Expansion du marché & Évolution technique

Le secteur des coprocesseurs a connu une croissance remarquable depuis 2024, avec plusieurs développements clés remodelant le paysage :

• Adoption du coprocesseur ZK: L'intégration d'entreprise des coprocesseurs ZK a augmenté de 215% depuis fin 2024, les institutions financières étant en tête de la mise en œuvre pour la vérification des transactions historiques
• Fonctionnalité de chaîne croisée: Les principales plateformes ont étendu leur fonctionnalité au-delà de l'utilisation exclusive d'Ethereum, avec 73 % d'entre elles prenant désormais en charge la vérification des données multi-chaînes
• API normalisées: L'Alliance standard des coprocesseurs formée au T1 2025 a établi des interfaces unifiées, réduisant la complexité d'intégration pour les développeurs d'environ 60%

Avancées techniques

Des avancées significatives ont émergé dans les technologies centrales alimentant les coprocesseurs :

Evolution du projet & Paysage concurrentiel

Axiome

Axiom a maintenu son leadership sur le marché en introduisant AxiomOS, un système d'exploitation pour la disponibilité des données qui s'intègre aux principales solutions de couche 2. Leur suite de coprocessing de qualité entreprise prend désormais en charge le streaming de données en temps réel avec des preuves de validité ZK.

Brevis

Suite à leur intégration réussie avec EigenLayer, Brevis a déployé Brevis Nexus, connecter les fonctionnalités du coprocesseur à travers 9 grands réseaux blockchain. Leur architecture de traitement parallèle peut maintenant gérer plus de 5 000 demandes de vérification simultanées.

Hérodote

Herodotus a tiré parti de son intégration à Starknet pour créer Ponts Temporels, permettant aux contrats intelligents d'accéder aux données historiques inter-chaînes avec des frais 97% inférieurs aux méthodes traditionnelles. Leur programme de partenariat inclut désormais plus de 40 protocoles DeFi majeurs.

Joueurs émergents

Les nouveaux entrants se sont concentrés sur des applications verticales spécialisées :

• Systèmes de données quantiques: Optimisé pour la vérification des données de trading à haute fréquence
• ChronosLabs: Spécialisé dans la conformité réglementaire et les pistes d'audit historiques
• ZKHistory: Cibler l'analyse des données historiques de qualité institutionnelle avec des fonctionnalités de confidentialité intégrées

Intégration avec l'infrastructure Web3

Les coprocesseurs deviennent de plus en plus un élément fondamental de l'infrastructure Web3 :

• L'intégration avec les systèmes d'abstraction de compte permet une authentification avancée basée sur le comportement utilisateur historique
• Les protocoles DeFi utilisent des coprocesseurs pour l'évaluation dynamique des risques basée sur l'activité passée on-chain
• Les systèmes de gouvernance mettent en œuvre des mécanismes de vote responsables grâce à la vérification de la participation historique

Résumé

Le paysage des coprocesseurs a considérablement mûri jusqu'en 2025, passant de la technologie expérimentale à l'infrastructure essentielle de Web3. Les améliorations techniques ont considérablement réduit les coûts tout en élargissant les capacités, rendant l'accès aux données historiques pratique pour les applications grand public. Alors que les efforts de normalisation se poursuivent et que la fonctionnalité inter-chaînes s'étend, les coprocesseurs s'affirment comme le lien critique entre l'état actuel de la blockchain et son enregistrement historique, permettant une nouvelle génération d'applications décentralisées intelligentes et conscientes du contexte.

Analyse de suivi du coprocesseur 2024

Cet article fournit une revue complète du développement et des origines des coprocesseurs, analyse les piles techniques et les avantages concurrentiels des différents concurrents dans la piste actuelle, et explique comment les coprocesseurs fonctionnent en utilisant Axiom comme exemple.

Qu'est-ce qu'un coprocesseur ?

Mo Dong, le co-fondateur de Celer Network et Brevis, estime que, en termes simples, un coprocesseur est un outil qui "donne aux contrats intelligents la capacité de Dune Analytics."

En termes simples, les contrats intelligents généraux actuels ne peuvent pas accéder aux données historiques. Par exemple, en travaillant sur un protocole de gestion de liquidité, j'avais besoin de données historiques sur les prix pour calculer à quelle fréquence et à quel coût les fournisseurs de liquidité dépassaient la fourchette de prix dans un AMM. Nous avons dû compter sur un service d'index hébergé sur une chaîne comme l'API GraphQL de The Graph, car les tâches d'agrégation, de recherche et de filtrage ne peuvent pas être effectuées uniquement par interaction avec le contrat. En effet, même l'indexation des données de transaction standard de la blockchain est difficile, sans parler de la lecture de données plus complexes que des informations de base.

En ce qui concerne les protocoles de gestion de la liquidité, l'évaluation des performances historiques des pools de test existants ou des pools d'utilisateurs nécessite toujours l'utilisation de l'API d'un service d'index hébergé sur la chaîne. Ces données sont ensuite calculées manuellement dans Excel. Existe-t-il un service capable de simplifier ce processus, en fournissant aux contrats intelligents d'applications décentralisées la capacité d'agréger, de filtrer et d'analyser ces données directement ? Les coprocesseurs sont conçus pour résoudre ce problème.

Pourquoi est-il appelé un coprocesseur?

Dans les premiers systèmes informatiques, le processeur CPU ne pouvait souvent effectuer que des opérations de base. Il devait être associé à un "coprocesseur" dédié pour effectuer des types spécifiques de tâches de calcul, telles que les opérations en virgule flottante, afin d'améliorer les performances.

Maintenant, nous pouvons considérer Ethereum comme un superordinateur géant. Les contrats intelligents du monde entier ne peuvent accéder qu'aux données on-chain du bloc actuel, pas aux données historiques, y compris les enregistrements de transactions et les changements de solde de compte. Cela est dû au fait que la conception d'Ethereum ne fournit pas de moyen aux contrats intelligents d'accéder à ces données historiques.

L'accès aux données historiques pour en assurer la fiabilité nécessite une méthode cryptographique qui relie les enregistrements historiques au bloc actuel. Cependant, le calcul et la vérification de cette preuve dans un contrat intelligent directement peuvent être longs et coûteux. En revanche, des requêtes via des nœuds de stockage peuvent être effectuées, mais les contrats intelligents ne peuvent pas interagir directement avec eux, et il y a un problème de confiance. Alors, comment pouvons-nous résoudre ce problème de confiance et permettre une computation vérifiable? En d'autres termes, comment pouvons-nous permettre à un tiers de vérifier directement les résultats de la computation pour leur exactitude, sans avoir besoin de réexécuter la computation elle-même? La solution pourrait résider dans les coprocesseurs, qui sont similaires aux premiers systèmes informatiques. Ils peuvent étendre la puissance de calcul des contrats intelligents sur Ethereum, leur donnant la nouvelle capacité d'accéder à des données historiques et d'effectuer des calculs complexes.

Comment fonctionne généralement un coprocesseur ?

En général, le flux de travail principal d'un coprocesseur qui vérifie les données Ethereum est le suivant :

1. Interroger les données historiques et effectuer des calculs pertinents dans un environnement hors chaîne grâce à un service;
2. Le service générera un type de preuve pour prouver que son fonctionnement est digne de confiance;
3. L'application décentralisée du développeur interagira avec le contrat de coprocesseur déployé sur Ethereum pour vérifier la preuve;
4. Après avoir interagi avec le contrat de coprocesseur et vérifié le résultat, l'application peut accéder directement aux données historiques dont elle a besoin sans faire confiance.

Projets dans l'espace du coprocesseur ou de la calculabilité vérifiable large

Cette section analyse principalement les piles techniques clés et les avantages concurrentiels des principaux acteurs de l'espace des coprocesseurs.

Axiome

Pionnier dans l'espace des coprocesseurs, Axiom construit une infrastructure de données on-chain pour simplifier l'interaction des contrats intelligents avec les données on-chain. Axiom est également crédité d'avoir introduit le concept de coprocesseurs. Nous approfondirons plus tard dans cet article le fonctionnement de leur coprocesseur en utilisant Axiom comme exemple.

Lagrange

Lagrange se concentre sur les preuves d'état inter-chaînes et les techniques de traitement parallèle. Leurs preuves peuvent atteindre une vérification inter-chaînes sans avoir besoin de protocoles de messagerie inter-chaînes comme zkBridge ou IBC. Le prouveur parallèle de Lagrange est bien adapté pour les produits impliquant la remise en jeu, ce qui solidifie leur position dans l'écosystème RaaS (Rollup en tant que Service).

Contrairement aux preuves séquentielles, les preuves parallèles peuvent répartir leur charge de travail sur des milliers de threads simultanément. De plus, le ré-enchâssement sur EigenLayer peut les sécuriser. En d'autres termes, cette approche de calcul parallèle et de preuve parallèle permet une meilleure scalabilité horizontale.

Un cas d'utilisation réel est l'application de Lagrange sur AltLayer. AltLayer propose des services de vérification active pour Restaked Rollup, aidant les développeurs à implémenter un séquençage décentralisé et à vérifier efficacement la correction de l'état du Rollup. En mars 2024, Lagrange s'est associé à AltLayer pour utiliser des prouveurs parallèles pour le coprocessage Rollup. Cela garantit des données et des résultats de calcul vérifiables et sans confiance sur la chaîne pour les clients de RaaS d'AltLayer.

Hérodote

Étroitement lié à l'écosystème Starkware/Starknet, Herodotus s'associe à des projets comme Snapshot. Ils appellent leur système de coprocesseur "Storage Proof," qui peut être combiné avec des preuves ZK pour permettre l'accès aux données entre différentes couches Ethereum.

Source : Site web Hérodote

Le système de preuve de stockage se compose de trois composants:

1. Preuves d'inclusion: Confirmer que les données existent réellement dans la structure de données d'Ethereum.
2. Preuves de calcul: Vérifiez la validité des flux de travaux à plusieurs étapes, en particulier ceux impliquant une conversion de données ou d'autres opérations.
3. Preuves ZK: Permettre aux contrats intelligents de confirmer la validité des preuves sans traiter l'ensemble des données sous-jacentes.

Toute donnée sur chaîne dans un nœud d'archive Ethereum peut être prouvée en utilisant le système de preuve de stockage.

Comme d'autres coprocesseurs, le système de preuve de stockage est généré hors chaîne et vérifié en chaîne, minimisant la consommation de ressources en chaîne. Il réduit également les données transférées entre les couches Ethereum en ne envoyant que le hachage de bloc ou la racine de l'accumulateur pour la vérification.

Brevis

Développé par Celer Network, Brevis est une infrastructure pour la construction de divers services de données on-chain, y compris les coprocesseurs ZK. Celer Network, un protocole d'interopérabilité fondé par Mo Dong et Qingkai Liang, a levé 4 millions de dollars lors d'une OIE (Offre Initiale d'Échange) en 2019.

Le réseau Celer a déployé un contrat Brevis on-chain. Ce contrat vérifie les preuves des demandes de coprocesseur et relaie les résultats au contrat de l'application via une fonction de retour d'appel. Les développeurs peuvent tirer parti du SDK Brevis pour permettre aux applications d'accéder facilement aux données historiques on-chain. Le SDK abstrait les circuits complexes, éliminant ainsi le besoin pour les développeurs de posséder une connaissance préalable des preuves ZK. Le SDK Brevis est construit sur le cadre gnark développé par l'équipe Consensys Linea. De plus, Brevis prend en charge le client léger ZK d'Ethereum, ce qui lui permet de fonctionner avec des données on-chain de n'importe quelle blockchain compatible avec l'EVM d'Ethereum.

Source: Documentation Brevis

Le réseau Celer développe actuellement coChain, une blockchain axée sur l'écosystème RaaS, en utilisant Brevis comme base. coChain est une blockchain basée sur l'algorithme de consensus Proof-of-Stake (PoS) et peut fournir des services de mise en jeu et de réduction d'Ethereum.

Le slashing fait référence au processus de pénalisation des validateurs qui enfreignent les règles dans l'écosystème Ethereum PoS, y compris les amendes et les changements d'état. Historiquement, le taux de slashing dans l'écosystème de mise en jeu d'Ethereum a été très faible, les données suggérant que seuls environ 0,04% des validateurs ont été pénalisés.

La fonction unique de coChain est de relier la génération des résultats du coprocesseur aux récompenses et aux sanctions de la mise en jeu d'Ethereum. Voici le processus :

1. Le contrat intelligent soumet une demande de coprocesseur, et le mécanisme de consensus PoS génère le résultat du coprocesseur;
2. Le résultat généré par la PoS est soumis à la blockchain sous forme de "proposition" pouvant être "contestée" par une preuve de connaissance nulle (ZK);
3. Si le défi de preuve ZK est réussi, ce qui indique un comportement répréhensible du validateur pendant le stacking, la mise correspondante du validateur est directement réduite sur Ethereum. En revanche, si le résultat généré par PoS reste incontesté, le dapp peut directement utiliser le résultat du coprocesseur sans encourir les coûts des preuves ZK. Cette approche "optimiste" des défis de preuve, similaire à Optimism, maintient les coûts plus bas.

Dans l'ensemble, l'approche de coChain combine les incitations à la confiance/vérification des coprocesseurs avec l'écosystème de mise en jeu d'Ethereum. À l'avenir, il s'intégrera à EigenLayer pour réduire le coût de preuve des coprocesseurs ZK.

Nexus

Nexus zkVM permet la vérification de tout résultat de calcul on-chain. Sa caractéristique unique est la capacité de vérifier les preuves ZK basées sur des techniques de pliage. Fondée en 2022, Nexus est un autre acteur dans l'espace zkVM. Bien que les détails n'aient pas encore été largement divulgués, le fondateur, Daniel Marin (diplômé de Stanford avec une expérience antérieure chez Google), a publié des articles de recherche préliminaires via le Stanford Blockchain Club.

La technologie de pliage ZK est considérée comme une branche prometteuse au sein des solutions zkVM. Nexus zkVM prend en charge la vérification à la fois des preuves de pliage et des schémas d'accumulation. Il vise à être un zkVM évolutif, modulaire et open source. Leur pile technique comprend des mécanismes d'agrégation de preuves parallélisés à grande échelle basés sur le calcul vérifiable incrémentiel (IVC) et divers schémas de pliage comme Nova, CycleFold, SuperNova et HyperNova. Ils développent également le Nexus Network, un réseau minier de preuve parallélisé à grande échelle construit sur Nexus zkVM.

Source : Documentation Nexus, Architecture Nexus zkVM

Tableau de comparaison des approches techniques et des avantages concurrentiels dans la piste de coprocesseur

Comme vous pouvez le voir, différents projets ont choisi des piles techniques différentes basées sur des écosystèmes différents (Ethereum EVM, RaaS, inter-chaînes, Ethereum cross-layer), différentes méthodes de preuve (Rollup vs ZK), ou différentes solutions au sein des preuves ZK (zk-SNARK, pliage des preuves, schémas d'accumulation, etc.). Chacun a ses forces et ses faiblesses en ce qui concerne les avantages compétitifs et présente finalement des formes de produit différentes : contrats interactifs sur chaîne, SDK et réseaux conçus pour diverses fins, tels que les réseaux de vérification de participation et les réseaux de vérification à grande échelle.

Source: Par l'auteur

Opération spécifique des coprocesseurs : Le cas d'Axiom

Pourquoi choisir Axiom?

Axiom est un coprocesseur de preuve ZK construit pour Ethereum. Il permet aux contrats intelligents d'accéder aux données historiques on-chain et garantit la non-confiance de la computation hors chaîne grâce à la technologie de preuve ZK. Axiom a été fondé par Jonathan Wang et Yi Sun en 2022. Le 25 janvier 2024, Axiom a annoncé sur Twitter avoir levé 20 millions de dollars lors d'un tour de financement de série A dirigé par Paradigm et Standard Crypto. Il s'agit du premier projet à proposer le concept de « coprocesseur » et est également l'un des projets les plus soutenus par des capitaux de risque dans l'espace.

Source: Compte officiel de Axiom

Histoire de l'Axiom

En 2017, Yi Sun a obtenu un doctorat en mathématiques du MIT et a également travaillé pour une société de trading à haute fréquence pendant un certain temps. Il a commencé à se plonger dans le domaine des cryptomonnaies et a réalisé que la preuve ZK est la clé de la scalabilité de la blockchain. Cependant, à l'époque, il croyait que la technologie ZK en était encore à ses débuts, il a donc choisi de continuer à observer l'espace. Ce n'est qu'à la fin de 2021 que la technologie ZK a commencé à décoller, avec une infrastructure et des outils de développement qui ont progressivement mûri. De plus, Yi Sun a rencontré des problèmes d'accès aux données historiques dans les contrats intelligents qu'il a écrits lors de la construction de protocoles DeFi. Tous ces facteurs ont conduit à la naissance d'Axiom.

Quelle technologie de preuve ZK Axiom utilise-t-elle?

Axiom utilise actuellement le système de preuve SNARK basé sur les backends Halo2 et KZG et les outils de preuve ZK tels que les tables de recherche (LUT). Dans le passé, les preuves ZK étaient complexes et difficiles à auditer. Les tables de recherche sont un ensemble de valeurs précalculées qui permettent au prouveur de prouver de manière plus efficace au vérificateur que la valeur existe.

Comment fonctionne Axiom V2

En janvier 2024, Axiom V2 est entré en service sur le réseau principal d'Ethereum, prenant en charge l'accès aux transactions, aux reçus, au stockage des contrats, aux en-têtes de blocs et à d'autres données des contrats intelligents. Cela signifie qu'il prend désormais en charge l'accès à toutes les données historiques sur le réseau principal d'Ethereum.

En utilisant les outils SDK développés par Axiom, les développeurs peuvent écrire des circuits Axiom en Typescript pour émettre des demandes de données et personnaliser les calculs. Axiom est en avance sur la courbe car il rend très facile pour les contrats intelligents d'accéder aux données on-chain:

1. Les développeurs utilisent le kit de développement logiciel Axiom Typescript pour écrire des circuits Axiom et émettre des demandes de calcul de vérification ZK pour les données historiques d'Ethereum;
2. Axiom effectue le calcul demandé et génère une preuve ZK, prouvant la justesse des données et des résultats du calcul;
3. Les développeurs implémentent une fonction de rappel dans le contrat intelligent pour vérifier et exécuter les données envoyées par Axiom avec le résultat de preuve ZK;
4. Les requêtes d'Axiom sont envoyées en effectuant une transaction on-chain, et le résultat retourné est chiffré par une preuve de ZK pour garantir sa crédibilité.

Cependant, contrairement à Hérodote, Axiom ne prend actuellement pas en charge l'interrogation des données historiques provenant d'autres réseaux Ethereum EVM ou de réseaux L2 et se concentre uniquement sur le réseau principal Ethereum. Un support futur pour les fonctionnalités connexes n'est pas exclu.

Applications de Axiom V2

Au niveau de l'application, Axiom peut aider les dapps à mettre en œuvre les fonctions suivantes :

• Fournir des récompenses et des programmes de fidélité basés sur les enregistrements d'activité on-chain des utilisateurs
• Mettre en œuvre la responsabilité basée sur le comportement des utilisateurs sur la chaîne
• Établir des oracles pouvant être personnalisés selon les besoins en matière d'identité, de gouvernance et de règlement

Conclusion

Le leader actuel dans l'espace des coprocesseurs, Axiom, entretient une relation complémentaire avec des projets de noeuds légers comme Succinct. Succinct tente de prouver le consensus Ethereum lui-même, tandis qu'Axiom prouve toutes les données historiques en chaîne basées sur le consensus, en supposant que le résultat du consensus est accepté.

Le domaine de la preuve ZK se développe rapidement avec des inventions innovantes comme les preuves pliables, les schémas d'accumulation et les grandes tables de recherche. Cette croissance a attiré l'attention sur des projets comme Nexus, qui soutiennent les dernières avancées de la technologie de preuve ZK. Alors que les preuves ZK deviennent courantes, d'autres projets comme Lagrange sont également remarqués pour fournir des preuves pour Rollup grâce à des prouveurs parallèles, comblant ainsi un vide sur le marché.

Les progrès technologiques en cours ont amélioré les performances de diverses preuves de connaissance, réduisant leur taille et leurs coûts de vérification. Et cela élargit leur utilisation potentielle. Dans ce contexte, la flexibilité offerte par la modularisation gagne en reconnaissance, notamment dans l'espace du coprocesseur.