MIT innove : Vault, une cryptomonnaie plus rapide et plus efficace

Pour les paiements électroniques décentralisés, les cryptomonnaies semblent être l'approche la plus prometteuse aujourd'hui. Cependant, pour prendre en charge un grand nombre d'utilisateurs et de transactions, les cryptomonnaies doivent résoudre deux goulots d'étranglement importants et liés : le démarrage (combien de données un utilisateur doit télécharger pour rejoindre le réseau) et le stockage (combien de données chaque utilisateur doit stocker).

Comment fonctionne cette nouvelle cryptomonnaie ?

La nouvelle cryptomonnaie nommée Vault permet aux utilisateurs de rejoindre le réseau en téléchargeant seulement une petite partie de l'ensemble des données de transaction. Pour la vérification, elle utilise seulement les données de transaction les plus récentes qui sont divisées et distribuées à travers le réseau pour minimiser les exigences de traitement et de stockage de données de l'utilisateur.

Chaque bloc dans cette cryptomonnaie consiste en un hash (chaîne d'identification unique), sa position dans la blockchain, et un horodatage. Chaque nouveau bloc consiste en un hash du bloc précédent, et un bloc peut transporter jusqu'à 10 Mo de données — ou jusqu'à 10 000 transactions — qui doivent être vérifiées par tous les utilisateurs.

Vault est construit sur un réseau de cryptomonnaie sécurisé nommé Algorand, qui est plus évolutif que les autres cryptomonnaies existantes. Il utilise un modèle de « preuve d'enjeu » pour vérifier les blocs et permettre aux nouveaux utilisateurs de rejoindre le réseau de manière efficace.

Référence : Fast Bootstrapping for Cryptocurrencies | MIT CSAIL

Un comité de vérification représentatif est choisi pour chaque bloc. Les utilisateurs détenant plus d'enjeu (argent) dans le réseau ont plus de chances d'être sélectionnés. Au lieu de vérifier chaque transaction, les utilisateurs n'ont besoin de vérifier que des certificats pour rejoindre le réseau.

Chaque nouveau certificat a des informations de vérification basées sur des centaines de blocs précédents connus sous le nom de « breadcrumb » (miettes de pain). Au moment de l'adhésion, les utilisateurs font correspondre le breadcrumb des blocs précédents avec un breadcrumb des blocs suivants.

Ce breadcrumb peut ensuite être mis en correspondance avec un autre breadcrumb des blocs suivants, et ainsi de suite. De cette façon, les utilisateurs n'ont besoin que d'un bloc précédent pour vérifier un autre bloc dans le futur, sautant tous les blocs intermédiaires et économisant une quantité significative de bande passante.

Comment cela réduit les exigences de stockage de données ?

Le schéma de fragmentation (sharding) dans Vault divise les données de transaction en morceaux plus petits et les distribue à travers le réseau afin que chaque utilisateur n'ait pas à traiter un grand volume de données pour vérifier les transactions.

Pour ce faire de manière sécurisée, Vault implémente un arbre binaire de Merkle, dans lequel le nœud racine contient un hash d'un seul bloc et chaque nœud inférieur contient un hash représentant les informations de solde d'un compte impliqué dans une transaction de bloc.

L'arbre est construit du bas vers le haut et le hash de bloc et le hash de solde sont connectés ensemble. Le réseau joint les deux nœuds enfants pour obtenir le hash du nœud parent et vérifier toute transaction individuelle.

L'arbre de Merkle est divisé en fragments individuels et attribué à différents ensembles d'utilisateurs. Contrairement aux cryptomonnaies conventionnelles, chaque fragment stocke une plus petite pièce d'une structure de données massive, ce qui permet aux utilisateurs de vérifier les transactions d'autres parties du réseau.

De plus, les comptes de fragments détenant un solde nul pendant une période spécifique sont automatiquement supprimés, libérant de l'espace sur le réseau.

L'implémentation du prototype Vault a montré qu'il peut réduire la bande passante pour rejoindre le réseau de 90,5 % par rapport à Ethereum et de 99,7 % par rapport à Bitcoin lors du téléchargement d'un grand livre composé de 500 millions de transactions.