Introduction

La technologie de la blockchain est en constante évolution, avec les machines virtuelles (VM) jouant un rôle crucial en tant qu'environnement d'exécution pour les contrats intelligents de la blockchain. Les VM sont essentielles pour la sécurité, les performances et l'expérience des développeurs. Ces dernières années, à mesure que les scénarios d'application sont devenus plus complexes et que la demande d'interactions fréquentes a augmenté, la machine virtuelle Ethereum traditionnelle (EVM) a exposé plusieurs limitations. Cet article explorera la trajectoire de développement des altVM (machines virtuelles alternatives), leurs avantages techniques et les tendances futures.

Quels sont les altVMs ?

Source des données : https://x.com/initia/status/1875329045975724036

altVMs font référence à des solutions de machines virtuelles autres que la Machine Virtuelle Ethereum (EVM). Ces alternatives sont conçues pour répondre aux lacunes de l'EVM traditionnelle dans des domaines tels que la sécurité, les performances et la flexibilité de développement. altVMs offrent un environnement d'exécution plus efficace et sécurisé pour les contrats intelligents grâce à une architecture innovante et un support linguistique, offrant aux développeurs de blockchain des outils améliorés pour leurs projets.

Pourquoi avons-nous besoin d'altVMs?

Le développement rapide de la technologie blockchain a élevé le niveau de l'infrastructure sous-jacente. Alors que la Machine Virtuelle Ethereum (EVM) est apparue comme une solution précoce pour l'exécution de contrats intelligents, elle a progressivement révélé une série de limitations. L'avènement des altVM vise à résoudre ces problèmes et à propulser l'écosystème blockchain vers un avenir plus sécurisé, efficace et flexible.

Source de données : https://x.com/initia/status/1875329045975724036

Limitations de l'EVM

Voici les problèmes centraux avec l'actuelle machine virtuelle Ethereum (EVM):

• Sécurité insuffisante : Dans la conception d’EVM, le mécanisme d'« autorisation illimitée » des contrats intelligents peut facilement entraîner des vulnérabilités, telles que l’incapacité des utilisateurs à révoquer les autorisations après les avoir accordées, ce qui peut entraîner le vol d’actifs. Selon le rapport annuel 2024 de CertiK, plus de 740 millions de dollars d’actifs ont été perdus sur la chaîne Ethereum en raison de problèmes tels que les vulnérabilités des contrats intelligents et les autorisations illimitées[2].
• Goulots d'étranglement des performances : le modèle de traitement monofil d'EVM limite le débit des transactions (Ethereum traite environ 15 transactions par seconde) et entraîne des frais de gaz volatils. Dans des scénarios de trading à haute fréquence (par exemple, DeFi, GameFi), cela limite considérablement l'expérience utilisateur.

Source de données : https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• Flexibilité du développeur restreinte : L'EVM ne prend en charge que le langage Solidity, ce qui signifie que les développeurs doivent apprendre une syntaxe spécifique et relever des défis pour réutiliser les connaissances en programmation traditionnelle.

Le besoin généré par des scénarios d'application complexes

• Demande de trading haute fréquence : Avec les échanges décentralisés (DEX) et l'explosion du marché NFT, les chaînes EVM traditionnelles ont du mal à prendre en charge le trading haute fréquence. Par exemple, le SVM de Solana prend en charge avec succès plus de 1 milliard de dollars de transactions quotidiennes sur Jupiter Exchange en raison de ses capacités de traitement parallèle.
• Interopérabilité inter-chaînes : L’essor des écosystèmes multi-chaînes nécessite des machines virtuelles compatibles avec différents protocoles. Par exemple, Fluent intègre EVM, SVM et WASM, ce qui permet aux développeurs d’appeler des fonctions de différentes chaînes au sein de la même application.
• Besoin de calcul de confidentialité et de conformité : EVM manque de mécanismes de protection de la vie privée natifs. En revanche, les altVMs (comme le LeoVM d'Aleo) utilisent des preuves de connaissance nulle (ZKP) pour permettre des transactions privées, répondant ainsi aux besoins de conformité de niveau entreprise.

AltVMs grand public et leurs caractéristiques techniques

Dans la conception de l'EVM, des vulnérabilités de sécurité inhérentes, des goulots d'étranglement de performances et un manque de flexibilité des développeurs sont progressivement devenus évidents. Ces limitations posent désormais des obstacles importants à l'expansion à grande échelle et au fonctionnement efficace des applications blockchain. En réponse à ces problèmes, l'industrie a commencé à explorer de nouveaux environnements d'exécution de contrats intelligents - altVMs.

MoveVM (Aptos/Sui)

Introduction :

MoveVM a été initialement proposé par Facebook (maintenant connu sous le nom de projet Diem) et est maintenant largement utilisé sur des plateformes blockchain telles que Aptos et Sui. Il adopte un paradigme de programmation orienté ressources, spécifiquement conçu pour la sécurité des actifs afin d'éviter les abus ou la duplication des actifs causés par des erreurs logiques.

Source de données : https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

Caractéristiques techniques de MoveVM

• Dans MoveVM, les actifs sont traités comme des “ressources”, un type de données non réplicable et non destructible à volonté. Cela garantit la cohérence des états des actifs.
• Les développeurs peuvent créer des modules contractuels réutilisables et plus facilement vérifiables à l’aide d’une programmation modulaire.
• Dans le même temps, MoveVM permet l’intégration de plusieurs opérations au sein d’une seule transaction, ce qui améliore l’efficacité des transactions.

Avantages de MoveVM

• Haute sécurité : le modèle de sécurité des ressources évite efficacement les vulnérabilités d’autorisation courantes que l’on trouve dans les contrats intelligents traditionnels.
• Haute Flexibilité: La conception modulaire et le vérification de type rigoureuse permettent aux développeurs de construire des logiques métier complexes de manière plus rigoureuse.
• Exécution efficace : les blocs de transactions programmables réduisent le besoin de multiples interactions on-chain, ce qui permet de réduire la consommation de gaz et les retards.

Machine virtuelle Solana (SVM)

Introduction:

La machine virtuelle Solana (SVM) est l’environnement d’exécution de la blockchain Solana, conçu spécifiquement pour répondre aux besoins des scénarios de transactions à haute fréquence et à faible latence. Il prend en charge le traitement parallèle des transactions et constitue une infrastructure essentielle pour les applications de qualité financière.

Source de données : https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

Caractéristiques techniques de la machine virtuelle Solana (SVM)

• Tirant parti de l’environnement d’exécution Sealevel unique de Solana, SVM peut gérer simultanément des milliers de transactions parallèles.
• En optimisant l'utilisation du matériel sous-jacent, SVM parvient à des confirmations de transactions à faible latence.

Avantages de SVM

• Débit extrêmement élevé : prend en charge les transactions parallèles à grande échelle, ce qui le rend adapté au trading à haute fréquence et aux applications financières.
• Faible latence : la conception optimisée réduit considérablement les délais de confirmation des transactions.
• Utilisation efficace des ressources : L'environnement d'exécution hautement optimisé garantit une planification efficace et une utilisation des ressources système.

CosmWasm (Écosystème Cosmos)

Introduction:

CosmWasm est une plateforme de contrats intelligents construite sur WebAssembly (WASM) au sein de l’écosystème Cosmos. Il permet aux développeurs d’écrire des contrats intelligents dans divers langages de programmation, tels que Rust et C/C++, offrant plus de flexibilité que d’autres plates-formes comme Solidity.

Source des données : https://cosmwasm.cosmos.network/

Caractéristiques techniques de CosmWasm

• Les développeurs peuvent rédiger des contrats en utilisant des langages tels que Rust, C et C++, brisant les limites de Solidity.
• Le bytecode WASM s'exécute dans un bac à sable strict, limitant l'accès du contrat à l'environnement hôte, empêchant ainsi les attaques de code malveillant.
• En tant que module du Cosmos SDK, CosmWasm peut invoquer directement les fonctionnalités natives de la chaîne telles que le staking et la gouvernance.

Avantages

• Forte évolutivité : La nature polyvalente de WASM permet à CosmWasm de fonctionner efficacement sur diverses plates-formes matérielles.
• Bac à sable sécurisé : les contrats sont exécutés dans un environnement isolé, ce qui réduit les risques de sécurité potentiels pour la chaîne principale.
• Flexibilité de développement : la prise en charge multilingue abaisse le seuil de développement, ce qui encourage le déploiement d’un large éventail d’applications au sein de l’écosystème.

Environnement hybride fluide

Introduction

L'environnement d'exécution hybride fluide est un concept émergent conçu pour intégrer les avantages de différentes machines virtuelles (VM) telles que EVM, SVM et WASM, fournissant une couche d'exécution unifiée compatible avec toutes les machines virtuelles.

Caractéristiques techniques

• Intégration Multi-Machine Virtuelle: En abstrayant et en encapsulant les différences entre diverses machines virtuelles sous-jacentes, Fluent peut planifier des tâches à partir de différents moteurs d'exécution sur une seule plateforme.
• Interopérabilité inter-chaînes : Elle permet aux contrats intelligents et aux actifs de différentes blockchains d'interagir au sein du même environnement, permettant une intégration transparente.

Avantages

• Compatibilité inter-VM : Fluent prend en charge simultanément plusieurs environnements de machine virtuelle, offrant aux développeurs une interface de développement unifiée.
• Interopérabilité améliorée : Elle abat les barrières entre différentes chaînes de blocs, favorisant le libre flux d'actifs et de données.
• Avantages complémentaires intégrés : En combinant les forces technologiques de diverses VM, il maximise les performances et la sécurité du système.

Comparaison des avantages et des inconvénients des principaux altVMs

Dans la section précédente, nous avons exploré en détail les percées technologiques des altVM grand public en matière de sécurité, de performances et de flexibilité de développement. Avec les avantages d’une exécution efficace, d’une interopérabilité inter-chaînes et d’une gestion de la sécurité des ressources offerts par les altVM, le tableau suivant compare les EVM et les altVM dans différentes dimensions :

Tendances futures du développement des altVMs

L'évolution de la technologie blockchain et les demandes du marché ont créé une force motrice irréversible. Du trading haute fréquence à la conformité à la vie privée, de la collaboration multi-chaîne à l'intégration de l'IA, l'architecture EVM traditionnelle peine à répondre aux exigences de ces scénarios émergents. La montée des altVM résulte de l'itération technologique et d'un choix inévitable pour la transformation de l'industrie d'un « paradigme unique » à une « symbiose multidimensionnelle ». L'analyse suivante met en évidence trois tendances centrales :

Abstraction de chaîne : la forme ultime de "cross-chain" transparent pour les utilisateurs

La forme ultime de "chaîne croisée transparente" pour les utilisateurs devient progressivement une réalité. En concevant une couche d'interaction unifiée, les états et les environnements d'exécution de plusieurs chaînes peuvent être agrégés, permettant aux utilisateurs d'interagir sans être conscients des différences sous-jacentes entre les machines virtuelles. Par exemple, le protocole UniversalX du réseau Particle permet aux utilisateurs de trader à travers les chaînes EVM, SVM et MoveVM en utilisant un seul compte, les frais de gaz étant automatiquement réglés entre les chaînes par le protocole.

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De plus, une conception centrée sur l’intention simplifie davantage les opérations de l’utilisateur. Les utilisateurs n’ont qu’à déclarer leur intention, par exemple « acheter le jeton A au meilleur prix », et le backend correspondra automatiquement au chemin d’exécution optimal, comme passer un ordre sur Solana et le régler sur Ethereum. L’application stateless de Skate est un cas typique, où les utilisateurs peuvent interagir directement avec Polymarket sur Polygon via leur portefeuille de chaînes TON sans avoir besoin de déplacer des actifs d’une chaîne à l’autre. L’État est maintenu de manière centralisée par la chaîne principale de Skate. \
Le protocole d'abstraction de chaîne de NEAR, utilisant des "signatures de chaîne", a permis de mettre en place un système de compte multi-chaîne unifié, prenant déjà en charge des interactions sur 8 chaînes, y compris Bitcoin et Ethereum.

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L’impact futur de l’abstraction de la chaîne sera multidimensionnel :

• Les développeurs pourront déployer des applications sur plusieurs chaînes en un seul clic, partageant ainsi les utilisateurs et la liquidité.
• Les utilisateurs de Web2 n'auront pas besoin d'apprendre une logique multi-chaîne complexe, ce qui réduira considérablement la barrière à l'entrée et favorisera ainsi la croissance des utilisateurs.[4]

Intégration de l’IA et de la blockchain

Les altVM fournissent une base haute performance pour l’IA, favorisant leur intégration profonde. Les agents d’IA, tels que les robots de trading et les outils d’analyse de données, s’appuient sur des environnements à faible latence, et les 65 000 TPS offerts par SVM et les capacités de traitement parallèle de MoveVM peuvent prendre en charge un retour d’information de l’ordre de la milliseconde.

De plus, les altVM prennent en charge efficacement le calcul haute performance requis pour l’inférence de modèles d’IA. Par exemple, la machine virtuelle WASM de CosmWasm prend en charge le code natif C++/Rust, ce qui est beaucoup plus efficace que Solidity.

Dans la pratique, des agents de trading AI comme l'agent Aixbt, basé sur SVM, ont analysé avec succès les données on-chain en temps réel et exécuté des stratégies d'arbitrage, avec un volume de trading quotidien dépassant 100 millions de dollars. Le sous-réseau Bittensor déploie des modèles d'apprentissage machine via altVMs, incitant les mineurs à contribuer en puissance de calcul. En revanche, le sous-réseau Aptos utilise le langage Move pour protéger les droits de propriété intellectuelle des modèles.

À l’avenir, les protocoles d’automatisation de l’IA et les services d’IA on-chain joueront un rôle de plus en plus important dans la DeFi et d’autres applications blockchain. Par exemple, un protocole DeFi basé sur MoveVM pourrait intégrer des modèles de contrôle des risques liés à l’IA pour ajuster dynamiquement les taux de prêt, tandis que les développeurs peuvent publier des outils d’IA via l’environnement hybride Fluent, et que les utilisateurs peuvent appeler des services tels que des vérifications de preuve à divulgation nulle de connaissance préservant la vie privée si nécessaire.

Conformité et évolutivité

Les altVM fournissent des solutions de conformité et de scalabilité pour les applications d'entreprise. En termes de conformité, la protection de la vie privée est particulièrement importante. Les EVM traditionnelles manquent de mécanismes de confidentialité natifs, tandis que le LeoVM d'Aleo implémente des transactions de conformité grâce aux preuves de connaissance zéro (ZKP). MoveVM répond également aux exigences d'audit des institutions financières grâce à son système de types statiques et à ses outils de vérification formelle (comme Move Prover).

En ce qui concerne l’évolutivité, les altVM offrent des architectures modulaires et des environnements d’exécution hybrides, permettant aux entreprises de choisir la machine virtuelle appropriée en fonction de leurs besoins. Par exemple, CosmWasm prend en charge la personnalisation rapide des chaînes de conformité et interagit avec la chaîne principale via le protocole IBC, tandis que Fluent permet aux entreprises de choisir EVM ou WASM pour exécuter différents modules métier.

Les cas typiques incluent le réseau Nillion, qui combine l'informatique privée avec altVMs pour fournir une solution on-chain pour les transactions de données médicales, avec des plans pour lancer son mainnet en 2025. La blockchain Onyx de JPMorgan teste également un système de paiement transfrontalier basé sur MoveVM, en utilisant un modèle de ressources pour prévenir les attaques de double dépense.

Conclusion

Les altVM ne sont pas destinées à remplacer EVM, mais plutôt, grâce à l’optimisation de scénarios verticaux et à l’expansion horizontale de l’écosystème, elles font passer la blockchain d’une « chaîne universelle » à un « cluster de chaînes spécialisées ». À l’avenir, les développeurs seront en mesure de choisir des machines virtuelles comme la sélection de services cloud (par exemple, en utilisant MoveVM pour les protocoles financiers, SVM pour les jeux, Fluent pour les systèmes d’entreprise). Dans le même temps, les utilisateurs bénéficieront d’une expérience transparente grâce à la couche d’abstraction de la chaîne. Ce processus est une évolution technologique et un tournant critique pour la blockchain alors qu’elle passe d’un « jouet geek » à une « infrastructure grand public ».