Tout savoir sur Polygon (MATIC), le projet qui veut faire d’Ethereum le standard des blockchains

Polygon est à la fois un protocole et une boîte à outils, permettant de construire et de connecter des blockchains compatibles avec Ethereum. Le MATIC, son crypto-jeton, est essentiel au fonctionnement de son écosystème. Cette solution de couche secondaire présente des performances impressionnantes, pour une expérience d’Ethereum très fluide.

En 2021, il est impossible d’être passé à côté du phénomène. L’équipe enchaîne les partenariats et les hackatons, tandis que les applications décentralisées les plus populaires d’Ethereum intègrent Polygon. Qu’il s’agisse de DeFi, de NFT ou de blockchains privées, la communauté est en effervescence.

À quoi sert exactement Polygon (MATIC) ?

Polygon est né d’un constat : Ethereum est la première plateforme de smart contracts au monde, mais elle atteint ses limites. Les utilisateurs et les développeurs souffrent d’une latence et de frais de gas élevés. L’architecture actuelle ne permet pas de personnaliser sa pile technologique, son tech stack. Les développeurs fuient vers des blockchains secondaires, compatibles avec l’EVM. Ces dernières ne communiquer pas entre elles, ce qui fragmente le réseau.

Polygon a pour ambition de devenir l’Internet des blockchains Ethereum-compatibles.

L’équipe de Polygon

Les cofondateurs de Polygon sont Jaynti Kanani, Sandeep Nailwal, Mihailo Bjelic et Anurag Arjun. Plusieurs conseillers bien connus sont aussi impliqués dans le projet, qui regroupe des dizaines de contributeurs à travers la planète.

Depuis le mois d’octobre 2017, l’équipe a continuellement développé sa plateforme et multiplié les collaborations. De plus, Polygon compte sur sa communauté active. L’interview de Sandeep Nailwal, réalisée par Sami, est disponible en vidéo.

Polygon en chiffres

Le mainnet du réseau Polygon fut lancé le 15 mai 2020, et compte désormais :

• 660 000 + adresses ;
• Un volume quotidien 7,5 millions de transactions par jour ;
• 100 validateurs ;
• Plus de 12 500 délégués ;
• Environ 2 milliards de dollars en MATIC est sous séquestre via le staking ;
• Une TVL (total value locked) de 7,4 milliards de dollars.

Les performances de Polygon dans les domaines de la scalabilité et de l’expérience utilisateur attirent donc nombre d’utilisateurs et de fournisseurs de services. En effet, sur Ethereum, une simple transaction coûte environ 4 $ de frais. Avec Polygon, son coût est de 0,00007 centimes. De même, déposer des liquidités dans un pool sur Ethereum coûte 30 dollars, sur Polygon, seulement 5 millièmes de centimes.

Les fonctionnalités de Polygon (MATIC)

Les fonctionnalités de Polygon sont ainsi stupéfiantes, tant du point de vue de l’utilisateur final que de celui du développeur. L’environnement de développement est agréable, et permet déployer des blockchains rapides, tout en bénéficiant du meilleur d’Ethereum – par exemple sa sécurité.

• Tout d’abord, Polygon est entièrement compatible avec Ethereum. On y retrouvera le même langage de programmation (Solidity) et les mêmes outils (Remix, Truffle) ;
• Ensuite, il s’agit d’un système extrêmement scalable : on peut y déployer des chaînes personnalisées, choisir ses algorithmes de consensus, utiliser des environnements d’exécution dédiés…
• Son niveau de sécurité est entièrement paramétrable (security as a service). Le développeur peut choisir Ethereum ou un ensemble de validateurs consacrés ;
• De fait, Polygon permet de créer des blockchains totalement souveraines en termes de gouvernance ou de pile technologique ;
• De plus, le protocole est axé sur l’interopérabilité. Ainsi, il est possible d’échanger avec Ethereum mais aussi d’autres réseaux blockchain, grâce aux ponts (bridges) ;
• Rajoutons que Polygon est entièrement modulaire. Ces modules permettent de développer des réseaux personnalisés ou d’interagir avec des réseaux existants. Un large choix de réseaux blockchain préréglés peuvent être déployés en un clic ;
• Enfin, l’expérience utilisateur/développeur – la fluidité des opérations pour l’utilisateur couplée à la facilité d’implémentation – est grandement améliorée.

C’est ainsi un écosystème riche et prometteur que nous ont conçu Sandeep Nailwal et son équipe ! Essayons de comprendre un peu comment il fonctionne et quelles lois le régissent.

Polygon : technologie et architecture

Le mantra de Polygon est « conçu par des développeurs, pour des développeurs ».

Son architecture est modulaire et les blockchains sont personnalisables, tout comme leur niveau de sécurité : il en existe donc deux types.

• D’une part, les blockchains « stand-alone » sont souveraines. Leur sécurité ne dépend pas de la blockchain-mère Ethereum : elles en sont indépendantes, et ce sont leurs développeurs qui sont en charge. Ce type de chaîne est plutôt utilisé par des entreprises, ou des projets crypto déjà établis. Elles possèdent leur propre ensemble de validateurs et offrent le meilleur degré de flexibilité.
• D’autre part, les blockchains sécurisées par Ethereum n’ont pas de validateurs propres, et sont sécurisées de deux manières. Les développeurs peuvent passer directement par Ethereum, grâce à des preuves de validité, ou par un ensemble de validateurs dédiés. Elles sont généralement destinées aux jeunes startups ou aux projets focalisés sur la sécurité.

Les différentes couches du réseau Polygon

Du point de vue réseau, Polygon est étagé en quatre couches :

La couche exécutive

Elle est divisée en deux sous couches : tout d’abord, l’environnement d’exécution, une implémentation de l’EVM. Deuxièmement, la couche logique d’exécution concerne le changement d’état de la blockchain, en fonction d’un réseau Polygon donné, sous la forme d’un smart contract. C’est ici que les transactions finales, en provenance des réseaux de blockchains de Polygon, sont interprétées et exécutées.

La couche Polygon

Il s’agit de l’ensemble des blockchains souveraines déployées sur Polygon. Chaque chaîne dépend de ses créateurs et utilisateurs, possède son mécanisme de consensus propre, sa fonction de production de blocs, etc.

La couche de sécurité

Cette couche est optionnelle. On y trouve un ensemble de validateurs, chargés de vérifier périodiquement la validité d’une blockchain Polygon en échange de frais. La couche sécurité concerne la validation des chaînes Polygon en tant que telles. C’est ici que sont exécutées des fonctions telles que la gestion des validateurs – enregistrement, récompenses, randomisation, etc. Cette couche de sécurité peut être implémentée parallèlement à Ethereum (sur de multiples instances), ou directement sur Ethereum (dans ce cas, ce sont les mineurs d’Ethereum qui effectuent la validation).

La couche Ethereum

Cette couche est donc implémentée en tant qu’ensemble de smart contracts sur Ethereum. Ils régissent la finalisation des transactions, le staking, la résolution des conflits, les transferts de messages entre Ethereum et Polygon…

Grâce à ce système, l’utilisateur final peut utiliser toutes les applications décentralisées classiques d’Ethereum, avec des frais beaucoup plus faibles et une meilleure fluidité.

Les acteurs du réseau Polygon

Polygon est donc un protocole qui a son architecture, ses outils et son réseau. Somme toute, il s’agit d’un écosystème, constitué de quatre types d’acteurs :

• Premièrement, l’utilisateur final ;
• Ensuite, les développeurs et créateurs de dApps, qui intègrent ou créent des applications sur Polygon, afin d’offrir une meilleure UI (frais) et UX (rapidité) à l’utilisateur ;
• Puis viennent les stakers (délégués), qui jouent évidemment un rôle crucial dans le maintien de l’écosystème. Les validateurs sont en charge d’effectuer la jonction avec la chaîne-mère (via les checkpoints). Les transactions sont validées en PoS et les stakers choisissent également les producteurs de blocs ;
• Enfin, les producteurs de blocs, qui sont en charge de maintenir une blockchain de manière irréprochable – faible latence et haute accessibilité. Afin de prétendre à ce rôle, il faut mettre en jeu un stake très conséquent.

Les différents participants sont incités économiquement à collaborer, via un mécanisme de consensus adapté.

Le mécanisme de consensus de Polygon

Polygon peut être vu comme un système de preuve d’enjeu à deux niveaux. L’objectif est d’obtenir un temps de bloc faible, tout en garantissant un haut degré de décentralisation.

• Au niveau des validateurs et des checkpoints, le PoS sert à finaliser les transactions sur la chaîne principale, grâce au système de preuve.
• Au niveau des producteurs de bloc, la preuve d’enjeu est mise à profit pour assurer une production rapide.

La décentralisation est ainsi optimale. Conjointement, la sécurité des sidechains est assurée, grâce à la finalisation des transactions sur la chaîne-mère, Ethereum.

Le mécanisme est le suivant :

• Premièrement, les producteurs de blocs sont sélectionnés pour un tour de production. Il sont approuvés à la majorité des 2/3 + 1 ;
• Deuxièmement, à intervalles réguliers, la racine de l’arbre de Markle des blocs produits doit être validée par l’ensemble des nœuds (checkpoint) ;
• Troisièmement, un validateur est alors sélectionné pour collecter les signatures pour le checkpoint, et publie les preuves sur la chaîne principale (Ethereum).

Les validateurs, tout comme ceux qui proposent les preuves sur Ethereum, sont récompensés au prorata de leur stake.

Grâce aux checkpoints, Polygon peut théoriquement connecter un nombre infini de chaînes secondaires. Ainsi, une blockchain privée d’entreprise peut échanger des actifs avec un utilisateur d’une sidechain publique, tout en bénéficiant du même degré de sécurité fournit par Ethereum, et en gardant le contrôle total de leur environnement d’exécution et de leur registre.

Pour l’instant, la chaîne-mère où sont finalisées les transactions est Ethereum; cependant, Polygon permet par conception d’établir une interopérabilité entre différentes blockchains.

Le jeton MATIC, indispensable au fonctionnement du protocole Polygon

Le MATIC (de l’ancien nom du projet) est le jeton central de l’écosystème Polygon. C’est un jeton utilitaire, un jeton de gouvernance et l’unité de compte récompensant validateurs et délégués – un ERC-20. Le MATIC fournit une incitation économique, pour tous les participants, à contribuer au bon développement de Polygon. La validation des blocs, le calcul des preuves, et autres ressources informatiques ou services nécessaires au maintien du réseau sont rémunérées en MATIC. Le staking est récompensé : on peut déléguer ses MATIC au validateur de son choix (ou de devenir soi-même validateur).

En revanche, les simples détenteurs (hodleurs) du jeton n’ont droit à aucun dividende ou poids de vote.

Polygon repose donc sur un mécanisme de consensus à preuve d’enjeu déléguée (dPoS) dont voici les modalités :

• Tout d’abord, installer et maintenir un nœud complet ;
• Ensuite, y placer sous séquestre des MATIC (le stake) pour rejoindre le système ;
• Une fois validateur, il faudra maintenir son nœud correctement pour prétendre aux récompenses ;
• Bien entendu, les détenteurs de MATIC peuvent déléguer leurs jetons au validateur de leur choix. Les validateurs reversent alors la récompense au prorata du stake tout en prélevant une commission ;
• Enfin, les validateurs qui se comportent mal sont punis (pénalités ou slashing).

Le staking

Les récompenses de staking sont dégressives et devraient se situer autour des 5 % après 5 ans.

Elles varient également en fonction de la quantité de MATIC « stakés » par rapport à la quantité en circulation.

Les validateurs doivent répondre à des critères très exigeants. L’uptime doit être excellent, tout comme la sécurité du nœud (sauvegardes, HSM, prévention des attaques).

Polygon is waiting for you !

Rappelons la devise de Polygon : “conçu par des développeurs, pour des développeurs.” Outre la compatibilité de Polygon avec l’EVM, l’équipe a mis au point un kit de développement (software development kit ou SDK) complet pour créer ses dApps. Le SDK est modulaire et extensible; il a initialement été codé en Golang. Cependant, de futures implémentations sont à prévoir : si vous souhaitez contribuer, l’équipe de Polygon recrute.

Polygon réunit le meilleur des fonctionnalités présentes sur les solutions de scalabilité existantes pour Ethereum.

Pour Ethereum et sa communauté, l’année 2021 est marquée par le développement rapide de ses couches secondaires. Polygon est l’une des infrastructures les plus complètes et les plus accessibles, redonnant une seconde jeunesse à la plateforme de smart contract conçue par Vitalik Buterin. L’utilisateur y retrouve ses dApps préférées, accessibles pour des frais très réduits. Le développeur peut y déployer ses applications avec aisance, grâce au SDK fourni par l’équipe. Le simple holdeur de jetons MATIC peut profiter des récompenses PoS en déléguant ses jetons.

Cependant, la décentralisation de Polygon est un objectif à long terme. Il est donc vivement conseillé de participer à l’effort de guerre en déployant un nœud validateur ou en codant pour participer à l’amélioration du protocole ! Toutes les propositions sont bienvenues : il suffit d’écrire à l’équipe de Polygon !

Dans les prochains épisodes de cette série, nous explorerons en détails les mécanismes constitutifs du protocole.

Ressources

• Le litepaper de Polygon
• Le whitepaper
• Le site officiel
• Twitter
• GitHub
• Telegram
• Discord
• YouTube
• Reddit
• Documentation technique (développeurs)