Qtum (prononcé Quantum) a attiré l’attention dans l’  espace crypto  . La Fondation Qtum est enregistrée à Singapour et est un projet mondial avec une équipe située en Asie, en Amérique, en Afrique et en Europe. La raison de sa montée en popularité est son USP – fournir  Ethereum EVM  avec  de Bitcoin  modèle UTXO sécurisé. En plus de cela, ils garantissent un consensus avec l’algorithme Proof of Stake 3.0 (POS 3.0). Dans ce guide, nous examinerons plus en détail Qtum et verrons pourquoi les développeurs devraient commencer à expérimenter avec leur plate-forme.

Combiner le meilleur des deux mondes

Les blockchains les plus populaires au monde à l’heure actuelle sont Bitcoin et Ethereum. Bitcoin, étant celui qui a tout déclenché, est toujours la blockchain la plus sécurisée de l’espace. Son modèle UTXO (Unspent Transaction Output) contribue également à la haute traçabilité des transactions. C’est la raison pour laquelle Qtum a décidé que la blockchain Bitcoin en serait la base. De l’autre côté de l’équation, nous avons la blockchain Ethereum. Ethereum a inauguré l’ère des contrats intelligents. Soudainement, une blockchain n’était plus seulement un moyen sophistiqué de transférer de l’argent. Ethereum a permis aux développeurs du monde entier de créer leurs applications décentralisées (dApps) en haut de la chaîne. Pour intégrer des contrats intelligents, avec cette innovation simple, Qtum offre à ses utilisateurs un mécanisme de contrat intelligent sécurisé qui est interopérable avec Bitcoin et Ethereum. C’est une proposition très excitante pour les utilisateurs réguliers et les développeurs, car les techniques d’évolutivité en cours de  traitement dans Bitcoin (  Lightning Network ) et Ethereum (Raiden Network, Plasma, etc.) peuvent fonctionner sur Qtum, tant que la communauté y consent.

En parlant d’interopérabilité, il y a deux autres aspects fascinants à considérer:

Compatibilité SegWit

Pour une compréhension complète de SegWit, consultez notre  guide détaillé ici  . Pour vous donner une très brève compréhension, SegWit signifie «témoin séparé». Avant la mise en œuvre de SegWit, les transactions Bitcoin souffraient d’un problème d’évolutivité car elles étaient inutilement encombrantes. Les données de l’entreprise ont ajouté le volume supplémentaire. En implémentant SegWit, les données de signature ont été extraites des blocs et stockées sur une sidechain, qui fonctionne parallèlement à la blockchain Bitcoin principale. Puisque Qtum prend en charge SegWit, vous pouvez profiter de ses avantages.

Compatibilité des contrats intelligents Ethereum

Qtum utilise la machine virtuelle Ethereum (EVM) pour s’assurer que  les contrats intelligents  Ethereum  s’exécutent sur Qtum et vice versa. C’est une fonctionnalité extrêmement importante. Ethereum possède la communauté de développeurs la plus forte au monde. Grâce à cette fonctionnalité, Qtum peut détourner ces développeurs vers sa plateforme. Les dApps Ethereum peuvent également être facilement portés vers Qtum. Cela signifie également que les développeurs peuvent utiliser  Solidity  , un langage établi, pour créer des contrats intelligents dans Qtum.

Qtum et UTXO

Pour comprendre UTXO, vous devez comprendre comment les transactions fonctionnent dans Bitcoin (et elles fonctionnent de la même manière pour Qtum). Pour avoir une compréhension simple du fonctionnement des UTXO, réfléchissez au fonctionnement de base des transactions en espèces. Supposons que votre ami vous doit 6 $. Il met la  main dans son sac à main, en sort un billet de 5 $ et 1 $ et retourne l’argent. 

Maintenant, si vous devez 8 $ à quelqu’un, vous retirez les 5 $ et 1 $ que votre ami vous avait déjà payés et les 2 $ que quelqu’un d’autre vous avait déjà payés.

C’est ainsi que fonctionnent les transactions Bitcoin. Les sorties d’une transaction précédente deviennent les entrées d’une transaction future. Alors, gardez cela à l’esprit et voyons comment fonctionnent les transactions Bitcoin.

 

Saisie de transaction

Supposons qu’Alice ait besoin d’envoyer des Bitcoins à Bob. Pour effectuer cette transaction, le portefeuille d’Alice fera des résultats de ses transactions précédentes l’entrée pour la nouvelle transaction.

Donc, supposons qu’Alice ait besoin d’extraire des bitcoins des transactions suivantes que nous appellerons TX (0), TX (1) et TX (2). Ces trois transactions seront additionnées et cela vous donnera la transaction d’entrée que nous appellerons TX (Input).

Schématiquement, cela ressemblera à ceci:

Donc c’est du côté de l’entrée, voyons à quoi ressemblera le côté de la sortie.

Sortie de transaction

Fondamentalement, la sortie aura le montant de bitcoins que Bob possédera après la transaction et tout changement restant qui reste, qui est ensuite envoyé à Alice. Ce changement devient votre valeur d’entrée pour une transaction future.

Une représentation graphique du côté sortie ressemble à ceci:

 

Il s’agit maintenant d’une transaction simple qui n’a qu’une seule sortie (à part CHANGE), certaines transactions sont possibles avec plusieurs sorties.

Alors pourquoi Qtum a-t-il adopté le modèle UTXO? Il y a deux principales raisons:

• Tout d’abord, utilisez un modèle de transaction mature, stable et sécurisé, largement compris dans la blockchain Bitcoin.
• Deuxièmement, le modèle UTXO a contribué à la mise en œuvre de la vérification de paiement simple (SPV). SPV permettra à un nœud léger d’interagir avec des contrats intelligents et de vérifier les transactions. Les nœuds légers sont des nœuds qui ne téléchargent qu’une partie de la blockchain au lieu de la blockchain entière.

Qtum et EVM

Comme mentionné ci-dessus, Ethereum a inauguré l’ère des contrats intelligents. Les contrats intelligents sont des accords automatiques et auto-exécutables entre deux ou plusieurs parties, ne nécessitant aucun intermédiaire juridique. Cela semble assez incroyable, non?

Cependant, où exécutez-vous exactement ces contrats? Les contrats intelligents peuvent être exécutés dans l’un des deux systèmes suivants:

• Machines virtuelles:  Ethereum l’utilise.
• Docker:  Fabric l’utilise.

Comparons ces deux et déterminons quel est le meilleur écosystème. Pour simplifier, nous allons comparer Ethereum (Virtual Machine) avec Fabric (Docker).

Par conséquent, les machines virtuelles fournissent un meilleur environnement déterministe, résiliable et isolé pour les contrats intelligents. EVM intègre un mécanisme de gaz pour éviter les boucles infinies et le spam (l’exécution se termine lorsque l’appel du contrat est à court de gaz).

Connexion UTXO et EVM

Puisque UTXO et EVM sont des concepts très différents, comment QTUM a-t-il réussi à les connecter sur sa plateforme? En ajoutant la couche de résumé de compte (AAL). AAL agit comme une couche d’interface entre UTXO et EVM. La beauté de l’AAL est qu’elle ne se limite pas à l’EVM. Toute machine virtuelle compatible AAL peut s’exécuter sur AAL. 

Donc, avant de nous aventurer plus loin dans AAL, comprenons ce que signifie l’abstraction.

L’abstraction signifie que n’importe qui peut utiliser n’importe quel système ou protocole sans connaître pleinement les tenants et les aboutissants et tous les détails techniques. Par exemple. Lorsque vous utilisez votre iPhone, vous n’avez pas besoin d’être programmeur ou ingénieur pour le faire fonctionner. Appuyez simplement sur l’écran pour activer une application ou appuyez sur le bouton d’appel pour appeler quelqu’un. Vous n’avez pas besoin de savoir comment le fait d’appuyer sur certaines applications active le circuit dans le téléphone ou comment certaines applications ont été programmées. L’abstraction rend la technologie sophistiquée accessible aux masses en cachant les complexités.

 

Pour les plates-formes de contrats intelligents et dApps, l’abstraction est à peu près le Saint Graal. Si l’objectif est l’adoption massive, les dApps doivent s’exécuter de la même manière qu’une application normale. De même, Qtum devrait intégrer EVM et UTXO de manière à ce que les utilisateurs et les développeurs puissent interagir facilement avec eux. 

Donc, pour mieux comprendre le fonctionnement d’AAL, voyons comment une simple transaction Bitcoin fonctionne au niveau du code. Lors d’une transaction, votre portefeuille exécutera les opcodes suivants sur votre machine. Fondamentalement, cela indique au logiciel de vérifier si la clé publique de la transaction correspond ou non à la signature:

La colonne « Script » contient un tas de mots-clés appelés opcodes. Les transactions Bitcoin sont écrites par la combinaison de ces opcodes. L’AAL ajoute trois autres opcodes à la liste Bitcoin d’origine pour activer la prise en charge des contrats intelligents.

• OP_CREATE:  utilisé pour créer de nouveaux contrats intelligents.

• OP_CALL:  utilisé pour exécuter du code dans un contrat intelligent existant.
• OP_SPEND: il est  utilisé pour dépenser une valeur de contrat intelligent.

Alors, comment ces opcodes sont-ils traités?

• Le logiciel de validation analyse le script dans les transactions Qtum.
• Lorsqu’ils rencontrent l’un de ces trois opcodes, ils les mettent de côté pour le traitement par EVM.
• Les transactions de contrat EVM sont ensuite traitées dans une « Liste des transactions de contrat attendues », qui est exécutée par les nœuds de validation.
• Ces transactions sont exécutées par rapport à l’EVM et la sortie résultante est convertie en un Qtum tx utilisable. 
• Si, lors de l’exécution d’un contrat, le contrat appelle un autre contrat avec une valeur, cette transaction est également convertie en un Qtum tx explicite et attachée au bloc courant.

La taille du Qtum UTXO peut être gérée assez bien puisque les transactions OP_CREATE, OP_CALL et OP_SPEND sont dépensables. Lorsqu’un contrat s’autodétruit, la transaction OP_CREATE est dépensée, ce qui la supprime du groupe UTXO.

Si vous êtes un développeur solide, il sera assez facile de commencer à coder dans Qtum car il tire déjà parti de l’EVM.

Cependant, comme mentionné ci-dessus, EVM n’est pas la seule machine virtuelle disponible dans Qtum pour exécuter des contrats intelligents. L’équipe Qtum développe une machine virtuelle smart contract x86 pour Qtum. Cette machine virtuelle x86 donnera aux développeurs la possibilité de coder des contrats intelligents dans des langages de programmation populaires tels que Rust et d’autres. 

Qtum et preuve de participation (POS)

Comme mentionné à plusieurs reprises déjà, Qtum utilise un  modèle de consensus  POS  . Beaucoup de blockchains modernes ont opté pour un modèle de point de vente en raison des avantages qu’il présente par rapport au modèle POW classique. Le POW ou preuve de travail était le modèle de consensus introduit par Bitcoin, dans lequel des nœuds spécialisés appelés mineurs résolvent des énigmes cryptographiquement difficiles grâce à l’utilisation d’ASIC.

Les problèmes avec la preuve de travail.

• La preuve de travail est un processus extrêmement inefficace en raison de la grande quantité d’énergie et d’énergie qu’elle consomme.
• Les personnes et les organisations qui peuvent se permettre des ASIC plus rapides et plus puissants ont généralement de meilleures chances de miner que d’autres. Cela signifie que l’extraction de Bitcoin n’est pas aussi décentralisée que nous le souhaitons.
• Étant donné que l’exploitation minière des prisonniers de guerre consomme des ressources du monde réel, elle est très nocive pour l’environnement.

La preuve d’enjeu, d’autre part, rend le processus d’extraction complètement virtuel. Laissez-nous vous donner un bref aperçu du fonctionnement du point de vente:

• Les validateurs / mineurs verrouillent certaines de leurs pièces comme un enjeu.
• Après cela, ils commenceront à valider les blocs. Autrement dit, lorsqu’ils découvrent un bloc qui, selon eux, peut être ajouté à la chaîne, ils le valideront en plaçant un ou plusieurs UTXO pour 500 commits.
• Si le bloc est ajouté, les validateurs recevront une récompense de bloc, où la fréquence des récompenses de bloc est proportionnelle au montant misé par ce validateur.

Différents projets utilisent différentes variantes de l’algorithme POS. Ethereum utilisera le protocole Casper, tandis qu’Algorand utilisera du POS pur. Ensuite, il y a des projets comme EOS qui utilisent des points de vente délégués

Qtum utilise POS version 3 ou POSv3, qui est conçue pour les blockchains basées sur UTXO. Regardons les anciennes versions avant d’arriver à POSv3.

POSv1:

«L’âge des pièces» est un terme utilisé pour décrire combien de temps un UTXO n’a pas été passé sur la blockchain. POSv1 dépend fortement de l’âge de la pièce. Plus la pièce est ancienne, plus la difficulté est réduite. Cependant, le problème avec cette approche était que les gens arrêtaient simplement de dépenser leurs pièces. Les gens n’ouvraient leur portefeuille que lorsqu’ils en avaient besoin pour miser. Si une pièce était assez ancienne, elle produirait presque instantanément de nouveaux blocs de jalonnement. 

POSv2:

Cette version améliore la version précédente en éradiquant le concept d’âge de la pièce par consensus. Un autre changement important qu’ils ont fait entre un grand nombre de mises à jour a été d’utiliser un mécanisme de modificateur de partage complètement différent de la v1. Ce modificateur de pari incluait le temps de blocage précédent. Gardez cela à l’esprit lorsque nous discutons de la v3.

POSv3: 

Le temps de blocage inclus dans POSv2 peut vous rendre vulnérable à une attaque «à courte portée» où il était possible d’exploiter une blockchain alternative en itérant à travers les temps de blocage précédents. Des changements comme ceux-ci font de POSv3 une bien meilleure version de POSv2. 

POSv2 a également utilisé les temps de verrouillage et de transaction pour déterminer l’âge d’un UTXO, qui est différent de l’âge de la pièce. POSv3 détermine l’âge d’un UTXO en jugeant sa profondeur sur la blockchain (par exemple, les commits). 

REMARQUE:  Qtum a récemment ajouté la prise en charge de l’opcode OP_RETURN qui permet à une commande de contenir la clé publique pour signer le bloc sans nécessiter un script pay-to-pubkey complet. Cela signifie qu’un fournisseur dApp peut payer le coût des nouveaux utilisateurs dApp, ce qui facilite l’intégration.

Approfondir POSv3 

Dans un système POW, un nonce aléatoire est ajouté au hachage d’en-tête de bloc, et le hachage résultant est re-haché. Ce hachage, à son tour, devrait être inférieur à la difficulté globale du réseau. Ce n’est qu’alors que le bloc est ajouté à la blockchain principale.

D’autre part, POSv3 a un hachage du noyau, qui est composé de diverses données qui ne peuvent pas être facilement modifiées dans le bloc actuel. Voici quelques autres fonctionnalités à prendre en compte sur le système Qtum POS: 

• La deuxième transaction dans chaque bloc est appelée « transaction de co-installation », tandis que la première transaction est une transaction coinbase vide.
• Chaque bloc doit avoir au moins une transaction de mise.
• L’horodatage de bloc doit avoir les quatre bits inférieurs mis à 0, de sorte que l’heure de bloc ne peut être représentée que par intervalles de 16 secondes.
• Une fois tous les 500 blocs (environ 18 heures), un UTXO peut être utilisé pour produire une transaction de mise.

Voyons maintenant de quoi est construit le hachage du noyau POSv3:

• Le modificateur de partage du bloc précédent, qui est un hachage de la transaction précédente dans les blocs PoS et du modificateur de partage du bloc précédent.
• L’horodatage de la transaction précédente. 
• Le hachage de la transaction précédente.
• Le numéro de sortie de la sortie précédente (c’est la sortie de la transaction qui passe la transaction de mise).
• Le temps de verrouillage actuel où les quatre bits inférieurs sont mis à 0. Cette caractéristique particulière change pendant le processus d’implantation.

REMARQUE: Une transaction précédente est l’UTXO utilisé pour créer une transaction de mise. La seule façon de changer le hachage du noyau actuel est de changer l’UTXO que vous utilisez pour créer le bloc ou changer l’heure de verrouillage actuelle.

Maintenant que nous savons comment fonctionne le POSv3 de Qtum, voyons comment il atténue le plus gros défaut de POS: le problème de nulle part en jeu.

Quel est le problème avec « Rien en jeu »?

Considérez la situation suivante:

Dans le diagramme ci-dessus, nous avons la chaîne principale (bleue), qui a été remontée jusqu’au bloc # 53.  Cependant, il existe une branche parallèle qui provient du bloc # 50 (rouge). Que se passera-t-il si des mineurs malveillants se rassemblent et continuent à exploiter la chaîne rouge jusqu’à ce qu’elle atteigne le bleu? Toutes les transactions qui ont eu lieu dans les blocs bleus 51, 52 et 53 seront annulées et annulées instantanément.

Les blockchains POW sont vulnérables à cette attaque de 51% car la puissance de hachage peut être louée à court terme.

Supposons que le mineur malveillant Alice veuille exploiter la chaîne rouge. Même si vous y consacrez toute votre puissance de hachage, aucun autre mineur ne vous rejoindra sur la nouvelle chaîne. Tout le monde continuera d’exploiter la chaîne bleue car il est plus rentable et sans risque d’exploiter la chaîne la plus longue.

POW est facile à monter une attaque à 51% avec une puissance de hachage louée. Par conséquent, les fractionnements de chaînes sont problématiques pour tout le monde, sauf pour la plus grande blockchain POW (bitcoin).

Cependant, les choses semblent un peu différentes lorsque vous apportez des points de vente. Si vous êtes un validateur, vous pouvez simplement mettre votre argent sur la chaîne rouge et la chaîne bleue sans crainte de répercussions. Quoi qu’il arrive, vous gagnerez toujours et vous n’aurez rien à perdre, aussi malveillantes que soient vos actions. Cependant, la chaîne rouge devrait parier avec un plus grand nombre de pièces (poids du réseau) pour réussir, et contrairement au POW où un attaquant peut louer de la puissance de hachage, le point de vente nécessite la propriété réelle de la pièce.

C’est ce qu’on appelle le problème du «rien en jeu».

Le protocole Casper d’Ethereum atténue cela grâce à l’utilisation d’un mécanisme de punition. Fondamentalement, les validateurs malveillants sont punis en réduisant leur participation. Qtum prévoit de  fournir une solution différente  au  problème de  nulle part et ne punira jamais les parieurs qui se comportent mal plus que de les expulser du filet. Ils croient qu’aucun logiciel ne peut être perfectionné, de sorte que le risque d’une erreur provoquant un mauvais comportement du joueur et la perte de millions de dollars est inacceptable pour eux. Les points suivants doivent être pris en compte pour comprendre l’atténuation par Qtum du problème de nulle part:

• Utilisation de points de contrôle et expiration de 500 confirmations pour les transactions d’implantation. 
• Ils mettront certaines des données sur la blockchain Bitcoin qui peuvent ensuite être vérifiées via SPV. Cela garantit qu’un attaquant ne peut pas mentir sur la création d’un bloc particulier.

De plus, il convient de noter que Qtum estime que la question de rien en jeu est un peu exagérée, en particulier sur son système car:

• Il peut être très coûteux de créer la configuration de l’attaque.
• Même lorsque tout est configuré, le reste des nœuds doit encore emboîter le pas, ce qui est long.
• Tout le monde peut facilement le repérer en vérifiant les ressources centralisées hors chaîne telles que les explorateurs de blocs.
• Des points de contrôle peuvent être ajoutés au code à un rythme plus fréquent pour des lancements plus rapides. Cela garantira que ces chaînes malveillantes de rien en jeu n’auront jamais une puissance significative.
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Protocole de gouvernance décentralisée

Une autre caractéristique de Qtum est le DGP (Decentralized Government Protocol) introduit pour modifier les paramètres de la blockchain rapidement et en douceur sans avoir besoin d’un hard fork. DGP est construit à l’aide de la technologie de contrat intelligent et peut ajuster la taille du bloc (jusqu’à 32 Mo) et modifier les quantités de gaz pour diverses opérations de contrat intelligent.

Par conséquent, la taille du bloc et les paramètres de gaz peuvent être modifiés via un processus de gouvernance du réseau sans qu’il soit nécessaire de télécharger un nouveau logiciel, et aucune action ne doit être prise de la part des parties prenantes du réseau et opérateurs de nœuds. Des forks durs seront toujours nécessaires pour les changements de consensus ou les nouvelles machines virtuelles, par exemple.

Qtum est l’un des projets les plus passionnants dans l’espace. En combinant UTXO, EVM et POS, Qtum fournit une plateforme unique, sécurisée et naturellement évolutive. En raison de sa connexion à l’EVM, Qtum peut facilement faire appel à la communauté de développeurs déjà dynamique et forte et leur donner la possibilité de transférer leurs dApps sur sa plate-forme. Il sera très intéressant de voir comment ce projet se développera dans un proche avenir.