architecture

L'architecture de Cartesi comble habilement le fossé entre le développement logiciel traditionnel et la technologie blockchain en mettant en œuvre le calcul hors chaîne dans un environnement Linux. Cette architecture innovante est composée des composants principaux suivants :

Machine Cartesi

Architecture RISC-V

La machine Cartesi simule un processeur RISC-V, qui est une architecture d'ensemble d'instructions (ISA) simple et modulaire, idéale pour la vérification formelle et le calcul de bas niveau. Cet ISA est à la base du matériel virtuel de la machine Cartesi.

Intégré au noyau Linux (Linux Kernel)

La machine Cartesi exécute un système d'exploitation Linux complet, ce qui permet aux développeurs d'utiliser des outils, des bibliothèques et des langages de programmation Linux standard. Cette intégration est réalisée en compilant le logiciel Linux pour l'architecture RISC-V. Cela fait de la machine Cartesi une machine virtuelle basée sur Linux fonctionnant hors chaîne.

Exécution déterministe

La machine Cartesi possède des caractéristiques d'exécution déterministes, ce qui signifie que les mêmes entrées produiront toujours les mêmes sorties, quel que soit l'environnement d'exécution. Cette déterminisme est crucial pour la reproductibilité des calculs hors chaîne, permettant à d'autres de vérifier les résultats sans avoir besoin de faire confiance à quiconque.

Interactions hors chaîne et on-chain

La machine Cartesi interagit avec une série de contrats intelligents et de composants en chaîne. Ces contrats sont responsables de la soumission de données à la machine Cartesi, du déclenchement des calculs et de la récupération des résultats. Cette architecture permet d'exécuter des calculs complexes hors chaîne, en ancrant uniquement les données nécessaires en chaîne, ce qui réduit considérablement les frais de gaz et améliore l'efficacité globale.

Sidechain Noether

Noether est une chaîne latérale spécialisée conçue pour garantir la disponibilité des données utilisées dans les calculs hors chaîne. Cette couche de disponibilité des données est très importante car les calculs Cartesi Machine hors chaîne dépendent des données accessibles à toutes les parties concernées. Noether utilise un mécanisme de preuve d'enjeu pour maintenir son réseau, les déposants fournissant et vérifiant le stockage des données.

Contrairement au stockage de données permanent de la blockchain traditionnelle, Noether est optimisé pour le stockage temporaire. Cette conception est particulièrement adaptée aux applications nécessitant le stockage à court terme de grands ensembles de données, tels que les tâches de calcul hors chaîne. Les données peuvent être jetées après utilisation, ce qui réduit considérablement les coûts de stockage.

En bref, Noether s'engage à gérer la disponibilité des données de manière décentralisée, garantissant ainsi qu'elles ne sont pas contrôlées par une entité unique. Cela est réalisé via un réseau de nœuds : ces nœuds stockent et fournissent collectivement les données nécessaires aux applications Cartesi.

Protocole

Le protocole Cartesi permet des calculs sécurisés et vérifiables hors chaîne, tout en maintenant l'intégrité et la sécurité de la blockchain.

cadre Descartes

Le cadre Descartes permet aux développeurs d'utiliser la machine Cartesi pour exécuter des calculs complexes hors chaîne. Il garantit que les résultats de ces calculs sont reproductibles et vérifiables. Descartes traite l'environnement d'exécution, dans lequel les entrées sont traitées dans la machine Cartesi, et les résultats sont soumis à la chaîne de blocs.

Descartes contient un mécanisme de résolution de conflits controversé. Si les participants remettent en question les résultats du calcul, le protocole Cartesi peut décomposer le calcul en étapes plus petites, qui peuvent être vérifiées séparément sur la chaîne. Ce processus garantit que tout résultat incorrect peut être détecté et corrigé sans avoir besoin de relancer tout le calcul sur la chaîne.

Calcul vérifiable

Les résultats générés par la machine Cartesi sont ancrés dans la blockchain via des preuves cryptographiques. Ces preuves permettent à n'importe quelle partie de vérifier si le calcul a été correctement effectué, sans avoir à faire confiance à l'exécuteur original.

Rollups

Cartesi utilise la technologie Rollup pour agréger plusieurs transactions ou calculs en une seule transaction sur la chaîne. Cela réduit la charge de la blockchain et permet une plus grande capacité de traitement. Rollup contribue à maintenir la sécurité de la couche de base (comme Ethereum) tout en déchargeant le travail de calcul sur la machine Cartesi.

Cartesi prend en charge les Rollup optimistes et les Rollup de connaissances zéro (ZK). Le Rollup optimiste suppose que toutes les transactions sont valides et ne les vérifie que lorsqu'il y a un différend. Le ZK Rollup utilise des preuves cryptographiques pour assurer la validité de chaque lot de transactions. Ces deux technologies Rollup offrent des solutions à la question de l'évolutivité en réduisant la quantité de données traitées et stockées on-chain.

Point lumineux

• Machine Cartesi : émule un processeur RISC-V avec un système d’exploitation Linux, ce qui permet aux développeurs d’effectuer des calculs hors chaîne à l’aide de langages et d’outils de programmation standard.
• Exécution déterministe: garantit la reproductibilité du calcul, permet des résultats vérifiables et sans confiance.
• Interaction hors chaîne et sur chaîne : les contrats intelligents gèrent la soumission de données et les résultats de calcul, optimisant l'utilisation du gaz et l'efficacité.
• Sidechain Noether : utilise un réseau décentralisé pour gérer la disponibilité des données et optimise le stockage temporaire des données pour réduire les coûts.
• Rollup: prend en charge Rollup optimiste et Rollup de connaissance nulle, améliorant la scalabilité en agrégeant plusieurs transactions en une seule transaction sur la chaîne.