeu innovante qui utilise les caractéristiques intrinsèquement interopérables et immuables de la blockchain.
Un cas d'utilisation intéressant des aspects est la construction d'un jeu en ligne massivement multijoueur (MMO) qui a un environnement de monde persistant. S'inspirant des MMO traditionnels comme Eve Online, qui a rassemblé 50 millions de joueurs, a démontré la demande de récits dirigés par les joueurs et d'économies dans un environnement sandbox. Les jeux entièrement sur chaîne pourraient pousser ce concept plus loin en incorporant de manière permanente les actions de chaque joueur et leurs conséquences directement sur la blockchain.
Cependant, étant donné la capacité de personnalisation et les contraintes de traitement des transactions inhérentes à l'EVM, de nombreux studios de jeux blockchain adoptent des approches qui gardent soit leur logique de jeu entièrement hors chaîne tout en incorporant des composants sur chaîne comme des NFT ou des jetons, soit adoptent un modèle hybride sur chaîne/hors chaîne. Pour optimiser le développement d'un jeu entièrement sur chaîne, deux facteurs clés sont nécessaires : (1) des capacités pour inclure des fonctionnalités avancées dans la logique du jeu, et (2) garantir une faible latence pour offrir une expérience utilisateur fluide.
En revenant à l'exemple des mondes persistants, les Aspects peuvent automatiser les changements d'état du jeu déclenchés par les actions d'un joueur. Prenons un jeu multijoueur en ligne où les actions d'un joueur déclenchent des changements dans la carte ou l'environnement du jeu. Cela nécessite que l'état du jeu soit automatiquement rafraîchi à des intervalles prédéfinis. Le défi est que, pour y parvenir, la demande de calcul peut devenir impraticable. L'utilisation de la machine virtuelle WASM par Artela permet de surmonter efficacement les contraintes de calcul inhérentes à l'EVM. En déléguant des logiques spécifiques et des mises à jour d'état à WASM, l'EVM peut se concentrer sur des fonctionnalités plus simples comme le transfert de NFT et de jetons. Cette efficacité permet aux mondes persistants sur chaîne d'exécuter de manière autonome des calculs et des mises à jour par lots sans compromettre le gameplay ou la vitesse de transaction. En raison de la nature performante de l'environnement d'exécution de WASM, cela ouvre la possibilité de plus de genres de jeux entièrement sur chaîne qui nécessitent une faible latence.
Intelligence Artificielle
Les technologies de l'IA et de la blockchain offrent des synergies prometteuses, notamment en matière de renforcement de la sécurité des données et de la transparence. L'apprentissage machine à zéro connaissance (zkML) applique des preuves à zéro connaissance à l'apprentissage machine, permettant la vérification des calculs ou des prédictions sans exposer les données sous-jacentes ou les détails du modèle. Comme le souligne Vitalik Buterin, "Les gadgets cryptographiques, en particulier ceux à usage général comme les ZK-SNARKs et le MPC, ont un surcoût élevé". Modulus Labs illustre en outre ce défi, indiquant que les processus zkML sont plus de mille fois plus intensifs en ressources que les calculs directs, tandis que le temps de génération moyen de preuve en utilisant RISC Zero est de 173 secondes. Tout comme Risc Zero, Artela pourrait utiliser WASM pour augmenter les vitesses d'exécution des algorithmes ML complexes et gérer de grands ensembles de données. Malgré ces avancées, il est reconnu que, même avec les optimisations de WASM, le temps de génération moyen de preuve reste important, et les coûts associés continuent de remettre en question la faisabilité du déploiement de zkML en tant que solution compétitive.
Cependant, Artela introduit un cadre innovant appelé “Aspects Hétérogènes” pour résoudre ces limitations. L’Aspect Hétérogène exploite la diversité des ressources informatiques et de l'accès réseau pour simplifier potentiellement l'exécution des opérations cryptographiques, telles que celles impliquées dans zkML. En permettant une distribution et un traitement plus efficaces de ces tâches computationnellement exigeantes, les Aspects Hétérogènes pourraient réduire considérablement les coûts associés aux preuves de connaissance nulle et aux MPC.
Bien que l'Aspect Hétérogène soit un concept naissant, son potentiel pour améliorer l'efficacité des calculs zkML et abaisser les barrières au déploiement suggère une voie prometteuse pour l'intégration de modèles d'IA sur les plateformes blockchain, renforçant ainsi l'accessibilité et la viabilité de ces technologies pour un éventail plus large de cas d'utilisation.
En résumé, Artela offre aux développeurs une plateforme propice à l'innovation rapide et à l'adaptabilité dans le développement blockchain. Son incorporation d'extensions natives et de programmation Aspect lui permet de surmonter les contraintes de l'EVM, facilitant une large gamme d'applications pratiques. Les performances et l'extensibilité offertes par les Aspects exécutés via WASM présentent une solution compétitive comparable aux app-chains, tout en permettant toujours l'accès aux applications et outils basés sur l'EVM. De plus, la composabilité des Aspects simplifie le développement d'application décentralisée en offrant aux développeurs un accès à une bibliothèque de fonctionnalités préexistantes et la possibilité de créer de nouvelles fonctionnalités au niveau de la couche de base, imitant la fonctionnalité des fournisseurs de services tiers au sein d'une seule application. Compte tenu de ces avantages pratiques, nous prévoyons une croissance significative de l'écosystème de développeurs d'Artela.
Artela a levé plus de 6 millions de dollars lors d'un tour de financement de démarrage, dirigé par Shima Capital, avec la participation de Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital et d'autres.
Un grand merci à l'équipe Artela pour ses précieuses idées et contributions à l'article. Pour en savoir plus sur Artela, cliquez ici.
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Artela est un réseau blockchain extensible de couche 1 construit pour permettre aux développeurs de créer des applications modulaires, riches en fonctionnalités, évolutives et personnalisables dans un environnement compatible avec l'EVM. Artela promeut une solution appelée "EVM++", où le "++" représente le fait qu'Artela va repousser les limites de l'EVM tant du point de vue de la scalabilité que de l'extensibilité, offrant aux développeurs plus de possibilités natives de la chaîne.
L'EVM est devenue le cadre standard pour le développement d'applications décentralisées (dApps) et est largement adoptée sur diverses chaînes de contrats intelligents, communément appelées chaînes compatibles avec l'EVM. Cependant, des machines virtuelles comme l'EVM sont optimisées pour des cas d'utilisation spécifiques, ce qui peut limiter la flexibilité des développeurs dans la conception d'applications. Par exemple, l'EVM privilégie la sécurité et l'accessibilité, visant la stabilité du réseau. Étendre la fonctionnalité de l'EVM nécessite l'approbation par le biais du processus de proposition d'amélioration d'Ethereum (EIP), géré par la Fondation Ethereum. Ce processus, qui peut prendre du temps, ralentit le rythme de l'innovation en limitant la capacité des développeurs à modifier ou créer librement certains composants au niveau utilisateur.
Les développeurs qui cherchent à contourner ces restrictions ont eu recours à la création de chaînes spécifiques à une application (app-chains) pour étendre les fonctionnalités. Bien que cette approche permette une plus grande personnalisation, les développeurs font face non seulement à des coûts de développement et opérationnels plus élevés, mais ils perdent également en composabilité on-chain. Alors que d'autres alternatives telles que MoveVM et FuelVM visent à offrir des machines virtuelles (VMs) supérieures à l'EVM, passer à ces plates-formes pourrait entraîner des coûts de transition pour les développeurs habitués à l'environnement EVM. De plus, atteindre le même niveau de maturité de l'écosystème que l'EVM pourrait prendre beaucoup de temps en raison de la perte de composabilité avec les outils de développement existants et les applications basées sur l'EVM qui accumulent actuellement la majorité de la liquidité verrouillée.
Artela vise à étendre la fonctionnalité EVM en abordant ses limitations actuelles en termes de personnalisation sans exiger des dApps de compromettre ou d'opérer sur des appchains fragmentés. En introduisant la 'programmation Aspect', Artela permet aux développeurs de créer des extensions natives, ou 'Aspects', exécutant du code personnalisé au sein d'un environnement d'exécution WebAssembly (WASM). En exploitant WASM pour l'extensibilité d'EVM, les développeurs peuvent créer des applications pratiques sans sacrifier les performances et les avantages d'être sur l'EVM.
De plus, Artela aborde les défis de performance inhérents à l'EVM en mettant en œuvre une exécution parallèle, facilitant ainsi le traitement simultané de plusieurs transactions. Cela améliore considérablement le débit et la scalabilité, notamment pendant les périodes de forte utilisation. Les développeurs bénéficient de cette fonctionnalité car elle optimise l'utilisation des ressources et améliore les vitesses de transaction. De plus, Artela atténue la congestion du réseau avec Elastic Block Space, permettant aux dApps à grande échelle de s'abonner à des espaces de blocs indépendants, atténuant ainsi l'impact de la congestion tout en garantissant la scalabilité sans nécessiter un appchain.
Maintenant que nous avons exposé les défis auxquels Artela fait face à travers ses choix techniques de conception, l'article explorera plus en profondeur ces aspects.
Qu'est-ce qu'une Extension ?
Une extension est un module logiciel qui étend ou améliore les fonctionnalités des applications. Dans le contexte des systèmes d'exploitation, les systèmes d'exploitation généraux distinguent entre le mode noyau et le mode utilisateur, les applications utilisateur s'exécutant généralement en mode utilisateur, utilisant les fonctionnalités fournies par les programmes en mode noyau. Cependant, le Mac OS X permet aux développeurs d'applications de déployer de manière autonome des programmes dans le mode noyau pour étendre les fonctionnalités du noyau, sans que l'équipe centrale de MacOS X ait besoin d'encapsuler les fonctionnalités en fonction des besoins généraux des développeurs. Les mécanismes centraux fournis par Mac OS X sont les 'Extensions de noyau' et les 'Extensions système'. Ces deux types d'extensions permettent aux développeurs de développer des extensions de noyau dans certains modes de sécurité, en utilisant des fonctionnalités à plus haut privilège pour développer des fonctionnalités que les applications en mode utilisateur pur ne peuvent pas atteindre.
Fonctionnalité spécifique à l'application à travers le prisme des crochets Uniswap v4
Tout comme Mac OS X étend la fonctionnalité des applications via les extensions de noyau, Uniswap v4 introduit la fonctionnalité de crochet, qui étend la fonctionnalité de l'application Uniswap. Les crochets offrent aux développeurs la possibilité d'ajouter des fonctionnalités personnalisées à des étapes spécifiques au sein des pools de trading. Cette fonctionnalité améliore considérablement la flexibilité opérationnelle et la liberté, permettant aux développeurs d'exécuter des actions telles que la définition d'ordres limités on-chain avant le début des transactions, l'extraction des frais de transaction pour les échanges et les retraits de liquidités, et permettant aux détenteurs de LP de gagner des revenus MEV supplémentaires. L'introduction de la fonctionnalité de crochet élargit le champ des possibilités au sein des pools de trading, facilitant la création d'extensions sur mesure pour répondre à divers besoins des utilisateurs.
Malgré le potentiel des fonctionnalités d'Uniswap v4, il n'a pas encore été pleinement opérationnalisé. Bien que les hooks permettent une fonctionnalité personnalisée, le taux d'innovation est encore limité par les contraintes de la Machine Virtuelle Ethereum (EVM). En revenant à l'exemple du mode 'noyau' et 'utilisateur', pour augmenter davantage ses capacités, les développeurs doivent attendre les mises à jour via le processus de Proposition d'Amélioration d'Ethereum, que la Fondation Ethereum supervise.
Extensions natives d'Artela
Inspirée par l'architecture du système Mac OS X, l'équipe Artela a proposé que, en plus de prendre en charge les 'contrats intelligents' sur le protocole de la blockchain, les Aspects, qui sont similaires aux extensions de noyau, sont des extensions natives sur la blockchain Artela. Voici comment un Aspect peut étendre la fonctionnalité de l'EVM :
En utilisant les Aspects, les développeurs d'applications peuvent personnaliser les fonctionnalités sous-jacentes dont ils ont besoin pour leurs applications sans attendre que l'équipe principale les encapsule. Grâce à sa composition, les développeurs d'applications peuvent utiliser des Aspects pré-construits pour construire une application riche en fonctionnalités sur Artela. L'équipe Artela résume ce paradigme comme le paradigme de l'extension native.
De plus, comme les Aspects peuvent accéder aux API de niveau système au niveau de la base, ils peuvent intégrer nativement des fonctionnalités fondamentales telles que la fonctionnalité d'automatisation sans avoir recours à un tiers tel que Chainlink. Cette extensibilité native à la chaîne réduit les compromis de confiance et de coût associés à l'introduction de fournisseurs de services tiers dans le réseau. Lors de l'utilisation d'un service tiers tel qu'un réseau de gardiens d'automatisation pour exécuter des tâches on-chain, cela entraîne des coûts supplémentaires pour les utilisateurs et réduit la confiance en raison de la dépendance à l'égard d'une partie externe. Les Aspects peuvent fournir la fonctionnalité d'automatisation de manière native, où WASM peut être déclenché lors d'une transaction ou de l'exécution d'un bloc, tandis que l'Aspect peut être programmé pour exécuter des tâches prédéterminées à une hauteur de bloc spécifique. En étendant cette fonctionnalité directement à la couche de base, la capture de valeur circule directement à travers la blockchain car il y a plus de demandes de gaz.
La fonctionnalité d'automatisation n'est qu'un exemple des applications pratiques de la programmation Aspect d'Artela. Sa solution EVM+WASM améliore finalement la fonctionnalité de l'application décentralisée grâce à WASM tout en conservant la composition avec EVM.
Personnalisation de la fonctionnalité :
Contrat intelligent + Extension native = DApp riche en fonctionnalités
En Artela, la logique d'application peut être divisée en deux parties (activité principale et fonctionnalités améliorées):
Ce mécanisme signifie qu'Artela a deux couches d'exécution fonctionnant de manière synchronisée. L'EVM agit comme un CPU, traitant la logique de contrat de base, tandis que les Aspects fonctionnant sur la machine virtuelle WASM sont comme un GPU, gérant des fonctionnalités améliorées sans toucher l'état des contrats intelligents. L'EVM et les Aspects fonctionnent sur les mêmes nœuds et mécanisme de consensus, il n'y a donc pas d'hypothèses de confiance supplémentaires, partageant le même niveau de sécurité.
En revenant à notre introduction initiale d'Uniswap V4, similaire au mécanisme Hook dans Uniswap V4, les Aspects d'Artela permettent l'activation à plusieurs points du cycle de vie du bloc et du traitement des transactions. Les Hooks dans Artela sont appelés Points de Jonction, et le code exécutant d'un Hook est nommé Aspect, insérant dynamiquement des fonctionnalités à différents Points de Jonction.
Optimisation des capacités d'application décentralisée grâce à WASM Runtime
Artela utilise un runtime WASM sur mesure spécifiquement conçu pour l'exécution des Aspects. Il offre plusieurs avantages pratiques pour améliorer les capacités des applications. Tout d'abord, il permet une exécution efficace de la logique complexe et des calculs en raison de ses optimisations de performances et de sa représentation de code de bas niveau. Grâce à WASM, Aspects permet aux développeurs de créer des applications sans compromettre les performances, ce qui est essentiel pour garantir la scalabilité et la réactivité des applications décentralisées. De plus, le support de WASM pour plusieurs langages de programmation et sa conception modulaire offrent aux développeurs une flexibilité et une facilité d'intégration avec les écosystèmes logiciels existants. Grâce au développement et au soutien des géants de la technologie tels que Google, Mozilla et Apple, WASM a vu une adoption et une popularité importantes, ce qui a entraîné un riche écosystème d'outils et de ressources pour les développeurs.
Exécution parallèle: Augmentation de la scalabilité du réseau
Artela utilise l'exécution parallèle comme solution de scalabilité pour réduire la latence du réseau et améliorer le débit. Artela analyse les transactions pour identifier celles qui peuvent être traitées simultanément sans interférer les unes avec les autres. En organisant ces transactions compatibles en groupes, Artela peut exécuter plusieurs ensembles simultanément, augmentant ainsi de manière significative le volume et le nombre de transactions pouvant être traitées sur une période donnée. Cette approche diffère de l'exécution séquentielle d'Ethereum, où chaque transaction est traitée l'une après l'autre, ce qui peut entraîner des goulots d'étranglement, notamment pendant les périodes de forte affluence.
L'exécution parallèle élimine le besoin pour les transactions d'attendre longtemps pour la confirmation ou de payer des frais excessifs pour prioriser les transactions. Des temps de confirmation plus courts contribuent à une finalité des transactions plus rapide et bénéficient aux applications sensibles à la latence, telles que les jeux ou les enchères. Par exemple, des applications comme League of Legends, un jeu de combat en ligne multijoueur (MOBA) populaire, exigent une faible latence pour refléter avec précision les entrées des joueurs en moins d'une seconde. De même, un débit de transaction élevé est essentiel pour les plateformes de niveau entreprise, permettant aux principaux réseaux financiers tels que Visa et Mastercard de traiter des milliers de transactions par seconde.
Il semble peu probable qu'Ethereum intègre le traitement parallèle à court terme car il se concentre sur une stratégie centrée sur Rollup. Cependant, le potentiel de traitement parallèle au sein de l'écosystème EVM existe, avec des projets comme Monad et Eclipse explorant le traitement parallèle. De même, Sei V2 cherche à combiner des capacités d'exécution parallèle avec la compatibilité EVM, permettant aux contrats Ethereum d'être redéployés sur Sei sans modifications. Cette approche reflète la stratégie d'Artela visant à améliorer la scalabilité tout en garantissant la compatibilité ascendante avec l'EVM.
L'intégration parallèle de l'Artela et des Aspects représente une amélioration stratégique de son infrastructure. Cela répond aux exigences actuelles en matière de scalabilité et d'efficacité tout en offrant aux développeurs un cadre flexible. Ce cadre permet la création d'applications décentralisées qui peuvent répondre aux exigences de différents cas d'utilisation, tels que les environnements de jeu dynamiques et les services financiers à haut volume.
Scalabilité avec Elastic Block Space
Lorsqu'un protocole se développe dans le réseau Artela, il peut s'abonner à l'Espace de Bloc Élastique pour gérer la croissance des utilisateurs et du débit du protocole. L'Espace de Bloc Élastique offre un espace de bloc indépendant pour les dApps ayant des besoins élevés en débit de transaction, leur permettant de s'adapter à leur croissance. En essence, l'espace de bloc détermine le volume de données qu'une blockchain peut stocker dans chaque bloc, ayant un impact direct sur le débit de transaction. Lorsque les dApps connaissent une forte demande de transactions, s'abonner à l'espace de bloc élastique devient utile pour gérer efficacement la charge accrue sans affecter la blockchain sous-jacente.
Un exemple pour comprendre l'importance de l'espace de bloc et son impact sur les coûts de transaction serait le lancement des NFT Otherside de Yuga Labs, entraînant une forte augmentation des prix du gaz (jusqu'à 500 gwei). Le gaz total dépensé lors des transactions Ethereum pendant cet événement s'est élevé à 225 millions de dollars. La demande d'espace de bloc a largement dépassé l'offre disponible. Cela signifie que les utilisateurs accédant à d'autres applications sur Ethereum ont également dû faire face à des frais de gaz élevés, malgré une seule application congestionnant le réseau.
Il est possible d'augmenter le nombre de transactions par bloc sur Ethereum, mais nous savons déjà que la mise à niveau de l'EVM nécessite un long processus EIP et du temps de développement. De plus, le réseau Ethereum veille délibérément à ce que les exigences matérielles en matière de calcul restent accessibles à la plupart des participants. Ainsi, si les données par bloc augmentent, les exigences en matière de stockage et de calcul pour les validateurs augmenteraient également, créant des barrières à l'entrée plus élevées et compromettant potentiellement l'éthos décentralisé d'Ethereum.
Solana aborde ce défi avec une solution distinctive - la mise en œuvre de marchés de frais "locaux". Lors d'activités telles qu'une hausse des transactions de swap ou un largage d'NFT, les transactions liées à l'activité spécifique sont confrontées à des frais en hausse. Par exemple, lors d'un largage d'NFT, l'émetteur d'NFT consommera rapidement la limite d'unité de calcul par compte (CU). Les transactions ultérieures doivent surenchérir sur les frais de priorité pour se trouver dans l'espace limité de ce compte. Cette approche empêche toute activité unique de monopoliser l'espace de blocage rare, limitant les pics de frais temporaires et réduisant la congestion à l'échelle du réseau.
Artela améliore le concept de marchés de frais localisés, comme on le voit dans Solana, en permettant aux dApps de sécuriser un espace de bloc supplémentaire pour anticiper la demande de transactions, évitant ainsi les hausses soudaines des frais à l'échelle du réseau et la congestion. Cette approche permet non seulement d'atténuer les impacts négatifs des pics de demande soudains, mais aussi de garantir des coûts de transaction stables et une efficacité réseau. En fournissant un mécanisme permettant aux dApps de dimensionner leur espace de bloc en réponse à la demande prévue, l'Elastic Block Space d'Artela permet aux protocoles de gérer la croissance rapide des utilisateurs de protocoles et du débit. À l'avenir, il est possible de voir un Aspect qui facilite un marché de l'espace de bloc, où les équipes de dApp peuvent acheter et vendre de l'espace de bloc. Ce marché pourrait proposer des packages plus rentables ou pratiques pour les dApps, incluant potentiellement des options de tarifs réduits lors de l'achat d'espace de bloc à l'avance, similaire aux marchés de l'énergie.
Le marché des cryptomonnaies est à un tournant, avec une demande utilisateur croissante pour les fonctionnalités des produits on-chain. Les limites de la programmabilité on-chain deviennent de plus en plus importantes, et des secteurs tels que la sécurité DeFi, l'IA crypto et les jeux entièrement on-chain mettent en évidence la demande d'extensibilité de la programmation. Artela possède des avantages uniques et un potentiel innovant dans l'IA, les jeux entièrement on-chain, la sécurité DeFi et d'autres domaines. Il a le potentiel de surmonter des défis difficiles à réaliser pour les blockchains EVM purs.
Prévention des exploitations à travers les aspects
Un cas d'utilisation spécifique pour Aspect consiste à prévenir les piratages de contrats intelligents grâce à l'exécution d'Aspects à des points de jonction spécifiques de la transaction. Les Aspects surveillent et suivent la pile d'appels, définissant des règles de contrôle des risques qui peuvent détecter des appels en double, indicatifs d'une attaque de réentrance potentielle. Si une attaque est détectée, les aspects peuvent annuler la transaction malveillante, arrêtant ainsi efficacement l'attaque et empêchant toute perte de fonds.
Il est peu probable que cela soit mis en œuvre dans un contrat intelligent natif, car Solidity ne peut pas accéder au contexte de transaction complet, y compris les changements d'état et la pile d'appels. Même si des données étaient fournies pour une telle détection, les coûts en gaz associés rendraient cela inapplicable.
L'utilisation des Aspects pour déployer des stratégies de sécurité comme celle-ci élève considérablement les normes de sécurité de la blockchain. Alors que la technologie de la blockchain est de plus en plus adoptée et devient une plate-forme pour les transactions financières à grande échelle, nous prévoyons également que les Aspects pourront jouer un rôle dans le développement d'une logique de contrôle des risques au niveau de l'entreprise qui est en chaîne. Avec les solutions actuelles axées sur des outils de gestion des risques hors chaîne, cela comporte des risques inhérents tels que la dépendance à l'égard d'entités externes, telles que des oracles ou des services tiers, introduisant des dépendances de confiance. En permettant une approche de sécurité et de gestion des risques plus robuste et en chaîne, les Aspects ouvrent la voie aux grandes institutions pour envisager la technologie de la blockchain comme un composant viable de leur infrastructure technologique, élargissant ainsi l'adoption et l'utilité de la technologie de la blockchain dans des applications plus grand public et critiques.
Jeux entièrement sur chaîne
Les choix techniques d'Artela sont adaptés pour soutenir le développement et l'hébergement de jeux entièrement sur chaîne sur sa blockchain. Les jeux entièrement sur chaîne peuvent bénéficier de la flexibilité des Aspects et de la nature performante de la blockchain Artela. Cela peut conduire à une conception de jeu innovante qui utilise les caractéristiques intrinsèquement interopérables et immuables de la blockchain.
Un cas d'utilisation intéressant des aspects est la construction d'un jeu en ligne massivement multijoueur (MMO) qui a un environnement de monde persistant. S'inspirant des MMO traditionnels comme Eve Online, qui a rassemblé 50 millions de joueurs, a démontré la demande de récits dirigés par les joueurs et d'économies dans un environnement sandbox. Les jeux entièrement sur chaîne pourraient pousser ce concept plus loin en incorporant de manière permanente les actions de chaque joueur et leurs conséquences directement sur la blockchain.
Cependant, étant donné la capacité de personnalisation et les contraintes de traitement des transactions inhérentes à l'EVM, de nombreux studios de jeux blockchain adoptent des approches qui gardent soit leur logique de jeu entièrement hors chaîne tout en incorporant des composants sur chaîne comme des NFT ou des jetons, soit adoptent un modèle hybride sur chaîne/hors chaîne. Pour optimiser le développement d'un jeu entièrement sur chaîne, deux facteurs clés sont nécessaires : (1) des capacités pour inclure des fonctionnalités avancées dans la logique du jeu, et (2) garantir une faible latence pour offrir une expérience utilisateur fluide.
En revenant à l'exemple des mondes persistants, les Aspects peuvent automatiser les changements d'état du jeu déclenchés par les actions d'un joueur. Prenons un jeu multijoueur en ligne où les actions d'un joueur déclenchent des changements dans la carte ou l'environnement du jeu. Cela nécessite que l'état du jeu soit automatiquement rafraîchi à des intervalles prédéfinis. Le défi est que, pour y parvenir, la demande de calcul peut devenir impraticable. L'utilisation de la machine virtuelle WASM par Artela permet de surmonter efficacement les contraintes de calcul inhérentes à l'EVM. En déléguant des logiques spécifiques et des mises à jour d'état à WASM, l'EVM peut se concentrer sur des fonctionnalités plus simples comme le transfert de NFT et de jetons. Cette efficacité permet aux mondes persistants sur chaîne d'exécuter de manière autonome des calculs et des mises à jour par lots sans compromettre le gameplay ou la vitesse de transaction. En raison de la nature performante de l'environnement d'exécution de WASM, cela ouvre la possibilité de plus de genres de jeux entièrement sur chaîne qui nécessitent une faible latence.
Intelligence Artificielle
Les technologies de l'IA et de la blockchain offrent des synergies prometteuses, notamment en matière de renforcement de la sécurité des données et de la transparence. L'apprentissage machine à zéro connaissance (zkML) applique des preuves à zéro connaissance à l'apprentissage machine, permettant la vérification des calculs ou des prédictions sans exposer les données sous-jacentes ou les détails du modèle. Comme le souligne Vitalik Buterin, "Les gadgets cryptographiques, en particulier ceux à usage général comme les ZK-SNARKs et le MPC, ont un surcoût élevé". Modulus Labs illustre en outre ce défi, indiquant que les processus zkML sont plus de mille fois plus intensifs en ressources que les calculs directs, tandis que le temps de génération moyen de preuve en utilisant RISC Zero est de 173 secondes. Tout comme Risc Zero, Artela pourrait utiliser WASM pour augmenter les vitesses d'exécution des algorithmes ML complexes et gérer de grands ensembles de données. Malgré ces avancées, il est reconnu que, même avec les optimisations de WASM, le temps de génération moyen de preuve reste important, et les coûts associés continuent de remettre en question la faisabilité du déploiement de zkML en tant que solution compétitive.
Cependant, Artela introduit un cadre innovant appelé “Aspects Hétérogènes” pour résoudre ces limitations. L’Aspect Hétérogène exploite la diversité des ressources informatiques et de l'accès réseau pour simplifier potentiellement l'exécution des opérations cryptographiques, telles que celles impliquées dans zkML. En permettant une distribution et un traitement plus efficaces de ces tâches computationnellement exigeantes, les Aspects Hétérogènes pourraient réduire considérablement les coûts associés aux preuves de connaissance nulle et aux MPC.
Bien que l'Aspect Hétérogène soit un concept naissant, son potentiel pour améliorer l'efficacité des calculs zkML et abaisser les barrières au déploiement suggère une voie prometteuse pour l'intégration de modèles d'IA sur les plateformes blockchain, renforçant ainsi l'accessibilité et la viabilité de ces technologies pour un éventail plus large de cas d'utilisation.
En résumé, Artela offre aux développeurs une plateforme propice à l'innovation rapide et à l'adaptabilité dans le développement blockchain. Son incorporation d'extensions natives et de programmation Aspect lui permet de surmonter les contraintes de l'EVM, facilitant une large gamme d'applications pratiques. Les performances et l'extensibilité offertes par les Aspects exécutés via WASM présentent une solution compétitive comparable aux app-chains, tout en permettant toujours l'accès aux applications et outils basés sur l'EVM. De plus, la composabilité des Aspects simplifie le développement d'application décentralisée en offrant aux développeurs un accès à une bibliothèque de fonctionnalités préexistantes et la possibilité de créer de nouvelles fonctionnalités au niveau de la couche de base, imitant la fonctionnalité des fournisseurs de services tiers au sein d'une seule application. Compte tenu de ces avantages pratiques, nous prévoyons une croissance significative de l'écosystème de développeurs d'Artela.
Artela a levé plus de 6 millions de dollars lors d'un tour de financement de démarrage, dirigé par Shima Capital, avec la participation de Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital et d'autres.
Un grand merci à l'équipe Artela pour ses précieuses idées et contributions à l'article. Pour en savoir plus sur Artela, cliquez ici.
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