Introduction

Filecoin est un réseau de stockage décentralisé qui exploite la technologie de la blockchain pour permettre aux utilisateurs de stocker, de récupérer et de partager des données de manière sécurisée et efficace. Contrairement aux systèmes traditionnels de stockage en nuage, Filecoin fonctionne comme un marché distribué où les utilisateurs peuvent louer de l'espace de stockage inutilisé ou payer des services de stockage et de récupération de données en utilisant sa cryptomonnaie native, le FIL. Ce modèle décentralisé réduit la dépendance à l'égard des entités centralisées, améliorant ainsi la sécurité, la résilience et la rentabilité des données.

Un composant critique des systèmes de blockchain est la finalité des transactions – le temps nécessaire pour confirmer et rendre les transactions irréversibles. La finalité actuelle sur le réseau Filecoin prend environ 7,5 heures (900 époques), suffisante pour de nombreux cas d'utilisation, mais impraticable pour les applications exigeant des réponses en temps réel. Pour remédier à ces limitations, Filecoin introduit la mise à niveau Fast Finality (F3), qui vise à réduire les temps de finalité à quelques minutes seulement. F3 représente une étape transformative pour le réseau, améliorant son efficacité, sa scalabilité et sa pertinence pour les applications sensibles au temps.

Qu'est-ce que la finalité rapide (F3) ?

Source :fil.org

Fast Finality (F3) est une mise à niveau conçue pour réduire considérablement les temps de finalité des transactions sur le réseau Filecoin. Pour y parvenir, il introduit GossiPBFT (Protocole tolérant aux fautes byzantines basé sur les rumeurs), un nouveau mécanisme de consensus qui complète l'Accord attendu (EC) existant. En réduisant la dépendance à l'égard des longues chaînes de confirmations de blocs, GossiPBFT permet un accord plus rapide entre les nœuds, ce qui réduit les temps de finalité à quelques minutes.

Cette amélioration améliore la réactivité du réseau, faisant de Filecoin une plateforme plus attrayante pour les applications de finance décentralisée (DeFi), les jeux en temps réel et les services Internet des objets (IoT). En intégrant GossiPBFT, F3 garantit que la finalité plus rapide ne compromet pas la décentralisation, la sécurité ou la tolérance aux pannes de Filecoin.

Aperçu technique de la Finalité Rapide (FAST) (F3)

Source : Documentation

La finalité rapide (F3) améliore considérablement les mécanismes de consensus du réseau Filecoin pour obtenir une finalité de transaction plus rapide. Cette section fournit un aperçu technique détaillé de la façon dont F3 fonctionne, en mettant l'accent sur l'intégration d'un nouveau protocole de consensus et son interaction avec l'architecture existante de Filecoin.

Mécanisme de consensus actuel : Consensus attendu (EC)

Source :github

Filecoin utilise actuellement le consensus attendu (EC), qui sécurise le réseau en encourageant la participation honnête des fournisseurs de stockage (mineurs). Dans EC, les mineurs rivalisent pour proposer de nouveaux blocs en prouvant qu'ils ont alloué une certaine quantité de stockage. Les transactions au sein de ces blocs sont validées, mais pour parvenir à la finalité, de nombreuses confirmations de blocs sont nécessaires pour garantir la sécurité du réseau et prévenir les attaques de réorganisation.

Bien que EC soit efficace pour maintenir la sécurité et la scalabilité, sa dépendance à l'égard des temps de confirmation prolongés entraîne un retard de la finalité des transactions. Cela le rend moins adapté aux applications sensibles au temps et aux opérations à haute fréquence.

Introduction de GossiPBFT

Pour remédier aux limitations de l'EC, F3 intègre GossiPBFT (Gossip-Based Byzantine Fault Tolerant Protocol) en tant que mécanisme de consensus secondaire. GossiPBFT est conçu pour atteindre une finalité déterministe en une fraction du temps nécessaire par EC. Il introduit un processus de prise de décision plus rapide grâce à une communication basée sur les commérages, permettant aux nœuds d'atteindre un consensus de manière parallèle plutôt que séquentielle.

Dans GossiPBFT, les nœuds échangent et valident des messages au sein d'un réseau, garantissant que tous les participants conviennent de la validité d'une transaction. Cette approche réduit le nombre de confirmations nécessaires, permettant d'atteindre une finalité en quelques minutes au lieu de quelques heures.

Conception sans leader de GossiPBFT

GossiPBFT utilise une conception sans leader, éliminant la dépendance à un seul nœud pour proposer des blocs. Dans les protocoles BFT traditionnels, le leader est un potentiel point de défaillance unique, rendant le système vulnérable aux attaques ciblées. En distribuant la responsabilité du consensus entre tous les nœuds participants, GossiPBFT renforce la résilience du réseau et garantit que la finalité peut être atteinte même en présence d'acteurs malveillants.

Tolérance aux pannes et sécurité

GossiPBFT est optimisé pour tolérer jusqu'à un tiers des nœuds défectueux ou malveillants tout en maintenant l'intégrité du réseau. Cela est conforme au modèle de Tolérance aux Fautes Byzantines (BFT), garantissant que le consensus peut être atteint même dans des environnements adverses. La combinaison de GossiPBFT et de l'EC assure un équilibre entre vitesse et sécurité, car ce dernier continue de fournir une protection robuste contre le double dépense et d'autres formes de manipulation du réseau.

Intégration avec le protocole Filecoin

F3 ne remplace pas EC mais travaille avec lui. L'intégration de GossiPBFT dans l'architecture de Filecoin est conçue pour être transparente, permettant aux deux mécanismes de consensus de se compléter. EC continue de gérer la production de blocs et la sécurité de la chaîne, tandis que GossiPBFT est utilisé pour finaliser rapidement les transactions. Cette approche à double couche préserve la décentralisation et la scalabilité du réseau tout en améliorant considérablement sa réactivité.

Compatibilité avec l'infrastructure existante

La mise à niveau F3 est implémentée via le logiciel Lotus, l'implémentation principale du protocole Filecoin. Les nœuds exécutant Lotus seront mis à jour pour prendre en charge GossiPBFT, garantissant ainsi la compatibilité sur l'ensemble du réseau. Cela permet une transition en douceur vers une finalité plus rapide sans nécessiter de changements significatifs de l'infrastructure existante.

Implications pour le débit réseau

L'intégration de GossiPBFT réduit les frais de calcul et de temps associés à la validation des transactions, permettant au réseau de traiter un volume plus élevé de transactions dans un délai plus court. Cette amélioration améliore la scalabilité de Filecoin et le rend plus adapté aux applications de traitement de données en temps réel.

Processus de mise en œuvre de la finalité rapide (F3)

Le déploiement de F3 suit une stratégie progressive pour garantir une perturbation minimale et une validation robuste.

Mise à niveau NV23 Waffle : Test passif

Source : fil.org

La mise à niveau NV23 Waffle a introduit GossiPBFT dans le réseau en mode passif. Cela a permis aux développeurs de surveiller ses performances sans affecter les opérations en cours. Les données provenant de scénarios réels ont permis d'apporter des améliorations au protocole, garantissant sa préparation pour un déploiement actif.

Mise à niveau NV24 : déploiement actif

La mise à niveau NV24, prévue au T1 2025, activera GossiPBFT et réduira officiellement les délais de finalité. Cette phase nécessite des mises à jour de tous les nœuds participants, y compris ceux exploités par les fournisseurs de stockage et les mineurs de récupération. Après activation, F3 gérera la finalité tandis que EC continuera de gouverner la production de blocs.

Rôle du Lotus

Lotus, la principale implémentation du protocole Filecoin, joue un rôle crucial dans le déploiement de F3. Les versions mises à jour de Lotus garantissent que les nœuds peuvent adopter le nouveau protocole de manière transparente, en préservant la compatibilité avec l'infrastructure existante tout en permettant une finalité plus rapide.

Avantages clés de la finalité rapide (F3)

L'introduction de Fast Finality (F3) marque une amélioration significative du réseau Filecoin, en abordant les limitations de la vitesse de transaction et en ouvrant la porte à de nouveaux cas d'utilisation. En réduisant les délais de finalité de quelques heures à quelques minutes, F3 apporte plusieurs avantages critiques à l'écosystème, améliorant ainsi la fonctionnalité globale et l'expérience utilisateur.

Temps de finalité de transaction réduit

Un des avantages les plus importants de F3 est la réduction du temps de finalité des transactions. Avec le mécanisme de consensus actuel, il faut environ 7,5 heures (900 époques) pour finaliser les transactions et les contrats de stockage. F3 réduit considérablement cette durée à seulement quelques minutes, permettant une confirmation plus rapide des accords de stockage, des transactions de récupération et d'autres opérations. Cette amélioration améliore l'efficacité du réseau et le rend plus adapté à une utilisation en temps réel.

Expérience utilisateur améliorée

F3 améliore considérablement l'expérience des utilisateurs et des fournisseurs de stockage en minimisant les retards de traitement des transactions. Les utilisateurs n'ont plus à attendre de longues périodes pour confirmer que leurs transactions de stockage ou de récupération de données sont finalisées. Cette réactivité rend le réseau plus convivial et attrayant pour un public plus large, notamment dans les industries qui reposent sur des interactions rapides.

Prise en charge des applications sensibles au temps

Avec des temps de finalité réduits, F3 permet à Filecoin de prendre en charge des applications qui nécessitent une faible latence et des confirmations de transaction rapides. Cela comprend les applications financières, les plateformes de jeux décentralisées et les services de données en temps réel, tels que ceux nécessaires dans l'IoT ou les réseaux basés sur les capteurs. Les temps de confirmation plus rapides font de Filecoin un choix viable pour les développeurs construisant des applications décentralisées (dApps) qui demandent des interactions quasi instantanées.

Amélioration de la scalabilité

En simplifiant le processus de consensus, F3 améliore la scalabilité du réseau. Une finalité plus rapide permet au réseau de gérer un volume plus élevé de transactions et d'opérations de stockage sans goulot d'étranglement. Cette amélioration positionne Filecoin pour soutenir une base d'utilisateurs croissante et répondre à l'augmentation des besoins de stockage à mesure que l'adoption se développe.

Facilitation de l'interopérabilité inter-chaînes

La finalité rapide est une exigence cruciale pour des interactions inter-chaînes efficaces. Les ponts blockchain et les solutions d'interopérabilité dépendent souvent de confirmations rapides des transactions pour synchroniser les données du réseau. En réduisant les délais de finalité, F3 rend Filecoin plus compatible avec d'autres écosystèmes blockchain, permettant une intégration transparente et étendant ses cas d'utilisation.

Participation renforcée de l'écosystème

Un traitement des transactions plus rapide encourage une plus grande participation des utilisateurs et des fournisseurs de stockage. Avec des récompenses et des confirmations de transactions plus rapides, les fournisseurs de stockage sont incités à offrir leurs services de manière plus active. De même, les utilisateurs finaux bénéficient d'une expérience plus fluide et plus rapide, favorisant un engagement plus élevé au sein de l'écosystème Filecoin.

Débit réseau accru

L'introduction de F3 réduit la surcharge de calcul associée aux processus de confirmation longs. Cette optimisation permet au réseau de traiter plus de transactions dans un laps de temps donné, ce qui augmente le débit global. Un réseau plus efficace permet à Filecoin de rester compétitif dans le paysage en évolution rapide du stockage décentralisé et des solutions blockchain.

Impact sur l'écosystème Filecoin

Source: filecoin.io

Pour les fournisseurs de stockage

Les fournisseurs de stockage bénéficient de confirmations d'accord plus rapides, ce qui leur permet d'intégrer plus efficacement les clients. Cela réduit le temps d'inactivité et améliore la rentabilité, ce qui incite à une plus grande participation au réseau.

Pour les développeurs

Les développeurs construisant des applications décentralisées ont accès à un réseau qui prend en charge des interactions à faible latence et un traitement des données en temps réel. F3 complète également la Machine Virtuelle Filecoin (FVM), permettant des contrats intelligents et des dApps hautes performances.

Pour les clients

Les utilisateurs finaux bénéficient d'une fiabilité et d'une accessibilité améliorées, avec des opérations de stockage et de récupération plus rapides, ce qui rend Filecoin plus attrayant pour les utilisations individuelles et d'entreprise.

Croissance de l'écosystème plus large

En prenant en charge de nouveaux cas d'utilisation et en élargissant l'interopérabilité, F3 renforce l'écosystème, stimulant l'innovation et l'adoption. Il positionne Filecoin en tant qu'acteur clé dans les domaines du stockage décentralisé et de Web3.

Défis et considérations

Complexité d'intégration

L'introduction de GossiPBFT aux côtés d'EC nécessite une intégration soigneuse pour assurer la compatibilité et maintenir la sécurité. Le modèle de double consensus doit fonctionner de manière transparente pour éviter les perturbations.

Exigences en matière de ressources

GossiPBFT peut augmenter les exigences de calcul sur les nœuds, ce qui peut poser des défis aux petits fournisseurs de stockage. Équilibrer les besoins en ressources avec l'inclusion dans le réseau est une considération essentielle.

Coordination des parties prenantes

Le succès du F3 dépend de mises à jour coordonnées dans tout l'écosystème. Pour éviter la fragmentation, tous les participants doivent mettre à niveau leur infrastructure.

Gestion des attentes

Bien que le F3 améliore considérablement la vitesse des transactions, il se peut qu'il ne résolve pas tous les défis du réseau. Les parties prenantes doivent avoir des attentes réalistes concernant ses avantages et ses limites.

Conclusion

La Finalité Rapide (F3) est une étape cruciale dans le parcours de Filecoin vers une réseau de stockage décentralisé plus efficace et accessible. En réduisant les délais de finalité, la mise à niveau améliore l'expérience utilisateur, élargit le potentiel d'application et favorise la croissance de l'écosystème. Bien que des défis subsistent, la planification et l'exécution minutieuses de l'équipe Filecoin garantissent une transition en douceur qui préserve les principes fondamentaux de sécurité et de décentralisation du réseau. Alors que F3 se prépare à un déploiement complet, cela marque une nouvelle ère de performance et de capacité pour le réseau Filecoin.