Une Brève Analyse de RGB : Un Protocole de Contrat Intelligent Évolutif et Confidentiel Construit sur Bitcoin

Contexte

La performance de Bitcoin est étroitement surveillée depuis le lancement de la cryptomonnaie en 2009. Comme elle ne peut traiter que sept transactions par seconde, le réseau ne permet pas de contrats intelligents évolutifs. La mise à niveau SegWit a augmenté la limite de taille des blocs de Bitcoin à 4 Mo (1 Mo pour les données de transaction et 3 Mo pour les données témoins) ; cependant, la limitation persiste. Entre-temps, à mesure que l'influence de Bitcoin s'accroît, le défi de l'évolutivité est devenu plus aigu. L'évolutivité reste un défi fondamental auquel l'écosystème Bitcoin est confronté. Aujourd'hui, les praticiens explorent des solutions avec différentes approches, qui comprennent principalement :

• Les chaînes latérales, y compris Liquid, Stacks, Rootstock, etc. ;
• Les canaux d'état comme le réseau Lightning qui traitent certaines transactions très fréquentes hors chaîne ;
• Des solutions d'évolutivité non évolutives telles que RGB et Bitcoin Script qui ne modifient pas le code de Bitcoin ;
• Des solutions d'évolutivité basées sur des mises à niveau, notamment Drivechain (BIP300/301), qui nécessitent un fort soutien des mineurs et atteignent l'évolutivité grâce à des forks durs.

Parmi les différentes approches, certaines solutions d'évolutivité précoces regagnent de l'attention. Notamment, Nostr, un protocole devenu viral fin 2022, a contribué à l'adoption généralisée du réseau Lightning. Dans le même temps, Ordinals a connu un boom début 2023. En tant que solution de contrat intelligent basée sur Bitcoin et le réseau Lightning offrant une complétude de Turing, une évolutivité et une forte protection de la confidentialité, RGB a publié une nouvelle version (v0.10) en avril dernier.

L'évolution de RGB

La genèse de RGB remonte à 2016, lorsque Peter Todd a introduit la notion de sceau à usage unique et de validation côté client. S'appuyant sur ces concepts critiques, RGB a été proposé en 2018.

En 2019, Orlovsky, un développeur principal de RGB, a dirigé le développement de RGB et créé de nombreux composants qui constituent finalement le protocole RGB. De plus, l'établissement de l'association LNP/BP en Suisse a contribué à fournir les normes pertinentes.

À la suite d'efforts de développement importants, RGB a dévoilé sa version v0.10 en avril 2023.

À propos de la conception de RGB

Voici comment RGB atteint l'évolutivité et la confidentialité :

Validation Côté Client

La plupart des blockchains publiques existantes fonctionnent selon un modèle de consensus global, où tous les nœuds valident toutes les transactions, partagent les informations de transaction entre eux et maintiennent un état global unifié.

Cependant, ce modèle présente plusieurs défis, notamment :

• Des limitations de scalabilité qui rendent coûteuse la validation de toutes les interactions contractuelles ;
• Des coûts élevés conduisant à une exploitation centralisée des nœuds ;
• Un manque de confidentialité dû à l'ouverture des informations de transaction.

La Validation Côté Client (VCC) propose une approche alternative : elle ne nécessite que la couche de consensus pour remplir les engagements cryptographiques associés aux événements du registre, tout en stockant les informations réelles des événements (le registre) hors de la blockchain. Cette approche, qui trouve son origine dans les travaux de Peter Todd, est appelée "Validation Côté Client". La VCC déplace les données de transaction hors chaîne, où les informations détaillées sont stockées et vérifiées, et seules des informations minimales sont soumises sur la blockchain. De plus, les données de transaction ne sont transférées hors chaîne qu'entre l'expéditeur et le destinataire. Par exemple, dans une transaction du monde réel, la validation n'est requise que lorsque le portefeuille et les parties demandent l'accès aux données du contrat.

Principales caractéristiques de la VCC :

• Les informations détaillées de transaction sont stockées hors chaîne et validées uniquement sur le client ;
• Seuls les engagements envers les données de transaction sont stockés sur la chaîne ;
• La validation ne s'applique qu'aux transactions dont les utilisateurs doivent avoir connaissance.

Dans RGB, le mécanisme de validation des transferts d'actifs diffère considérablement de celui de Bitcoin. Dans le réseau Bitcoin, les nœuds téléchargent et valident constamment les blocs et les transactions du mempool, ce qui leur permet d'acquérir l'état le plus récent de l'ensemble UTXO. Lorsqu'ils rencontrent une nouvelle transaction, les validateurs Bitcoin vérifient la validité de son historique en s'assurant que toutes les entrées existent dans l'ensemble UTXO le plus récent.

RGB, en revanche, ne s'appuie pas sur une diffusion globale en réseau de toutes les transactions pour créer un équivalent de l'ensemble UTXO de Bitcoin. Cela signifie que lors de la réception d'un paiement entrant, un client RGB doit non seulement vérifier que la dernière transition d'état est valide, mais doit également effectuer la même validation pour toutes les transitions d'état précédentes jusqu'à l'état de genèse dans le contrat d'émission. Cette validation ascendante de l'historique des transactions dans RGB protège également contre les attaques de double dépense.

RGB améliore l'évolutivité en ne validant que les transactions pertinentes. Cependant, cette approche pourrait entraîner des problèmes liés à une faible disponibilité des données, ce qui pourrait nécessiter un partage des données pour optimiser la validation des paiements.

Sceaux à usage unique basés sur Bitcoin

Les sceaux physiques à usage unique sont des attaches en plastique numérotées de manière unique, couramment utilisées pour détecter les altérations pendant le stockage et l'expédition. Par exemple, ils nous permettent de savoir si la porte d'un conteneur d'expédition a été ouverte pendant le transport. Les sceaux numériques à usage unique ferment un sceau numérique sur un message pour s'assurer qu'il ne peut être utilisé qu'une seule fois, ce qui rend impossible pour les vendeurs de vendre la même propriété deux fois.

Au lieu d'utiliser une entité de confiance pour certifier l'ouverture et la fermeture des sceaux numériques, il est possible d'utiliser les Sorties de Transaction Non Dépensées (UTXO) de Bitcoin comme sceaux. Un UTXO peut être considéré comme un sceau qui est fermé lors de sa création et ouvert lorsqu'il est dépensé. Compte tenu des règles de consensus de Bitcoin, une sortie ne peut être dépensée qu'une seule fois ; par conséquent, le sceau ne peut être ouvert qu'une seule fois. De cette manière, les sceaux à usage unique sont utilisés pour associer les UTXO de Bitcoin à des états de contrat hors chaîne, permettant l'exécution de la prochaine transition d'état via des transactions RGB hors chaîne (fermeture du sceau). Similaire aux sceaux physiques à usage unique utilisés pour sécuriser les conteneurs d'expédition, un sceau numérique à usage unique est un objet unique qui scelle avec précision une information pour empêcher la double dépense.

Voici une analogie simple : nous pouvons considérer les UTXO comme une série de chèques, chacun portant un montant différent. Lorsque vous effectuez un paiement, vous payez essentiellement quelqu'un avec un chèque non encaissé. De plus, tout solde restant du chèque vous reviendra sous la forme d'un nouveau chèque. Dans ce scénario, les sceaux à usage unique ajoutent certains enregistrements de transfert dans la case d'informations supplémentaires du chèque. Comme un chèque ne peut être encaissé qu'une seule fois, cette approche empêche la double dépense.

Voyons comment ce processus fonctionne entre Alice, Bob et Dave :

1. Pour commencer, Alice a émis un actif RGB (par exemple, USDT Tether ou USDT) avec une offre totale de 100 millions, et a ajouté les informations d'engagement dans la case d'informations supplémentaires d'un chèque valide (Chèque A). L'imprimeur de chèques n'a pas à tenir compte de ces informations supplémentaires, et le Chèque A peut avoir n'importe quelle valeur nominale, tant qu'il appartient à Alice et reste non encaissé.
2. Lorsqu'Alice veut transférer 10 millions d'USDT à Bob, elle doit encaisser le Chèque A et indiquer dans la case d'informations supplémentaires que 10 millions d'USDT iront sur un nouveau chèque (Chèque B) appartenant à Bob et 90 millions d'USDT iront sur un autre nouveau chèque (Chèque C) appartenant à Alice, qui contient les 90 millions d'USDT restants.
3. Si Bob souhaite transférer 10 millions d'USDT à Dave, il doit encaisser le Chèque B et noter dans la case d'informations supplémentaires que 10 millions d'USDT iront sur un nouveau chèque (Chèque D) appartenant à Dave.
4. Le même processus se répète pour chaque transfert ultérieur. Plus précisément, le détenteur précédent endosse une partie du montant au nouveau destinataire, et le destinataire vérifie ensuite l'historique complet des transferts d'actifs. Comme pour les chèques en circulation, chaque transfert crée un nouveau chèque, et chaque chèque ne peut être encaissé qu'une seule fois (UTXO). Pendant ce temps, les anciens chèques (UTXO) deviennent invalides, ce qui garantit que l'état ne peut avancer que vers l'avant et non vers l'arrière, ce qui empêche également la double dépense. De cette manière, les enregistrements sur la chaîne reflètent de manière fiable les changements d'état d'un actif crypto.

RGB utilise le modèle de sceau à usage unique basé sur Bitcoin décrit ci-dessus, ce qui signifie que lorsqu'une transaction RGB se produit, l'expéditeur crée une transition d'état du contrat définissant les droits transférés. Prenons le cas des jetons. Tout d'abord, l'émetteur d'un contrat établit l'état de genèse qui définit les détails du contrat, tels que le nom de l'actif, l'offre totale et l'UTXO avec le droit de déplacer l'offre. Ensuite, lors du premier transfert des actifs, le propriétaire du premier UTXO peut créer une transition d'état qui définit quel nouvel UTXO possédera désormais l'actif. RGB réalise des transitions d'état en exploitant le mécanisme selon lequel les UTXO ne peuvent être dépensés qu'une seule fois, ce qui lui permet de définir et de suivre de manière fiable le transfert des crypto-actifs et les changements dans les droits de propriété.

RGB conserve toutes les informations de transaction en dehors du réseau Bitcoin, les transférant exclusivement entre les expéditeurs et les destinataires. Pendant ce temps, les données d'engagement sont ancrées aux UTXO de Bitcoin. Une fois qu'un UTXO est dépensé, il ne peut plus être dépensé de la même manière, signalant un changement dans le contrat.

RGB exploite la blockchain Bitcoin pour se protéger contre les doubles dépenses, et cela est réalisé en engageant chaque transition d'état RGB à l'intérieur de la transaction Bitcoin dépensant l'UTXO qui possède les droits en cours de déplacement. Plusieurs transitions d'état peuvent être incluses dans une seule transaction Bitcoin, mais chaque transition d'état ne peut être soumise qu'une seule fois (sinon la double dépense serait possible). Pour permettre d'avoir plusieurs transitions d'état dans un seul engagement, les transitions d'état sont agrégées plusieurs fois puis soumises à la transaction Bitcoin via Taproot ou OP_RETURN. Si plusieurs engagements existent dans une transaction Bitcoin, seul le premier sera pertinent pour les règles de validation RGB, et les autres seront ignorés, rendant toute tentative de double dépense inutile. Caractéristiques clés de RGB

Évolutivité

• Par rapport aux protocoles alternatifs qui maintiennent toute la logique sur la chaîne, CSV garde les données hors chaîne, réduisant ainsi les coûts et la charge de calcul ;
• RGB est immédiatement disponible sur Bitcoin, sans nécessité de modification du code ou de transactions complexes sur la chaîne ;
• RGB prend en charge le réseau Lightning.

Confidentialité

• Les tiers ne peuvent pas observer les transactions RGB ou leurs sceaux à usage unique ;
• RGB propose des UTXO masqués. Un UTXO masqué consiste en le hachage de la concaténation entre l'UTXO et un secret de masquage aléatoire. De cette façon, l'expéditeur ne sait pas où les actifs sont allés, et le nouveau destinataire ne peut valider l'UTXO masqué que lorsqu'il dépense l'actif ;
• RGB utilise également un mécanisme de preuve à divulgation nulle de connaissance appelé Bulletproof. Avec ce mécanisme, les propriétaires d'actifs pourront voir tous les UTXO qui possédaient précédemment un actif, mais ils ne pourront pas voir le montant d'actif transféré dans chaque transition d'état.

Fonctions polyvalentes et cas d'utilisation de RGB

Schémas

Les émetteurs peuvent utiliser des schémas RGB, qui agissent comme des modèles de contrats pouvant être utilisés pour cibler des cas d'utilisation spécifiques.

Voici quelques exemples :

• Émission d'actifs fongibles RGB20
• Émission d'actifs non fongibles RGB21
• Identités numériques décentralisées RGB22
• Journal d'historique unique vérifiable pour des données auditables RGB23
• Système de noms de domaine global décentralisé RGB24
• Émission d'actifs de collection RGB25

Chacun est libre de développer son propre schéma pour différentes applications sans avoir à demander la permission aux développeurs RGB. Cependant, on s'attend à ce que la plupart des cas d'utilisation puissent être couverts par quelques schémas principaux.

AluVM

RGB utilise AluVM, une machine virtuelle RISC basée sur les registres spécialement conçue. AluVM est Turing-complet et peut opérer l'état global avec les mêmes garanties de disponibilité que les systèmes existants basés sur la blockchain. Similaire à EVM, AluVM présente une architecture qui superpose un nœud RGB au-dessus du Réseau Lightning, hébergeant un client RGB sur les nœuds RGB.

Entièrement compatible avec le Réseau Lightning

En liant les canaux de paiement de jetons spécifiques au Réseau Lightning, les actifs RGB peuvent offrir la même expérience utilisateur et les mêmes hypothèses de sécurité que les paiements réguliers du Réseau Lightning. Cela garantit des paiements à faible coût, rapides et stables, et peut bénéficier à l'ensemble de l'écosystème, y compris les utilisateurs, les développeurs et les opérateurs de nœuds Lightning.

Comparaison avec d'autres solutions

RGB VS TARO

TARO (maintenant Taproot Assets), un protocole Taro soutenu par Taproot, a été introduit par Lightning Labs en avril 2022 après avoir levé 70 millions de dollars en financement de série B.

RGB et TARO sont tous deux construits sur CSV. Comme les deux partagent des conceptions similaires, certains affirment même que TARO s'est inspiré de RGB. Cependant, il semble maintenant qu'ils se concentrent sur des aspects différents : TARO se concentre sur les jetons, tandis que RGB vise à implémenter des fonctions de contrat intelligent.

Comparaison avec d'autres solutions Bitcoin

Contrairement à Drivechain, qui est basé sur BIP300 et BIP301 et nécessite des hard forks, RGB est compatible avec la technologie Bitcoin existante et les potentiels soft forks futurs, sans nécessiter de modifications au niveau de base de Bitcoin.

Ordinals engage toutes les données dans la blockchain, tandis que RGB ne conserve que les engagements de données sur la chaîne. Compte tenu de la sécurité fournie par les UTXOs, RGB consomme un espace minimal sur la chaîne, permettant une intégration transparente avec le Réseau Lightning.

RGB VS Rollup

Rollup est une solution de mise à l'échelle d'Ethereum qui permet aux utilisateurs de déposer des fonds dans les contrats intelligents d'Ethereum, puis d'effectuer des transactions avec d'autres utilisateurs dans le même Rollup. Ces transactions sont périodiquement agrégées et soumises à la blockchain.

• De plus, RGB n'est pas une blockchain indépendante. Défis L'écosystème RGB en est encore à ses débuts. Bien que l'infrastructure soit déjà en place, l'écosystème n'offre qu'une poignée d'applications de base, et il faudra peut-être un certain temps avant que RGB n'élargisse ses outils de développement et sa base d'utilisateurs.
• Les clients RGB stockent des données massives, et les dépenses seraient impossibles si les données hors chaîne nécessaires à la validation étaient perdues. Par conséquent, ce n'est pas seulement la clé qui doit être stockée. De plus, contrairement à Bitcoin et aux autres systèmes de consensus global, les clients RGB n'ont pas besoin de voir ou de valider toutes les transactions au niveau mondial. Ils doivent plutôt valider uniquement les transactions liées à leurs portefeuilles. Cela réduit considérablement la quantité de données que chaque client doit valider, rendant l'ensemble du système plus évolutif. Bien que la validation de données massives lors de la réception de paiements puisse sembler problématique car une validation lente signifie des transactions lentes, cela ne devient un problème que lorsque l'historique des transactions est long. Dans ce cas, de nouvelles couches de disponibilité des données seront nécessaires, permettant aux clients de partager volontairement les données de transition d'état de contrats spécifiques. De cette manière, les futurs destinataires pourront commencer à valider une partie de l'historique des transactions à l'avance.
• Pour les jetons CSV populaires, une adoption extensive pourrait augmenter le coût de validation.
• RGB est un développement communautaire et s'appuie sur des recherches diligentes de l'équipe, ce qui signifie des progrès lents et des promotions de marché limitées.

Courbe d'apprentissage pour les développeurs : en plus des connaissances sur Bitcoin, les développeurs doivent également se tenir informés des transitions d'état et des contrats de RGB.

Projets de l'Écosystème

DIBA

Site web : https://diba.io/

DIBA est une place de marché de NFT Bitcoin utilisant le Protocole de Contrat Intelligent RGB.

Cosminmart

Site web : https://www.cosminmart.com/

Cosminmart est un écosystème basé sur le protocole RGB et propose des fonctionnalités incluant un portefeuille, un marché, une plateforme de lancement et un navigateur.

Mycitadel

Site web : https://mycitadel.io/

Mycitadel offre une large gamme de fonctionnalités, notamment la multi-signature, les conditions de dépense à verrouillage temporel, Taproot, etc.

Bitmask

Site web : https://bitmask.app/

Bitmask est une extension de portefeuille.

A propos de CoinEx

Fondée en 2017, CoinEx est une plateforme d'échange de cryptomonnaies mondiale qui s'engage à faciliter le trading de cryptomonnaies. La plateforme offre une gamme de services, comprenant le trading au comptant et avec effet de levier, les contrats à terme, les swaps, le teneur de marché automatisé (Compte AMM) et des services de gestion financière pour plus de 5 millions d'utilisateurs dans plus de 200 pays et régions. Créée avec l'intention initiale de créer un environnement de cryptomonnaies équitable et respectueux, CoinEx se consacre à démanteler les barrières de la finance traditionnelle en proposant des produits et services faciles à utiliser pour rendre le trading de cryptomonnaies accessible à tous.

Références

https://hackernoon.com/top-4-directions-of-bitcoin-ecosystem-scalability

https://docs.rgb.info/

https://github.com/RGB-WG/blackpaper/blob/master/README.md

https://docs.lightning.engineering/the-lightning-network/taproot-assets

https://docsend.com/view/he8x9erkjmphphvn