L’architecture Nockchain sépare le consensus de l’exécution des applications, afin d’améliorer la rareté numérique.

• Nockchain sépare le consensus de la couche de base de l’exécution des applications, afin de résoudre les problèmes de scalabilité du blockchain et les problèmes liés à la confiance monétaire.
• Le protocole utilise un modèle de minage de « travail utile », où les mineurs effectuent des calculs d’IA vérifiable ou de type zéro-knowledge.
• Les applications fonctionnent comme des machines de statut souveraines, sans nécessiter de consensus. Cela permet d’éviter que le trafic de base n’aggrave l’exécution des applications.
• L’architecture utilise un hôte Rust pour les réseaux, associé à un noyau Hoon embarqué pour la validation de consensus.
• La validation des nœuds locaux constitue la frontière de confiance principale, distincte des explorateurs hébergés ou des services de pont.

La thèse centrale de Nockchain consiste à créer une monnaie privée et programmable, ancrée dans les coûts liés à l’énergie et aux calculs informatiques. Le protocole résout trois problèmes principaux : établir la confiance envers la rareté numérique, éviter que le niveau de base ne devienne trop complexe lors de l’exécution des applications, et créer de la valeur pour les activités de minage, au-delà de la simple compétition de hachage. Contrairement à Bitcoin, qui se concentre principalement sur la monnaie, ou aux chaînes de contrats intelligents partagées qui alourdissent les validateurs avec des tâches de exécution générales, Nockchain limite les fonctionnalités du niveau de base. Il gère la monnaie et la vérification des preuves, tandis que les applications (NockApps) fonctionnent comme des machines d’État indépendantes, sans être soumises au consensus. Cette séparation permet aux applications de maintenir leurs propres règles et cycles de mise à jour, sans compromettre la performance du niveau de base.

Le modèle de minage introduit des « tâches utiles ». Au lieu de gaspiller de l’énergie dans des recherches aléatoires, les tâches de minage valables permettent de produire des résultats utiles pour les utilisateurs, comme les calculs matriciels pour l’IA ou les preuves de zéro-connaissance. Cela crée donc un réseau à double usage : les fournisseurs de puissance de calcul compètent pour les récompenses liées aux blocs, tout en fournissant une puissance de calcul utile. Le protocole utilise Nock, un ensemble d’instructions fonctionnelles très petit, compilé à partir de kernels Hoon et hébergé en Rust, afin d’assurer une exécution déterministe et vérifiable.

Les principaux compromis incluent une expressivité limitée de la couche de base par rapport aux machines virtuelles intelligentes générales, ainsi que la responsabilité de la disponibilité des applications qui incombe à l’edge de l’application. Cependant, ce design offre des règles monétaires déterministes, une propriété directe, et un état de chaîne vérifiable indépendamment. L’architecture est soutenue par des recherches sur le « Proof of Necessary Work » et l’intégrité computationnelle basée sur STARK, afin de relier les résultats des applications aux montants financiers par des règlements démonstratifs, sans avoir besoin de transférer toute l’exécution dans le consensus.

Un nœud complet de Nockchain fonctionne en télécharchant les données de la chaîne et en vérifiant chaque bloc et transaction acceptés par rapport au noyau de consensus. Cet arrangement permet aux utilisateurs de vérifier la chaîne sans avoir besoin de dépendre des explorateurs de blocs ou des API hébergées. Il est important de noter que l’exécution d’un nœud ne constitue pas de minage ; les mineurs ZK et AI fonctionnent comme des processus distincts qui demandent des travaux candidats et soumettent les résultats. L’architecture sépare les responsabilités : l’hôte Rust gère la réseau, le stockage, les API publiques et privées, le cycle de vie des processus et la communication avec les mineurs externes.

Le noyau Hoon intégré possède la validité du consensus ; le nœud accepte deux types d’éléments de bloc : %pow provenant de la voie ZK-PoW et %ai-pow provenant de la voie AI-PoW. Les deux types d’éléments de bloc entrent tous dans le processus normal de validation du noyau. La sécurité opérationnelle et la maintenance sont essentielles. Chaque bloc et chaque transaction est considéré comme non fiable tant que le noyau ne l’a pas validé. L’endpoint gRPC privé est privilégié et doit être exposé uniquement de manière intentionnelle. La réputation des paires de partenaires constitue une politique de transport ; elle ne peut pas valider les blocs invalides. Les jets de consensus doivent conserver exactement les résultats obtenus par Hoon, et échouer de manière claire si les conditions nécessaires ne sont pas remplies.

Les opérateurs ne devraient jamais réutiliser les dossiers de données du réseau faux expérimental pour les opérations sur le réseau principal. Les services de pont et la gouvernance multi-signature sont des systèmes opérationnels distincts. La carte de paiement peut effectuer des dépôts via les services de pont, mais le nœud complet ne gère pas lui-même le service de pont. Cette distinction permet de garantir que le mécanisme de consensus central reste indépendant des complexités liées aux opérations externes ou aux couches de gouvernance.

Comment fonctionne la fonction de minage utile ?

Le modèle de minage du protocole diffère considérablement des systèmes traditionnels basés sur la preuve de travail, car il met l’accent sur l’utilité computationnelle. Au lieu de gaspiller de l’énergie dans des recherches aléatoires de hachages, les travaux de minage valables produisent des résultats utiles pour les utilisateurs. Ces résultats comprennent des calculs matriciels pour l’IA ou des preuves de zéro connaissance, qui sont vérifiables et précieuses. Cela crée donc un réseau à double usage : les fournisseurs de calcul concurent pour les récompenses liées aux blocs, tout en fournissant également une puissance de calcul utile.

Cette approche lie l’histoire de la monnaie aux coûts liés à l’énergie et aux matériels, garantissant ainsi que la confiance monétaire soit soutenue par une activité économique tangible. L’utilisation des preuves sans démonstration et des calculs d’IA permet au réseau de tirer parti des besoins computationnels existants, plutôt que de créer de nouveaux besoins artificiels. En intégrant ces tâches de calcul dans le mécanisme de consensus, Nockchain aligne les incitations économiques avec les progrès réels en matière de calcul.

Quels sont les risques opérationnels et les compromis ?

La séparation entre le consensus et l'exécution des applications introduit des risques opérationnels spécifiques. La faible expressivité du niveau de base par rapport aux VMs de contrats intelligents est un compromis notable. De plus, la responsabilité en matière de disponibilité des applications incombe au niveau d’application lui-même ; cela signifie que le niveau de base ne garantit pas la disponibilité des applications. Les opérateurs doivent gérer ces risques avec prudence afin de maintenir l’intégrité du réseau.

La sécurité opérationnelle exige un respect strict des protocoles de gestion des nœuds. L’endpoint gRPC privé est un élément important et doit être exposé uniquement de manière intentionnelle. La réputation des nœuds est une politique de transport ; elle ne peut donc pas valider des blocs invalides. Par conséquent, les opérateurs ne peuvent pas compter sur les nœuds externes pour assurer la sécurité. Les systèmes de consensus doivent préserver exactement les résultats obtenus par Hoon, et échouer de manière évidente si les conditions requises sont manquées. Ces exigences garantissent que le réseau reste sûr et déterministe, même en période de scalage.

Les services de pont et la gouvernance à plusieurs signatures sont des systèmes opérationnels distincts. Le nœud complet ne gère pas le pont lui-même. Cette séparation empêche que les erreurs liées au pont ne affectent le fonctionnement du consensus de base. Cependant, cela nécessite que les opérateurs gèrent plusieurs systèmes distincts, ce qui augmente la complexité de la maintenance du réseau. Le portefeuille peut créer des dépôts sur le pont, mais le nœud complet ne gère pas le pont lui-même. Cela souligne la nécessité de définir clairement les limites opérationnelles.