Sept universités participent à la conception d’un système de paiement en ligne basé sur la chaîne de blocs qui doit trouver une solution les problèmes d’évolutivité, de confidentialité, de sécurité et de performance. Selon les chercheurs, il pourra supporter jusqu’à 10 000 transactions par seconde.

Pour éviter une perte de confiance du public dans la technologie blockchain, sept grandes universités travaillent ensemble pour développer un réseau de monnaie numérique qui résout les problèmes d’évolutivité et de performance de la chaîne de blocs. Financés par une organisation à but non lucratif en Suisse, l’application de cryptomonnaie appelée Unit-e, et son système de paiement basé sur la technologie blockchain devraient être lancés au second semestre de cette année. Si tout se passe bien, Unit-e surpasserait même, en capacité de transactions, les réseaux financiers traditionnels comme VisaNet de Visa.

La Distributed Technology Research Foundation (DTR), la fondation suisse à but non lucratif à l’origine du développement de Unit-e, a été créée pour encourager la technologie de réseau ouvert et distribué. Dans un article académique, la DTR explique qu’il est urgent de développer un système de confiance décentralisé. Le Massachusetts Institute of Technology (MIT), l’Université de Stanford, l’Université Carnegie Mellon et l’Université de Berkeley, en Californie, font partie des institutions qui collaborent au nouveau réseau de paiement qui devrait apporter des solutions de performance, de sécurité et de confidentialité pour les transactions financières internationales. Le projet a été dévoilé jeudi dernier.

Une oeuvre collective pour accélérer la blockchain

Les de DTR ont rédigé et parfois publié, dans des publications jugées par des pairs, une dizaine d’articles de recherche. Dans ces articles, ils qualifient leur système de paiement décentralisé comme une « killer app » blockchain, un peu ce qu’a été le courrier électronique pour le TCP/IP. « Le manque d’évolutivité freine l’adoption de la cryptomonnaie, et la recherche très novatrice de la Distributed Technology Research Foundation s’attaque à ce problème », a déclaré Joey Krug, membre du Conseil de fondation de DTR et co-directeur des investissements du fonds spéculatif Pantera Capital, bailleur d’Unit-e. « Les développeurs d’Unit-e changent cette recherche en véritable performance évolutive qui bénéficiera à un grand nombre d’applications financières décentralisées ».

L’objectif de la cryptomonnaie Unit-e est de proposer des « temps d’attente de confirmation de l’ordre de 15 secondes pour les transactions en chaîne et de 2 à 4 secondes pour les transactions hors chaîne », indique DTR dans un article universitaire publié ce mois-ci. « Même si certaines cryptomonnaies atteignent aujourd’hui des temps de latence comparables, elles le font au détriment de la décentralisation », a déclaré la DTR. « Le concept de débit, qui exprime le nombre de transactions traitées par seconde, est étroitement lié à la latence. Nous visons des débits de 5 000 à 10 000 transactions par seconde ».

Des progrès à accomplir

Comparativement, les réseaux Visa agissent sur environ 1700 transactions par seconde (TPS) en moyenne et davantage aux heures de pointe. Par rapport aux réseaux basés sur la chaîne de blocs, Unit-e les surpasse largement, en théorie. Le débit moyen actuel du Bitcoin est estimé entre 3,3 et 7 TPS, et celui d’Ethereum atteint entre 10 et 30 TPS, selon un chercheur de DTR. « Combler ce grand fossé est techniquement non négligeable et nécessite une innovation significative », ont encore déclaré les chercheurs dans leur article. « Soit dit en passant, nous notons que les paramètres de débit cibles sont déjà aux limites physiques d’un réseau P2P moderne courant ; un réseau à 20 Mb/s ne peut physiquement pas traiter beaucoup plus de transactions par seconde sans faire de gros compromis (généralement en matière de sécurité) », font-ils également remarquer.

DTR n’est pas le seul organisme qui veut améliorer les performances et l’évolutivité de blockchain. Plus tôt ce mois-ci, la start-up Devvio a affirmé que son très efficace protocole de registre distribué capable d’exécuter jusqu’à huit millions de TPS pouvait résoudre tous les problèmes majeurs auxquels sont confrontés les réseaux blockchain, y compris la mise à l’échelle des activités financières mondiales. Unit-e utilise un algorithme de consensus de preuve d’enjeu (Proof-of-Stake ou PoS) beaucoup plus efficace et moins exigeant sur le plan informatique que l’algorithme de consensus de preuve de travail (Proof-of-Work ou PoW), utilisé par les cryptomonnaies les plus populaires comme bitcoin et Ethereum. Selon les chercheurs, leur nouveau protocole appelé « Prism », est capable « d’approcher les limites de ce qui est physiquement possible dans une chaîne de blocs ». Ces derniers ont ensuite couplé l’algorithme de consensus de PoS avec de nouveaux algorithmes de routage pour les canaux de paiement. En outre, Unit-e utilisera des « méthodes de sharding entièrement nouvelles », méthode de partitionnement utilisée pour répartir la charge de travail informatique sur un réseau peer-to-peer.

« Les réseaux de canaux de paiement agiront comme des « réseaux superposés » qui utilisent le consensus de chaîne de blocs pour établir des comptes (ou des canaux) en séquestre entre paires d’utilisateurs », ont montré les chercheurs. Les réseaux de paiement permettront aux utilisateurs d’Unit-e de vérifier instantanément les transactions sans attendre la confirmation de la chaîne de blocs. « Cela réduit considérablement le délai de confirmation par rapport aux transactions en chaîne. Le principal retard est lié au fait que la transaction est transmise au destinataire, une opération point à point rapide qui peut prendre au plus une seconde pour les canaux directs », ont ajouté les chercheurs.

Plusieurs organismes de normalisation de la chaîne de blocs s’intéressent aux algorithmes de consensus de PoS. Par exemple, l’an dernier, Ethereum a introduit un mécanisme PoS sur un testnet appelé « Casper » (comme le gentil fantôme). Le protocole de consensus de PoS crée des « validateurs cautionnés », c’est à dire des utilisateurs qui doivent déposer un dépôt de sécurité avant d’être autorisés à faire partie du consensus de chaine de blocs ou de la communauté de vote. Tant que les validateurs cautionnés agissent honnêtement sur la chaîne de blocs, ils peuvent rester dans la communauté de consensus ; s’ils tentent de tromper le système, ils perdent leur mise (leur argent).

Le système de PoS Casper d’Ethereum admettrait à un mécanisme de consensus de traiter de nouvelles transactions en quatre secondes environ. « Au cours des dix années écoulées depuis l’apparition de Bitcoin, l’idée novatrice des chaînes de blocs est désormais un domaine de la recherche universitaire », a déclaré dans un communiqué Giulia Fanti, chercheuse principale pour DTR et professeur assistant, Electrical and Computer Engineering à l’Université Carnegie Mellon. « Notre approche consiste d’abord à comprendre les limites fondamentales de la performance de la chaîne de blocs, puis à développer des solutions qui fonctionnent aussi près que possible de ces limites, avec des résultats qui peuvent être prouvés dans un cadre théorique rigoureux. Unit-e utilise un nouveau mécanisme de partage appelé « PolyShard », une solution de stockage et de calcul qui devient plus efficace quand il y a plus d’utilisateurs, et ce sans sacrifier la sécurité, selon DTR. La clef de ce nouveau mécanisme, c’est qu’il mélange les données de différents utilisateurs et de transactions d’une manière qui permet constamment une récupération précise des données.

Pour devenir un système de paiement mondial présent universellement, Unit-e est conçu pour répondre à cinq exigences d’une manière totalement décentralisée :

– Sécurité. Le système doit éviter l’exécution de paiements non autorisés ou non valides.

– Latence. Les transactions doivent être traitées de manière transparente, dans un délai de quelques secondes.

– Débit. Le réseau dans son ensemble doit être en mesure de garantir des milliers de transactions par seconde.

– Facilité d’utilisation. Le système devrait être accessible en tout temps, garantir des frais peu élevés et prévisibles, un faible coût d’exploitation du réseau, et offrir une expérience utilisateur homogène et prévisible.

– Confidentialité. Le système devrait empêcher les parties non autorisées d’accéder au relevé des transactions.

La finance s’accapare la blockchain

« Les marchés de la chaîne de blocs et de la monnaie numérique sont à un carrefour intéressant, qui rappelle ce qui s’est passé quand des secteurs comme ceux des télécommunications et de l’Internet ont atteint leur maturité », a ajouté Babak Dastmaltschi, président du Conseil de fondation de DTR, dans un communiqué. « Nous vivons une époque de transformation. Nous sommes quasiment au point où chaque personne dans le monde est connectée à toutes les autres. Les progrès des technologies distribuées vont permettre la mise en place de réseaux ouverts, et d’éviter ainsi le recours à des autorités centralisées », a annoncé M. Dastmaltschi. « DTR a été créée dans le but de permettre et de soutenir cette révolution, et c’est dans cet esprit que nous dévoilons Unit-e ».