Qu’est-ce que la cryptomonnaie (Ada) Cardano?

Cardano est une plate-forme de blockchain multi-niveaux Proof-Of-Stake écrite dans le langage de programmation Haskell et conçue pour créer des applications décentralisées basées sur des contrats intelligents.

La plate-forme porte le nom de Gerolamo Cardano (1501 – 1576), un mathématicien, physicien, biologiste, chimiste, astrologue, philosophe, écrivain et passionné de jeux de hasard.

Il est tout à fait logique que le créateur de Cardano, le mathématicien Charles Hoskinson, ait nommé Cardano un projet visant à créer une sorte de monnaie programmable flexible et interopérable en utilisant des méthodes scientifiques basées sur la preuve mathématique et la théorie des jeux.

Le jeton de crypto-monnaie natif de Cardano, ADA, porte le nom d’Augusta Ada King, comtesse de Lovelace (1815-1852). Fille du poète George Byron, Ada Lovelace était mathématicienne et a décrit la première machine informatique pour laquelle elle a écrit le premier programme au monde. Elle est considérée comme la première programmeuse de l’histoire.

La sous-unité de la crypto-monnaie ADA (0,000001 ADA) est appelée Lovelace.

Qui a inventé Cardano et quand?

  • Charles Hoskinson est le fondateur de Cardano, le mathématicien et entrepreneur qui a lancé Bitshares et Ethereum.
  • Jeremy Wood est le co-fondateur de Cardano, directeur du développement stratégique du projet. À la fin de 2013, il a occupé le poste de PDG de la Fondation Ethereum, après quoi il a agi en tant que consultant sur un certain nombre d’autres projets de crypto-monnaie.
  • Aggelos Kiayas est le scientifique en chef du projet, cryptographe et professeur à l’Université d’Édimbourg.

En juin 2014, Hoskinson a quitté Ethereum en raison de désaccords concernant la poursuite du développement du projet, après quoi, avec Wood, il a fondé Input Output Hong Kong (IOHK), qui a commencé à développer et développer Cardano en 2015.

Le 7 février 2017, les développeurs d’IOHK ont présenté le livre blanc du protocole de la blockchain Ouroboros.

Le lancement officiel de la plateforme Cardano a eu lieu le 29 septembre 2017. Le trading de jetons a commencé le 1er octobre 2017.

Qui développe Cardano?

  • La Fondation Cardano est une organisation à but non lucratif basée à Zoug, en Suisse, dont la principale fonction est de «normaliser, protéger et développer la technologie Cardano». Elle est responsable des relations avec les régulateurs financiers, les agences gouvernementales, le public, et développe également des partenariats stratégiques avec d’autres projets.
  • IOHK (Input Output Hong Kong) est une société d’ingénierie et de technologie fondée par Wood et Hoskinson. IOHK est engagé dans le développement de crypto-monnaie et des activités de recherche. La société est liée par un contrat avec la Fondation Cardano, en vertu duquel elle restera le principal développeur de la plateforme jusqu’en 2020.
  • Emurgo est un fonds d’investissement avec des bureaux à Singapour, au Japon, aux États-Unis, en Indonésie et en Inde. Sa mission est de «développer et accompagner les entreprises et contribuer à l’intégration des entreprises dans l’écosystème Cardano».

Quel est le modèle de la blockchain Cardano?

Actuellement, Cardano utilise le modèle UTXO, qui est utilisé dans Bitcoin, pour effectuer des transactions. Dans le même temps, l’ère Shelley permet également l’utilisation d’un modèle de compte (similaire à Ethereum / EOS). Les adresses de ce format sont utilisées pour le calcul des récompenses. Cardano profite des deux modèles.

Les entrées et sorties contiennent des informations sur l’origine et le mouvement des fonds: les entrées indiquent à quelle adresse les fonds proviennent et les sorties – à partir de quelle adresse les fonds sont transférés.

Pour éviter les doubles dépenses, chaque nœud du réseau conserve un enregistrement des transactions. Lorsqu’une nouvelle transaction devient disponible (apparaissant dans un bloc ou dans un mempool), elle est analysée pour voir si elle modifie la sortie non encombrée associée à chaque adresse sur le réseau.

Le modèle UTXO ne peut pas prendre en charge de manière optimale la fonctionnalité de contrat intelligent. Pour résoudre ce problème, Cardano prévoit de publier sa propre version personnalisée d’UTXO appelée Extended UTXO (EUTXO).

EUTXO utilise des mécanismes qui divisent l’exécution d’un contrat intelligent en plusieurs transactions: chaque sortie de transaction contient un champ de données avec des informations sélectionnées au hasard associées à un contrat intelligent spécifique. Le modèle EUTXO devrait être pleinement mis en œuvre pendant la phase Goguen.

Il existe deux types de blocs dans la blockchain Cardano: les blocs principaux et les blocs de genèse. Le bloc principal se compose d’un en-tête et d’un corps (la partie interne de l’objet d’information). L’en-tête contient des métadonnées de bloc et le corps contient des données transactionnelles. Comme les blocs principaux, les blocs de genèse ont également un en-tête et un corps, cependant, ils sont générés une fois par époque, étant des index pour les blocs principaux auxquels ils sont associés.

Qu’est-ce que l’algorithme Ouroborous?

Ouroboros est un protocole PoS avec une force cryptographique prouvable. Selon les développeurs, le protocole Ouroboros est un algorithme de consensus qui peut devenir la base d’une blockchain plus fiable et évolutive et d’une augmentation significative de la vitesse de transaction. Le processus de création de bloc est divisé en époques et emplacements. Une époque est formée de N (nombre) créneaux, au cours desquels un certain niveau de distribution des steaks est fixé. Il est soit programmé (au stade initial de la validation croisée), soit à un stade ultérieur de développement est calculé à partir d’un instantané du bloc.

Au début de chaque époque, des dirigeants sont élus, chacun d’eux étant habilité à traiter les transactions et à signer des blocs dans des créneaux spécifiques. Pour chaque créneau, un leader est sélectionné au hasard parmi les parties prenantes, qui crée le bloc suivant connecté au précédent dans la chaîne.

Alors que les transactions sont enregistrées par blocs, la répartition des enjeux par lesquels le leader est élu change. Contrairement à l’algorithme Byzantine Fault Tolerance, où les validateurs finalisent les blocs au fur et à mesure de leur création, dans Cardano, la probabilité qu’un bloc soit reconnu comme «canonique» augmente à mesure que le nombre de blocs créés par-dessus augmente (comme dans Proof-of-Work régimes).

Les processus de sélection des leaders et d’attribution des places sont basés sur l’attribution des mises et la loterie. Cependant, tous ceux qui obtiennent le hachage correct ne gagnent pas en premier – le leader de chaque emplacement est déterminé par le nombre généré par les calculs d’un certain nombre de parties prenantes à l’ère précédente. Les chances de gagner de la machine à sous sont proportionnelles au montant de son steak, au pourcentage de pièces qu’elle contrôle, soit directement, soit par l’intermédiaire de délégués.

Quelles implémentations du protocole Ouroboros existe-t-il?

Ouroboros Classic est la première implémentation du protocole Ouroboros, publié en 2017. Il a jeté les bases du futur rôle du protocole en tant que concurrent économe en énergie de la preuve de travail, a fourni la base mathématique de l’analyse de preuve d’enjeu et a introduit un mécanisme d’incitation innovant pour les participants dans le protocole d’analyse de preuve d’enjeu.

La chose la plus importante qui distingue Ouroboros des autres blockchains, et en particulier des protocoles Proof-of-Stake, est la capacité à générer un arbitraire objectif dans l’algorithme de sélection du chef de protocole et les garanties de sécurité qu’il fournit.

L’arbitraire empêche la structuration et est essentiel à la sécurisation du protocole – le comportement prévisible d’un participant au réseau peut être exploité par des attaquants. En offrant une transparence totale, Ouroboros empêche les tentatives de pression sur les membres du réseau. Ouroboros a été le premier protocole blockchain avec une analyse de fiabilité extrêmement robuste.

Dans Ouroboros, la blockchain est divisée en créneaux (intervalles de temps) et époques. Chaque créneau dure 20 secondes, chaque époque (rangée de créneaux horaires) représente la valeur des créneaux horaires pendant environ cinq jours.

Le modèle Ouroboros est basé sur le principe que les attaques sont inévitables, de sorte que le protocole a une résistance intégrée aux influences nuisibles, empêchant les attaquants de distribuer des versions alternatives de la blockchain et permettant aux attaquants d’envoyer des messages à n’importe quel participant du réseau à tout moment. Le protocole garantit la protection tant que 51% des steaks sont contrôlés par des participants honnêtes (suivant le protocole).

Pour chaque emplacement, un chef est élu qui est chargé d’ajouter un bloc à la chaîne et de le transmettre au prochain chef de file. Pour protéger le protocole des tentatives de le déstabiliser, chaque nouveau chef de file est tenu de considérer les derniers blocs du réseau reçu comme temporaires ou transitoires: seul le circuit précédant le nombre prédéterminé de blocs de transition est considéré comme approuvé. Cette fonctionnalité est également appelée délai d’approbation. Cela signifie également que la partie prenante peut rester hors ligne et être toujours synchronisée avec la blockchain pendant la période de «délai d’approbation».

Dans le protocole Ouroboros, chaque nœud de réseau stocke des copies du mempool de transaction, où les transactions sont ajoutées, conformément aux transactions existantes et à la blockchain. La blockchain stockée localement est remplacée lorsque le nœud découvre une chaîne valide alternative plus longue.

Les inconvénients d’Ouroboros Classic sont qu’il est vulnérable aux attaques adaptées (ce problème a été résolu par Ouroboros Praos) et ne donne pas à un nouveau participant une opportunité sûre de quitter la blockchain (ce problème a été résolu par Ouroboros Genesis).

Ouroboros BFT

Ouroboros BFT (Byzantine Fault Tolerance) était un protocole simple utilisé par Cardano pendant la phase Byron, lors de la transition d’une ancienne base de code source à une nouvelle. BFT avait pour but de préparer le réseau à la sortie et à la décentralisation de Shelley.

Grâce à Ouroboros BFT, les nœuds n’ont plus besoin de rester en ligne tout le temps – le protocole offre un réseau intégré de serveurs (blockchain) et une communication synchrone entre eux, fournissant un consensus de grand livre d’une manière plus simple et plus déterministe.

Un avantage supplémentaire est la confirmation instantanée que la transaction est approuvée (le facteur décisif est la vitesse de la connexion réseau avec le nœud OBFT).

Ouroboros Praos

Comme l’Ouroboros Classic, l’Ouroboros Praos traite les blocs de transaction en divisant les chaînes en créneaux qui sont agrégés au fil des époques. Cependant, Ouroboros Praos est analysé dans un environnement semi-synchrone et résiste aux attaques adaptées. Ouroboros Praos permet deux possibilités: les attaquants peuvent retarder les messages d’un participant honnête pendant plus d’un créneau, et les attaquants peuvent envoyer des messages arbitraires à n’importe quel participant à tout moment.

Avec la possibilité de sélectionner un leader privé et de transmettre les signatures et la saisie secrètes, Praos garantit qu’un attaquant disposant de ressources puissantes ne peut pas prédire le prochain leader de slot, lancer une attaque DDoS et annuler le protocole.

Praos résiste également aux retards de livraison des messages et à l’augmentation progressive du nombre de participants corrompus dans la population croissante des parties prenantes, ce qui est essentiel pour maintenir la sécurité du réseau dans un environnement mondial, à condition que la majorité des acteurs honnêtes restent.

Ouroboros Genesis

Ouroboros Genesis contient une option de sélection de chaîne qui permet aux parties de se détacher du bloc de genèse – surtout, il n’est pas nécessaire de disposer de points de contrôle fiables ou d’hypothèses de disponibilité passées.

Genesis fournit également une preuve de protocole universellement compatible avec d’autres protocoles dans des configurations arbitraires dans une situation réelle. Cependant, les paramètres de sécurité sont conservés. Ainsi, la fiabilité et la viabilité du protocole et du réseau qui l’utilise sont améliorées.

Ouroboros Hydra

Ouroboros Hydra est un protocole de couche 2 hors chaîne destiné à étendre davantage le réseau.

Le livre blanc Hydra contient une description des canaux d’état multi-utilisateurs qui permettent le traitement parallèle des transactions: cela permet d’augmenter considérablement la sortie TPS et d’obtenir une confirmation instantanée des transactions.

Les “descendants” hors chaîne du registre – canaux étatiques – sont appelés “têtes”, ce qui rend le registre “multi-têtes”, conformément au nom de cette implémentation (“Hydra”).

Ouroboros Hydra permet à Cardano d’évoluer horizontalement, augmentant les performances en implémentant des nœuds supplémentaires plutôt qu’en ajoutant verticalement du matériel plus puissant.

Les premières simulations montrent que chaque tête est capable de jusqu’à 1000 TPS. 1000 têtes permettent de porter ce chiffre à 1 000 000 TPS.

Bien qu’Hydra soit conçu en conjonction avec Ouroboros et Cardano, il peut être implémenté dans d’autres réseaux, à condition qu’ils aient certaines des mêmes caractéristiques techniques que Cardano.

Comment fonctionne le processus de développement itératif de Cardano?

Le processus de développement comprend cinq phases (époques). Chaque époque représente un autre jalon dans le développement du réseau. Les travaux sur les différentes composantes de chaque époque se poursuivent en parallèle.

La phase Byron porte le nom du poète Byron, père d’Ada Lovelace. Il s’agit de la phase initiale (commencée en septembre 2017), au cours de laquelle les éléments clés ont été élaborés et le niveau calculé a été préparé pour la décentralisation.

La phase Shelley porte le nom du poète anglais Percy Bysshe Shelley, ami de Lord Byron et auteur du célèbre sonnet Ozymandias. Le héros du sonnet trouve dans le désert des fragments d’un monument en l’honneur du souverain autrefois puissant, du royaume duquel il ne reste aucune trace. Le nom fait allusion à l’inévitabilité de la décentralisation que la phase Shelley annoncera.

Selon une autre version, cette phase porte le nom de l’écrivain anglais Mary Shelley, l’épouse du poète Shelley. Elle est surtout connue comme l’auteur du livre “Frankenstein, ou Prométhée moderne”. Après avoir discuté avec Byron et son mari pour savoir lequel des trois serait capable de créer la meilleure œuvre du genre horreur, Shelley a écrit une histoire dont le personnage principal était un scientifique, le créateur d’un monstre humanoïde. L’histoire a été publiée de manière anonyme et a eu un impact significatif sur la littérature mondiale et la culture populaire.

Bien que l’écosystème Cardano n’ait rien à voir avec le genre d’horreur, pendant la phase Shelley, grâce à la mise en œuvre de l’algorithme de consensus Ouroboros Genesis, la plateforme sera entièrement décentralisée. De plus, au stade Shelley, des pools de jalonnement apparaîtront dans le système, permettant à tout utilisateur de leur déléguer des pièces ADA et de recevoir des dividendes.

La troisième phase de Goguen porte le nom du mathématicien américain Joseph Gauguin (1941 – 2006), professeur à Oxford et à l’Université de Californie, qui était impliqué dans la recherche en sémantique algébrique et en vérification formelle.

Pendant la période Goguen, des jetons natifs seront mis en œuvre: plus sécurisés, standardisés et moins gourmands en ressources par rapport aux modèles similaires ERC-20 et ERC-721. Leur utilisation ne nécessite pas la création et l’exécution de contrats intelligents.

En outre, à ce stade, il est prévu d’introduire un niveau de calcul conçu pour exécuter des contrats intelligents et comprenant les éléments suivants:

  • Plutus est un langage de développement de contrat intelligent spécialisé et une plate-forme d’exécution de code basée sur le langage de programmation fonctionnel Haskell.
  • Marlowe est un langage de haut niveau spécifique à un domaine basé sur Plutus. Marlowe simplifie le processus de création de contrats intelligents pour les applications financières, permettant aux experts du secteur sans connaissance approfondie du codage de contribuer directement à Cardano.

La quatrième phase de Basho porte le nom du poète japonais Matsuo Basho, un maître du genre poétique haïku. C’est une ère d’optimisation, d’évolutivité et d’interopérabilité du réseau. À ce stade, on s’attend à ce que les performances de base du réseau s’améliorent et Cardano commencera à accepter les applications avec un volume de transactions élevé.

L’une des principales innovations de Basho sera les sidechains: de nouvelles blockchains interopérables avec la principale blockchain Cardano. Les sidechains peuvent être utilisés comme mécanisme de partitionnement, transférant la charge de la blockchain principale vers la sidechain et augmentant ainsi l’efficacité du réseau. Les Sidechains peuvent être utilisées pour tester des fonctionnalités expérimentales sans affecter la sécurité de la blockchain principale.

Au stade Basho, la mise en œuvre de différents modèles de compte aura lieu. Alors que la blockchain principale Cardano continuera à utiliser le modèle UTXO, il sera possible de basculer entre UTXO et différents modèles de compte. Le résultat sera une interopérabilité accrue et de nouveaux cas d’utilisation.

La cinquième phase de Voltaire porte le nom du philosophe et éducateur français du XVIIIe siècle Voltaire (François-Marie Arouet). La phase Voltaire comprend la mise en œuvre de la gouvernance décentralisée en chaîne (c’est-à-dire la démocratie directe associée à l’ère des Lumières et Voltaire) et le système de trésorerie.

Trois étapes de lancement de la plateforme Cardano

L’ère Testnet (septembre 2015 – janvier 2017) comprenait les premières étapes du déploiement du réseau Cardano, lorsque les premiers utilisateurs pouvaient participer aux tests bêta. Au cours de cette période, les deux tiers de tous les jetons ADA ont été vendus (26 milliards à un prix de 0,0024 $ chacun) et 62 993 614 $ ont été levés.

Au lancement, 31 112 48464 jetons étaient disponibles (l’émission ADA est limitée à 45 000 000 000 de jetons). Le reste des jetons (13 887 515 354 ADA) sera libéré après le lancement de la dernière étape du réseau principal. Certains iront au trésor, certains iront aux piqueurs.

L’ère de Bootstrap («l’ère de la promotion») commence par le fait que tous les nœuds participant au consensus sont sous le contrôle de l’IOHK et de ses partenaires, et qu’il n’y a pas de support pour les contrats intelligents. Pendant cette période, le réseau est complètement centralisé, aucune récompense n’est émise, les transactions ne sont pas dirigées vers le réseau principal décentralisé, mais vers le réseau de test. Shelley Incentivized Testnet et environ 500 pools de jalonnement ont été lancés le 13 décembre 2019.

Le lancement du testnet était une expérience concrète conçue pour évaluer la qualité du mécanisme de récompense des détenteurs d’ADA (à travers la délégation de steaks et la capacité de gérer le pool de steaks). À cette époque, les utilisateurs recevront environ 3,8 millions d’ADA, mais ils ne pourront pas être dépensés avant le lancement du réseau principal.

Reward Era («ère de récompense») – la période de lancement du réseau principal et le mode de fonctionnement à part entière de la couche de règlement Cardano en tant que crypto-monnaie PoS.

Pendant cette période, les détenteurs d’ADA pourront recevoir des récompenses de jalonnement pour leurs pièces. Les détenteurs d’ADA seront en mesure de gérer des pools de mise ou de déléguer leurs enjeux à des pools existants. Les sources de financement pour récompenser les utilisateurs seront les frais de transaction et les pièces non créées.

Comment évolue le projet Cardano?

Le 21 février 2020, le hard fork d’Ouroboros Byzantine Fault-Tolerant (OBFT) a eu lieu sur le réseau Cardano, conçue pour préparer le terrain pour le lancement du réseau principal Shelley.

En avril 2020, Charles Hoskinson a annoncé l’extraction de bloc zéro sur le testnet, ce qui a rapproché la communauté de la mise à jour de Shelley. La sortie du bloc de genèse a marqué le début des tests bêta fermés.

Le 30 juillet 2020, les développeurs ont activé la mise à jour Shelley sur le réseau principal de Cardano. Après la hard fork, les utilisateurs ont pu à la fois gérer le pool pour le compte d’autres détenteurs de Cardano et déléguer leurs pièces afin que quelqu’un d’autre puisse assumer ce rôle. Cette fonctionnalité a déjà été implémentée dans le portefeuille. La société à l’origine du développement du projet, IOHK, s’attend à ce qu’au fil du temps, le nombre de pools de jalonnement approchera du millier.

En mars 2020, IOHK a annoncé la sortie d’Ouroboros Hydra, un protocole de couche 2 hors chaîne destiné à une mise à l’échelle supplémentaire. Les travaux sur le protocole se poursuivent depuis cinq ans.


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