Que sont les Actively Validated Services (AVS) en blockchain ?

Points clés à retenir : 

• Les Actively Validated Services (AVS) sont conçus pour offrir aux nouveaux protocoles blockchain une infrastructure de sécurité fiable sans qu'ils aient besoin de construire leur propre système.
• Ainsi, en utilisant les AVS, les protocoles peuvent se lancer plus rapidement, réduire leurs coûts et bénéficier de la sécurité éprouvée de réseaux existants, comme Ethereum.
• Du côté des validateurs, ils peuvent utiliser leurs actifs (ETH dans le cas d'Ethereum) déjà placés en staking pour renforcer la sécurité de plusieurs projets en parallèle, tout en recevant des récompenses supplémentaires.

C'est quoi un Actively Validated Service ?

Les Actively Validated Services (AVS) sont conçus pour renforcer la sécurité et la performance des protocoles blockchain, comme les applications décentralisées (dApp) ou les layer 2. Ces services permettent d'éviter que chaque projet n'ait à construire son propre système de sécurité, ce qui peut être complexe et coûteux.

Normalement, lorsqu'un nouveau projet blockchain se lance, il doit mettre en place sa propre infrastructure de validation pour sécuriser les transactions, assurer le consensus et garantir que le réseau fonctionne correctement. Ce processus est complexe, coûteux, et nécessite des ressources importantes, comme la mise en place d'un réseau de validateurs.

Les Actively Validated Services (AVS) simplifient ce processus en permettant aux nouveaux projets d'utiliser une infrastructure de validation déjà existante, comme celle de la blockchain Ethereum, grâce au mécanisme de restaking.

Dans le cas de la blockchain Ethereum, le restaking est un processus par lequel les validateurs, qui ont déjà des ETH en staking pour sécuriser le réseau principal, peuvent réutiliser ces mêmes ETH pour sécuriser des services supplémentaires, comme les AVS. Cela permet aux validateurs de participer à la sécurité de nouveaux projets sans avoir besoin de nouveaux ETH.

En échange de leur participation à la sécurité de ces services, les validateurs reçoivent des récompenses supplémentaires, ce qui incite davantage de validateurs à s'impliquer et renforce ainsi la sécurité globale de l'écosystème.

Grâce à ce mécanisme, les AVS permettent aux nouveaux projets de bénéficier immédiatement de la sécurité éprouvée d'Ethereum sans avoir à construire leur propre système de validation, rendant ainsi le lancement plus rapide, plus sûr et moins coûteux.

Comment fonctionnent les AVS ?

Les Actively Validated Services (AVS) fonctionnent grâce à plusieurs mécanismes clés, combinant à la fois des éléments hors chaîne (off-chain) et des opérations sur la blockchain (on-chain). Voici un aperçu simplifié de ces mécanismes.

Les smart contracts sur la blockchain (on-chain)

Chaque AVS repose sur un smart contract déployé sur la blockchain. Ce smart contract gère plusieurs aspects essentiels du service, notamment :

• Gestion des opérateurs : Les opérateurs sont des entités ou nœuds du réseau qui effectuent les calculs nécessaires pour valider les transactions et vérifier les données. Le smart contract supervise ces opérateurs pour assurer la sécurité et le bon fonctionnement du service ;
• Slashing et pénalités : Le smart contrat prévoit des sanctions strictes (slashing) si un opérateur agit de manière malveillante ou ne respecte pas les règles établies. Cela peut entraîner la perte partielle ou totale des tokens placés en staking par les opérateurs, ce qui les incite à agir de manière responsable ;
• Paiements aux validateurs : Le smart contract gère également les paiements aux opérateurs qui valident les transactions ou fournissent d'autres services essentiels. Ces fonds proviennent généralement des utilisateurs de l'AVS.

Les smart contracts garantissent donc la transparence et la sécurité des opérations de validation, en veillant à ce que toutes les règles soient respectées et que les opérateurs soient correctement rémunérés pour leur travail.

Par exemple, avec le protocole EigenLayer, pour restaker des ETH, il faut d'abord créer un EigenPod, un smart contract spécifique qui permet au protocole EigenLayer de surveiller et de gérer les soldes et les statuts de retrait. Cela permet de garantir que le restaking est effectué de manière sécurisée et conformément aux règles.

Le conteneur hors chaîne (off-chain)

Chaque Actively Validated Service (AVS) repose non seulement sur des smart contracts, mais aussi sur un conteneur hors chaîne que les opérateurs installent sur leurs serveurs ou infrastructures.

Ce conteneur est un logiciel qui effectue des tâches complexes ou volumineuses que la blockchain ne peut pas gérer efficacement. Cela peut être des calculs, des vérifications, ou l'intégration de données provenant de sources externes.

Le conteneur communique ensuite avec les smart contracts sur la blockchain, qui valident les résultats et s'assurent que tout est sécurisé. Cela permet de répartir le travail entre ce qui peut être fait rapidement hors de la chaîne et ce qui doit être sécurisé directement sur la blockchain.

Le restaking et la sécurité partagée

Le restaking est un élément central des Actively Validated Services (AVS). Dans le cas d’Ethereum, il permet aux détenteurs d’ETH déjà en staking de les réutiliser afin de sécuriser des services supplémentaires, comme les AVS.

Voici comment cela fonctionne de manière simple :

1. Les détenteurs d'ETH participent au staking en bloquant leurs ETH directement ou via des services de liquid staking, comme Lido ou Rocket Pool ;
2. Ces détenteurs d'ETH peuvent ensuite restaker leurs cryptos pour sécuriser des Actively Validated Services via des protocoles comme EigenLayer, Symbiotic ou Karak ;
3. Les ETH restakés renforcent la sécurité des AVS en les protégeant contre les attaques ou les défaillances potentielles ;
4. En échange, les restakers reçoivent des récompenses supplémentaires pour leur contribution à la sécurité de ces AVS.

Ce mécanisme permet aux AVS de profiter d'une sécurité partagée avec l’écosystème Ethereum, simplifiant ainsi la gestion de la sécurité pour chaque nouveau projet.

Schéma simplifié du fonctionnement du restaking – Source : ELI5DEFI (X)

Les groupes de validation personnalisés

Les AVS peuvent également mettre en place des groupes de validation personnalisés. Cela signifie qu’un AVS peut définir des règles spécifiques pour le type de validation qu’il souhaite utiliser. Par exemple, un AVS peut décider d'utiliser à la fois des ETH restakés et son propre token pour sécuriser ses services, créant ainsi un système de validation adapté à ses besoins spécifiques.

Chaque AVS peut donc ajuster le nombre de validateurs requis et les niveaux de sécurité, selon la nature des services qu'il fournit.

Exemples d'AVS fonctionnant avec EigenLayer 

EigenLayer a été le premier protocole à proposer un mécanisme de restaking, permettant aux détenteurs d'ETH placés en staking de réutiliser leurs cryptos pour sécuriser des AVS. Voici quelques exemples d’AVS déjà actifs sur l’écosystème d'EigenLayer.

EigenDA : EigenDA est un AVS qui assure la disponibilité des données (data availability) sur Ethereum. Cela signifie qu'il garantit que les données utilisées par certaines applications décentralisées (dApps), comme les layer 2, restent accessibles en tout temps. Cela est essentiel, car les layer 2, qui sont des blockchains permettant de rendre Ethereum plus rapide et moins cher, dépendent de ces données pour fonctionner correctement.

Schéma simplifié du fonctionnement de l'AVS EigenDA

Ava Protocol : Ava Protocol est un AVS qui permet d'automatiser certaines actions sur la blockchain, en particulier dans le domaine de la finance décentralisée (DeFi). Par exemple, il peut automatiquement transférer des fonds ou vendre des cryptos si certaines conditions sont atteintes, comme une forte baisse de prix.

Hyperlane : Hyperlane se concentre sur l’interopérabilité entre les blockchains. Il propose un protocole de messagerie sécurisé qui permet aux dApps de communiquer de manière fluide entre différentes chaînes, facilitant ainsi les transactions cross-chain et l’échange d’informations entre divers écosystèmes (Solana, Ethereum, Cosmos, etc.).

« Bien que cela n'engage que moi, je suis impressionné par la qualité de certains projets comme Hyperlane, qui a réuni une excellente équipe et lancé un produit remarquable. Personnellement, j'utilise Hyperlane pour mes transferts/bridges, car il vise à créer un système d'intercommunication entre les chaînes, similaire à IBC sur Cosmos. »

Brevis coChain : Cet AVS se spécialise dans les Zero-Knowledge Proofs (ZK Proofs) pour traiter et valider des données complexes en dehors de la blockchain. Une fois ces données traitées, elles sont réintégrées sur la blockchain sous forme de ZK proofs. Cela permet aux dApps d'accéder à des données historiques ou de réaliser des calculs avancés tout en minimisant les coûts et en garantissant la confidentialité des informations.

Schéma simplifié du fonctionnement de Brevis coChain

Witness Chain : Witness Chain est un AVS conçu pour coordonner des Decentralized Physical Infrastructure Networks (DePIN). Il permet de valider de manière sécurisée des événements du monde réel (comme les données provenant de capteurs IoT par exemple) et de les enregistrer sur la blockchain. Ce processus est particulièrement utile pour des applications du domaine de la logistique, où la traçabilité et la validation des informations en temps réel sont essentielles pour garantir la fiabilité des opérations.

Ces exemples montrent la diversité des AVS qui peuvent être sécurisés grâce au mécanisme de restaking d’EigenLayer.

💡 Pour mieux comprendre cet écosystème complexe, Kiln, leader français du staking sur Ethereum, a interviewé tous les fondateurs d’AVS. Retrouvez leurs interviews sur YouTube : Kiln RDV EigenLayer Restaking.

Quelles sont les limites des AVS ?

Bien que les Actively Validated Services offrent de nombreux avantages, ils présentent également certaines limites à prendre en compte pour les développeurs et les utilisateurs.

La dépendance à la sécurité partagée

Les AVS s'appuient sur la sécurité fournie par des réseaux existants, comme Ethereum, via le mécanisme de restaking. Cela signifie que si une faille de sécurité ou une vulnérabilité affecte Ethereum, elle peut également toucher les AVS. En d'autres termes, les AVS ne sont pas totalement autonomes en termes de sécurité et dépendent de la robustesse du réseau sous-jacent.

Le risque de concentration

Le modèle de restaking peut entraîner une concentration des ETH placés en staking entre les mains de quelques opérateurs. Si ces opérateurs contrôlent une part significative de la validation, cela réduit la décentralisation du système, rendant le réseau plus vulnérable aux attaques.

Le risque de souscription (underwriting risk)

Ici, il s'agit du risque que prennent les validateurs lorsqu'ils choisissent de sécuriser un AVS spécifique. Si un protocole AVS échoue ou est attaqué, les validateurs peuvent perdre les ETH en restaking. C'est pourquoi il est important pour les validateurs d'évaluer soigneusement les protocoles avant de s'engager.

Le risque de centralisation

Avec le modèle des AVS, les validateurs ont la liberté de choisir les protocoles qu’ils veulent sécuriser en fonction des rendements (yields) offerts. Naturellement, les validateurs peuvent être attirés par les protocoles offrant les rendements les plus élevés. Cela peut conduire à une concentration temporaire des validateurs sur certains AVS plus attractifs financièrement.

Cependant, cette concentration est souvent de courte durée, car si trop de validateurs se concentrent sur un même protocole, les récompenses seront réparties entre un plus grand nombre de participants, réduisant ainsi les gains individuels. Cela incitera certains validateurs à se tourner vers des AVS moins populaires, mais offrant de meilleurs rendements du fait de la moindre compétition.

Le vrai défi réside donc dans l’équilibre entre attirer suffisamment de validateurs pour garantir la sécurité, tout en évitant une concentration trop importante qui pourrait menacer la décentralisation de l’écosystème ou augmenter les coûts pour les autres projets moins rentables.

Le risque de collusion

Un autre risque potentiel est la collusion entre validateurs. Dans ce cas, plusieurs validateurs malveillants pourraient se coordonner pour prendre le contrôle de la majorité des activités de validation sur un AVS. Cela pourrait leur permettre de manipuler le protocole pour leurs propres intérêts, menaçant ainsi la sécurité et l'intégrité du service.

Vitalik Buterin, co-fondateur d’Ethereum, a exprimé ses préoccupations concernant ces différents risques car cela pourrait entraîner des sanctions (slashing), des attaques ou des hacks susceptibles de déstabiliser Ethereum dans son ensemble.

Sreeram Kannan, à la tête d'EigenLayer, est conscient de ces enjeux et travaille sur des solutions pour les atténuer.

Conclusion sur les AVS

Les Actively Validated Services (AVS) apportent une solution innovante pour renforcer la sécurité des protocoles blockchain en s'appuyant sur la puissance d'Ethereum via le restaking. Cette technologie réduit les coûts de développement tout en offrant une sécurité éprouvée, ce qui permet aux nouveaux projets de se concentrer sur le développement de leurs applications plutôt que sur la gestion de leur infrastructure de validation.

Cependant, le modèle des AVS présente des risques, notamment au niveau de la concentration des validateurs qui pourrait menacer la décentralisation de l’écosystème. Pour que les AVS réalisent pleinement leur potentiel, il est essentiel de trouver un équilibre entre sécurité, décentralisation et gouvernance.

Malgré ces défis, les AVS pourraient jouer un rôle central dans l'évolution du Web3 en facilitant le développement de services sécurisés et interopérables.

« En tant qu'opérateur majeur sur EigenLayer avec plus de 17 AVS opérés, Kiln permet à ses clients institutionnels de restaker leurs ETH via son dashboard et aide les clients retail à restaker leurs tokens de liquid staking à travers ses différentes intégrations (Ledger Live, Safe, sa dApp, etc.). [...] Nous attendons avec impatience l'implémentation du slashing qui devrait arriver début 2025. Rappelons que le slashing est un mécanisme destiné à dissuader les validateurs de commettre des actes malveillants ou de ne pas respecter les règles du consensus. De plus, nous suivons également de près le lancement d'autres marketplaces de restaking, comme Symbiotic. »

Je me suis immergé dans le monde de la blockchain en 2016, suite à une discussion captivante avec un ami sur Bitcoin. Mon parcours depuis est guidé par une quête constante d'innovations techniques et le développement de solutions révolutionnaires qui redéfinissent notre interaction avec la technologie.

Ambroise Lalloz

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