Polkadot ou l' "Ethereum killer"

Dans le cadre de notre master Mathématiques, Finance Computationnelle et Actuariat nous avons choisis de présenter la blockchain Polkadot.
Nous avons effectué ce projet en binôme : Colette @cdscmps et Myriam @mypultqemtq
Supervisé par : Pierre Boulet @pboulet

Présentation de Polkadot

Introduction

Le fondateur :

Gavin Wood est le fondateur de Polkadot. C’est l’un des trois fondateurs d’Ethereum. Il était le premier CTO (Chief Technology Officer) de la Fondation Ethereum : Gavin Wood est donc un ingénieur informatique représentant un très bon profil technique.

Il est aussi connu pour avoir fondé la Parity Technologies, la Web3 Foundation et pour avoir développé le langage Solidity. Solidity est un langage de programmation de type
statique conçu pour développer des Smart contract. Il faut savoir que le langage principal de développement de Ethereum c’est Solidity. (Les smart contracts d’Ethereum et d’autres blockchains reposent sur Solidity.)

Le projet POLKADOT :

Le protocole Polkadot est conçu pour connecter et sécuriser des blockchains uniques. C’est une blockchain évolutive et décentralisée dont le réseau va permettre d’échanger des données de manière sécurisée et sans intermédiaire.

La particularité principale de Polkadot est de pouvoir réunifier des blockchains, mais également de les faire communiquer entre elles : C’est une Blockchain open source qui fournit l’interconnectivité et l’interopérabilité entre les blockchains. En effet, Gavin Wood a cherché à mettre fin au trilemme des blockchains avec le développement de Polkadot en créant une blockchain sécurisée, décentralisée avec une haute scalabilité.
Polkadot a été créée de telle manière à répondre aux aspects suivants :

• Scalabilité car elle est évolutive
• Sécurité par le nombre de validateur.
• Décentralisation grâce au mode de gouvernance du jeton DOT.
• Crosschain en réunissant tous les projets.

Quelques chiffres

• Top 15 Crypto-monnaies par capitalisation de marché
• Capitalisation boursière = Cours actuel * Offre en circulation.
• Au 07/11/2022 : Capitalisation boursière = 8,3 Milliards d’euros.
• Offre en circulation (= La quantité de monnaies qui circulent sur le marché et qui sont négociables par le public.)
• Au 07/11/2022 : Environ 1,1 milliards de DOT au 07/11/2022.
• Offre total 1 249 413 641 DOT (Données du 07/11/2022)
• Cours Actuel au 07/11/2022 : 7,34€.
• L’ouverture au 20/08/2020 était à 2€35. Soit une augmentation de 212%

Lien pour les données en temps réel

Le fonctionnement

Le token

Le DOT est le jeton natif du réseau Polkadot. On peut lui attribuer quatre utilisations principales.

• Un outil d'investissement
  En investissant sur le jeton dot, on parie sur la réussite du projet de Polkadot, le développement de son écosystème et le travail de l'équipe derrière. Comme la majorité des cryptomonnaies, le DOT suivra la tendance instaurée par le Bitcoin.

• La création de Parachain
  Au niveau de la création de Parachain, l'équipe d'un projet va pouvoir participer aux enchères seulement en enchérissant avec leurs propres jetons DOT ou bien avec les DOT de la communauté. Les jetons DOT bloqués servent de garantie et permettent le bon fonctionnement des parachains. Le projet ayant obtenu le plus de DOT bloqué dans le réseau obtiendra sa place dans la parachain.

• La sécurité du réseau
  Le DOT est utilisé pour sécuriser le réseau. En effet, Polkadot est une blockchain fonctionnant avec le mécanisme nPoS, le nominative Proof of Stake. Cela signifie que le mécanisme de validation des échanges se fait avec la détention de jetons DOT. Vous déléguez vos jetons DOT (et vos droits de vote) à un validateur qui collecte les fonds et qui les met à disposition du réseau pour valider et sécuriser les transactions. En contrepartie de cette délégation, le validateur verse un taux d’intérêt correspondant au staking.

• La gouvernance
  Les jetons DOT servent aussi à assurer la gouvernance. En effet, tous les détenteurs de DOT peuvent voter sur certains changements à venir sur la Blockchain de Polkadot et les mises à jour. Les votes entrent en jeu pour des événements tels que la détermination des frais du réseau, l'ajout ou la suppression de parachains ou d'autres événements exceptionnels qui nécessitent une mise à jour du réseau Polkadot.

Structure du réseau Polkadot

• La RELAY CHAIN (Couche 0)

La blockchain centrale est la Relay Chain, le cœur du réseau, responsable de la sécurité partagée de Polkadot. C’est ici que passent toutes les transactions et les échanges des données. En effet la relay chain de Polkadot permet à plusieurs réseaux de blockchain de se connecter facilement sans que le réseau ne subisse les inconvénients au trilemme de la blockchain, afin d’atteindre une évolutivité, une sécurité et une gouvernance maximale. La Relay Chain est une chaîne largement similaire à Ethereum. (Polkadot est un concurrent d’Ethereum, mais est plus ambitieux techniquement parlant que ce dernier.) A titre de comparaison, Ether c’est 15 transactions par seconde. Polkadot nativement c’est potentiellement 1500 transactions par seconde (x 100 par Ethereum) : Polkadot est une blockchain qui se veut beaucoup plus rapide et scalable qu’Ethereum.

• PARACHAINS
  La blockchain Polkadot permet de créer des blockchains parallèles indépendantes, appelés parachains qui sont reliés par les validateurs et qui vont bénéficier de l’infrastructure Polkadot. Toutes les parachains qui vont venir se greffer à la blockchain Polkadot vont pouvoir communiquer entre elles. Ethereum ne le fait pas : Ether vous créé un smart contract, une blockchain secondaire sur Ethereum, mais les différents smart contracts qui s’appuient sur Ether ne communiquent pas entre eux. Ce sont donc les parachains qui vont permettre de faire grossir l’écosystème complet Polkadot à l’infini et de le connecter au cœur du réseau.

• Parathreads
  Les parathreads ce sont aussi des blockchains parallèles qui se greffent à la Relay Chain, sous un principe strictement similaire que la Parachain. La différence est que la Parathread est utilisée pour plusieurs projets. Plusieurs projets vont cohabiter sur le même réseau moyennant un prix en DOT beaucoup plus abordable qu’une parachain.

• Bridges
  Permet aux parachains et aux parathreads de se connecter et de communiquer avec des réseaux externes comme Ethereum et Bitcoin.

Participants au réseau

Les participants au réseau Polkadot se divisent en 4 groupes :

• Validateurs
  Les validateurs sécurisent la Relay Chain en stakant du DOT, valident les transactions sur les parachains et font fonctionner la relay chain Polkadot. En effet ils vérifient la validité des blocs et produisent les blocs de la relay chain en se basant sur les
  déclarations de validité des autres validateurs.

• Collateurs
  Les collecteurs ont un rôle de conservation et de transmission. Ils récupèrent et transfèrent aux validateurs l’historique des transactions des parachains et toutes les informations nécessaires à la création d’un nouveau bloc. Les collecteurs sont également chargés de signaler les transactions frauduleuses aux validateurs.

• Nominateurs
  Les nominateurs sont des détenteurs de DOT qui confient leurs coins aux validateurs qu’ils ont préalablement sélectionné. Il est possible de passer de nominateur à validateur lorsque l’on possède un montant important de dot.

• Pêcheurs
  Les pêcheurs ont une fonction unique, celle de vérifier la validité des transactions sur les parachains. Lorsqu’ils décèlent une erreur, ils doivent établir et transmettre un rapport d’invalidité. S’ils ont raison sur l’erreur signalée, les pêcheurs sont
  rémunérés en DOT. S’ils ont tort ils risquent de perdre leur mise.

Chacun de ces groupes interdépendants se concentrent sur un aspect de la vérification des transactions par le biais du processus de staking de DOT.

L'algorithme de consensus de Polkadot

Comme vu précédemment, Polkadot utilise le Nominated Proof-of-Stake (NPoS) comme consensus pour le fonctionnement de son réseau. Ce consensus est composé de GRANDPA et
de BABE, deux mécanismes jouant chacun des rôles précis et complémentaires.

• BABE
  le mécanisme de production des blocs BABE (pour Blind Assignment for Blockchain Extension) est le mécanisme de production de blocs qui s'exécute entre les nœuds et détermine les validateurs des nouveaux blocs.

• GRANDPA,
  le protocole de finition GRANDPA (pour GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement) est le dispositif de finalisation qui est mis en œuvre pour la Relay Chain de Polkadot. Il fonctionne dans un modèle de réseau partiellement synchrone tant
  que 2/3 des nœuds sont honnêtes, et peut faire face à 1/5 de nœuds byzantins (Modélise une attaque ou une panne) dans un cadre asynchrone.

CONCLUSION

Polkadot est l’un des projets cryptographiques les plus innovants du marché car il résout l’un des plus grands obstacles de l’industrie de la cryptographie : l’interopérabilité, ce qui annonce de belles perspectives à moyen et long terme pour Polkadot.

En effet, c’est un réseau évolutif notamment de par l’ensemble des développeurs, qui vont utiliser et développer ses services et ses outils. Il est interopérable, et facilite les connexions et les échanges entre toutes les blockchains qui composent le monde des cryptomonnaies d’aujourd’hui.

Polkadot est un jeune projet très prometteur, en effet il présente plusieurs points fort :

• La sécurité de son réseau
• Les 421 projets qui montrent une adoption croissante
• Les processus de rémunération et de gestion de son token

Également,nous pouvons noter que le token DOT s’inscrit dans un schéma inflationniste : le nombre de tokens est illimité, et chaque année le nombre de DOT sur le réseau augmente.
Un point faible de ce réseau peut être le manque de transparence concernant les validateurs et les gouverneurs sélectionnés par ce projet, qui est soutenu par des grands fonds d’investissements ainsi qu’un écosystème virtuel créé par des grandes entreprises tel que Google, Microsoft, Apple.

OUVERTURE :

Polkadot permet une toute nouvelle gamme de cas d’utilisation tels que l’interopérabilité et le partage. Cela met en place une mise à l’échelle horizontale là où Ethereum a échoué dans cette dimension. Polkadot a le potentiel de gérer tous les contrats intelligents qui ont déjà ralenti Ethereum et plus encore.

De plus, les investisseurs ont placé Polkadot et sa crypto devant l’AVAX d’Avalanche et l’ATOM de Cosmos Hub en terme de capitalisation en bourse.

En revanche, la crypto Cardanno est également un concurrent de Polkadot, il a fait dernièrement de l'interopérabilité l'une de ses priorités. Polkadot devra donc continuer à prouver la supériorité de ses choix technologiques, et parvenir à remplir toutes ses promesses avant ses concurrents.