Qu’est-ce qu’Algorand (ALGO) et comment fonctionne le réseau ?

Qu’est-ce qu’Algorand (ALGO) ?

Algorand est une blockchain Layer 1 permissionless. Cela signifie qu’il s’agit d’un réseau autonome sur lequel les utilisateurs peuvent effectuer des transactions, créer des actifs numériques et utiliser des smart contracts sans l’autorisation d’une partie centrale.

La crypto native du réseau s’appelle ALGO. ALGO est notamment utilisé pour payer les frais de transaction et participer au consensus du réseau.

Le consensus est la manière dont les participants d’une blockchain déterminent ensemble quel nouveau bloc est valide et ajouté à la blockchain.

Algorand utilise pour cela le Pure Proof of Stake, souvent abrégé en PPoS. Avec ce système, les participants n’ont pas besoin de verrouiller leurs ALGO ni de les déléguer à un validateur. Les comptes inscrits au consensus peuvent être sélectionnés aléatoirement, en fonction de leur quantité d’ALGO, pour proposer un bloc ou voter à son sujet.

Algorand utilise pour cela une loterie cryptographique. Pour chaque nouveau bloc, les participants sont à nouveau sélectionnés. Plus un compte détient d’ALGO en ligne participant au consensus, plus il a de chances d’être sélectionné.

Une caractéristique importante d’Algorand est la finalité immédiate. Dès qu’un bloc est approuvé par le processus de consensus, il est considéré comme définitif. Il n’est donc pas nécessaire d’attendre que plusieurs nouveaux blocs soient construits au-dessus pour obtenir une sécurité supplémentaire.

Il peut exister au maximum 10 milliards d’ALGO. Les 10 milliards de tokens ont tous été créés au lancement du réseau. Tous les tokens n’ont pas été mis en circulation immédiatement : l’offre en circulation a ensuite augmenté à mesure que les ALGO créés à l’avance ont été libérés selon différents calendriers de distribution.

À retenir

• Algorand est une blockchain Layer 1 autonome pour les paiements, les actifs et les smart contracts.
• ALGO est la crypto native utilisée pour les frais de transaction et la participation au consensus.
• Le réseau utilise le Pure Proof-of-Stake au lieu du minage.
• Les participants sont sélectionnés par loterie cryptographique pour les rôles de consensus.
• Les ASA permettent d’émettre des tokens propres directement sur Algorand.

Comment fonctionne Algorand ?

Algorand regroupe les transactions en blocs. Ensuite, les participants du réseau doivent s’accorder sur le bloc qui est valide et ajouté à la blockchain.

Pour cela, Algorand utilise le Pure Proof of Stake (PPoS) en combinaison avec un protocole Byzantine Agreement. Le PPoS détermine quels comptes ont une chance de proposer un bloc ou de voter à son sujet. Le protocole Byzantine Agreement permet ensuite aux participants sélectionnés de se mettre d’accord sur un seul bloc valide, même si une partie d’entre eux commet des erreurs ou ne se comporte pas correctement.

Les comptes en ligne et ayant enregistré des participation keys valides peuvent être sélectionnés pour proposer un bloc ou voter à son sujet.

Une participation key est une clé distincte destinée à la participation au consensus. Elle est séparée de la clé privée avec laquelle vous pouvez envoyer des ALGO. Ainsi, la clé privée utilisée pour gérer vos tokens n’a pas besoin de se trouver sur le node qui participe au consensus.

Algorand détermine qui est sélectionné au moyen d’une Verifiable Random Function (VRF). On peut voir cela comme une loterie cryptographique. Un compte effectue localement un calcul qui lui permet de déterminer s’il a été sélectionné pour un rôle donné. Les autres participants peuvent ensuite vérifier si cette sélection est valide.

La probabilité d’être sélectionné dépend de la quantité d’ALGO avec laquelle un compte participe au consensus en ligne. Plus un compte détient d’ALGO en ligne, plus sa probabilité d’être sélectionné est élevée et plus son poids de vote potentiel est important. Même les petits comptes peuvent être choisis.

Pour chaque bloc, de nouveaux participants sont à nouveau sélectionnés pour proposer un bloc et voter à son sujet. Ainsi, il n’est pas fixé à l’avance, pour une longue période, quels participants détermineront les blocs suivants.

Le processus de consensus se déroule globalement en plusieurs étapes. D’abord, les comptes sélectionnés peuvent proposer un nouveau bloc. Ensuite, des commissions à nouveau sélectionnées votent pour déterminer quelle proposition est privilégiée et si ce bloc peut finalement être certifié.

Un bloc est approuvé lorsque suffisamment de pouvoir de vote sélectionné soutient la même proposition. Le modèle de sécurité part du principe que plus des deux tiers de la stake participante agissent honnêtement.

Dès que le processus de consensus a certifié un bloc, ce bloc devient définitif. Algorand offre ainsi une finalité immédiate : il n’est pas nécessaire d’attendre plusieurs nouveaux blocs avant qu’une transaction soit considérée comme définitive.

Aperçu d’Algorand (ALGO)

Comment fonctionne le Pure Proof-of-Stake chez Algorand ?

Avec le Pure Proof-of-Stake, la stake en ligne détermine quels comptes ont une chance d’obtenir un rôle de consensus. Ici, la stake désigne la quantité d’ALGO prise en compte pour la participation. Vous n’avez pas besoin de verrouiller ces ALGO pour participer.

Pour chaque étape du processus de consensus, un compte de participation en ligne exécute localement une VRF. Cela permet au compte de vérifier s’il a été sélectionné, par exemple pour proposer un bloc ou en évaluer un. La VRF produit également une preuve que les autres participants peuvent vérifier.

Algorand choisit pour chaque étape du consensus de nouvelles commissions pseudorandomisées. Une commission est un groupe de comptes sélectionnés qui vote sur une proposition. Comme ces groupes changent en permanence, il n’est pas connu publiquement à l’avance quels comptes auront un rôle.

Le processus se compose globalement de trois étapes : proposer un bloc, confirmer la proposition et certifier le bloc. Si suffisamment de pouvoir de vote sélectionné soutient la même proposition, le bloc est certifié.

Le mot Pure ne signifie pas que tout le monde a la même influence. La probabilité de sélection et le poids de vote restent liés à la position ALGO en ligne. Une personne qui détient davantage d’ALGO en ligne a donc plus de chances d’obtenir un rôle dans le consensus.

La participation au consensus ne signifie pas automatiquement que chaque détenteur d’ALGO reçoit aussi une récompense. Les proposeurs de blocs éligibles peuvent recevoir un block payout lorsque le bloc qu’ils ont proposé est effectivement ajouté à la blockchain.

Pour cela, un compte doit remplir les conditions requises et utiliser un validatornode actif et fiable. Si un compte semble insuffisamment fiable en ligne, il peut être suspendu de ces payouts.

Algorand utilise notamment des heartbeats à cette fin. Ils permettent à un participant d’indiquer que le compte et le node associé sont toujours en ligne et disponibles.

Quel rôle jouent les smart contracts et les Algorand Standard Assets ?

Les smart contracts sont des programmes sur une blockchain qui s’exécutent selon des règles prédéfinies. Sur Algorand, cela se fait via l’Algorand Virtual Machine (AVM). Cette machine virtuelle exécute le code des smart contracts dans le cadre du traitement des transactions.

Les développeurs peuvent notamment écrire des smart contracts avec Algorand Python et Algorand TypeScript. Ce code est compilé en code exécutable par l’AVM. Pour appeler un smart contract stateful, on utilise une transaction Application Call. Stateful signifie qu’un smart contract peut stocker et modifier des données sur la blockchain.

Si l’exécution d’un smart contract ne respecte pas les conditions applicables, la transaction échoue et les modifications associées ne sont pas enregistrées définitivement sur la blockchain.

En plus des smart contracts, Algorand prend en charge les Algorand Standard Assets (ASA). Il s’agit d’actifs numériques qui peuvent être créés directement via le protocole Algorand. Un ASA peut par exemple représenter un token fongible, mais aussi un objet numérique unique.

Un ASA n’est pas la même chose qu’ALGO. ALGO est la crypto native du réseau Algorand, tandis qu’un ASA peut être émis par un utilisateur, un développeur ou une organisation.

On crée un ASA au moyen d’une transaction spéciale sur la blockchain Algorand. Vous pouvez y définir plusieurs adresses avec chacune une fonction de gestion distincte, par exemple pour la gestion générale, la réserve, le gel et le clawback.

L’adresse de clawback peut récupérer des tokens d’un compte et les envoyer vers une autre adresse. Cela n’est possible que si une telle fonction de clawback a été définie lors de la création de l’ASA.

Avant qu’un compte puisse recevoir un ASA, il doit normalement d’abord faire un « opt-in » pour cet actif. Pour chaque ASA qu’un compte crée ou détient, le solde minimum requis augmente de 0,1 ALGO.

Les smart contracts sur Algorand ont également des limites quant à la quantité de calcul qu’ils peuvent effectuer par exécution. Une seule Application Call reçoit par défaut un budget d’opcode de 700 unités. Un opcode est une instruction exécutée par l’AVM.

Lors de plusieurs Application Calls dans un même groupe de transactions, ces budgets peuvent être combinés. Il existe aussi des techniques permettant de disposer d’un budget d’exécution supplémentaire. Le maximum de 700 ne signifie donc pas que tout smart contract complexe doit toujours être réparti sur plusieurs blocs.

Quelle est la différence entre Algorand et Bitcoin ?

Algorand et Bitcoin sont tous deux des blockchains autonomes, mais ils ont été conçus pour des objectifs différents.

Algorand est une plateforme Layer 1 sur laquelle les utilisateurs peuvent notamment exécuter des smart contracts et créer des actifs numériques. Bitcoin a été conçu à l’origine comme un système de monnaie électronique peer-to-peer.

Une différence importante réside dans la manière dont les deux réseaux atteignent le consensus :

• Algorand utilise le Pure Proof of Stake : les comptes participant au consensus en ligne peuvent être sélectionnés de manière pseudorandomisée, en fonction de leur quantité d’ALGO, pour proposer un bloc ou voter à son sujet.

• Bitcoin utilise le Proof of Work : les mineurs utilisent de la puissance de calcul pour produire des blocs valides et sécuriser ainsi le réseau.

• Algorand a une finalité immédiate : dès qu’un bloc est certifié via le processus de consensus, il est considéré comme définitif.

• Bitcoin fonctionne avec des confirmations : une transaction Bitcoin gagne en certitude à mesure que de nouveaux blocs sont ajoutés au-dessus du bloc contenant cette transaction. C’est pourquoi les utilisateurs regardent souvent le nombre de confirmations.

La manière dont les applications et les actifs numériques fonctionnent diffère également. Sur Algorand, les utilisateurs peuvent créer directement des Algorand Standard Assets (ASA) et communiquer avec des smart contracts stateful via des transactions Application Call.

Bitcoin utilise un modèle UTXO. Dans ce modèle, une transaction utilise des outputs existants comme input et en crée de nouveaux. Bitcoin Script peut imposer des conditions à la dépense de bitcoin, mais n’offre pas les mêmes possibilités de smart contracts stateful qu’Algorand.

L’émission de la crypto native diffère également. Il peut exister au maximum 10 milliards d’ALGO, et ces tokens ont été créés au lancement du réseau.

Bitcoin émet de nouveaux BTC progressivement comme récompense pour les mineurs. Cette block subsidy est divisée par deux environ tous les quatre ans, jusqu’à ce que la quasi-totalité de l’offre maximale de 21 millions de BTC ait été émise.

Comment Algorand est-il né ?

L’idée d’Algorand est née en 2017 à Cambridge, dans le Massachusetts, autour du cryptographe et professeur du MIT Silvio Micali. Il est le fondateur d’Algorand et a été à l’origine du mécanisme de consensus Pure Proof-of-Stake.

Le lancement public du mainnet d’Algorand a eu lieu le 19 juin 2019.

La base technique initiale d’Algorand a notamment été décrite dans des recherches de Jing Chen et Silvio Micali sur un système de registre distribué sûr et efficace. Jing Chen a ainsi joué un rôle important dans la recherche fondamentale derrière Algorand, tandis que Silvio Micali est considéré comme le fondateur du projet.

Quels sont les avantages d’Algorand ?

Algorand présente plusieurs avantages clairs :

• Pas de lock-up ni de slashing pour participer au consensus : les ALGO n’ont pas besoin d’être verrouillés pour participer au consensus. Algorand n’utilise pas non plus de slashing, c’est-à-dire de retrait de tokens à titre de sanction.

• Finalité immédiate : dès qu’un bloc est certifié, il est considéré comme définitif. Il n’est donc pas nécessaire d’attendre plusieurs nouveaux blocs pour obtenir une sécurité supplémentaire.

• Rôles de consensus changeants : les proposeurs de blocs et les commissions de vote sont sélectionnés à nouveau de manière pseudorandomisée. Ainsi, il n’est pas fixé à l’avance, pour une longue période, quels comptes détermineront les blocs suivants.

• Actifs natifs et smart contracts : Algorand prend en charge à la fois les Algorand Standard Assets et les smart contracts stateful directement sur la Layer 1.

• Groupes de transactions atomiques : plusieurs transactions peuvent être exécutées comme un seul groupe. Si une transaction nécessaire échoue, tout le groupe n’est pas exécuté.

Quels sont les inconvénients et les limites d’Algorand ?

Algorand présente aussi plusieurs points importants à garder à l’esprit :

• L’influence est pondérée par la stake : les comptes disposant de plus d’ALGO en ligne ont en moyenne une plus grande chance d’obtenir des rôles de consensus et peuvent représenter davantage de poids de vote.

• La participation active demande des étapes techniques : posséder des ALGO ne suffit pas pour participer directement au consensus. Vous avez besoin de participation keys et d’un node fiable.

• Les staking rewards ne sont pas automatiques : chaque détenteur d’ALGO ne reçoit pas une récompense. Le solo staking est soumis à des conditions supplémentaires, notamment un solde minimum en ligne.

• Les ASA exigent un solde minimum supplémentaire : pour chaque ASA qu’un compte crée ou détient, le solde minimum requis augmente.

• Les smart contracts ont des limites techniques : l’AVM fonctionne avec des limites concernant notamment le budget d’exécution et la taille des programmes. Les développeurs doivent en tenir compte lors de la construction d’applications.

En résumé

Algorand est une blockchain Layer 1 autonome pour les transactions, les actifs numériques et les smart contracts. ALGO est la crypto native du réseau et est notamment utilisée pour les frais de transaction et la participation au consensus.

Le cœur d’Algorand est le Pure Proof of Stake. Les comptes en ligne disposant de participation keys peuvent être sélectionnés par loterie cryptographique pour proposer des blocs ou voter à leur sujet. Dès qu’un bloc est certifié par le processus de consensus, il devient immédiatement définitif.

En outre, Algorand prend en charge les Algorand Standard Assets natifs et les smart contracts stateful via l’Algorand Virtual Machine.

Cela implique aussi des compromis. L’influence sur le consensus est liée à la quantité d’ALGO en ligne, la participation active nécessite un node et des participation keys, et les ASA comme les smart contracts ont des limites pratiques et techniques.

Algorand combine ainsi un modèle de consensus fondé sur la stake, sans lock-up ni slashing, avec une finalité immédiate et une prise en charge intégrée des actifs et des smart contracts.