Les modèles Leios de Cardano détectent une exposition au MEV dans seulement 2,6 % du volume analysé

Input Output Research a présenté de nouvelles conclusions sur la modélisation de la sécurité et des performances d’Ouroboros Leios, le protocole de mise à l’échelle Layer 1 proposé pour Cardano. Le chercheur Giorgos Panagiotakos a partagé les résultats lors d’une session R&D de Cardano le 16 juillet 2026.

La présentation faisait partie de la mise à jour de milieu d’année pour WP1.1 Consensus, un ensemble de travaux couvrant Leios pour un débit plus élevé et Ouroboros Peras pour une finalisation des transactions plus rapide. Les travaux incluent la modélisation du réseau sous charge, une analyse de sécurité formelle, l’optimisation des certificats de vote et le choix de paramètres pour la mise en œuvre d’ingénierie.

Les modèles Leios relèvent une exposition limitée au MEV sous charge

L’équipe de recherche a analysé comment la capacité de transactions accrue prévue pour Leios pourrait affecter la fragmentation du mempool, l’ordonnancement des transactions et les opportunités de front running.

Le MEV, pour maximal extractable value, désigne la valeur qui peut être capturée en modifiant l’ordre, l’inclusion ou l’exclusion de transactions avant leur confirmation. Le front running est une forme de MEV où un attaquant observe une transaction en attente et tente de placer une transaction concurrente avant elle.

Selon la présentation de Panagiotakos, environ 2,6 % du volume examiné dans la recherche était potentiellement exploitable via le MEV. Le front running s’est généralement révélé non rentable dans les scénarios testés, un résultat lié à l’architecture EUTXO de Cardano et à la manière dont Leios distribue le traitement des transactions.

Cette estimation s’applique aux modèles et aux conditions inclus dans l’étude. Les résultats de R&D Post CIP publiés étayent la conclusion plus générale selon laquelle seule une fraction des transactions est susceptible au front running, bien qu’ils n’incluent ni le jeu de données ni le calcul à l’origine du chiffre de 2,6 %.

Les résultats publics indiquent aussi que la taille de la surface d’attaque dépend de la conception propre à chaque application décentralisée. Une attaque basée sur le mempool exigerait un contrôle de l’infrastructure de relais et la capacité de construire rapidement une transaction concurrente, tandis que la probabilité de réussite d’un producteur de blocs serait proportionnelle à sa mise.

Les simulations du mempool de Leios ont montré que la topologie de réseau très connectée de Cardano favorise une diffusion rapide des transactions et limite la fragmentation. Lorsque la demande reste dans la capacité du réseau, les modèles indiquent une synchronisation globale du mempool supérieure à 90 % et une fragmentation inférieure à 10 %. Sous une demande plus forte, la diffusion peut ralentir et la fragmentation augmente en proportion de la charge.

Des modèles de Markov et de ressources guident les paramètres de Leios

Ouroboros Leios est conçu pour augmenter le débit de Cardano en permettant aux blocs de classement d’inclure des références certifiées aux blocs d’endossement, qui représentent de plus grands lots de transactions. Des comités votent sur ces blocs avant que leurs certificats puissent être inclus dans le registre.

La recherche comprend un modèle de Markov qui estime la probabilité de certification des blocs d’endossement à mesure que les blocs de classement sont produits. Il suit la production des blocs, la disponibilité des certificats et le fait que des votes suffisants soient recueillis avant la prochaine opportunité pertinente de forge de bloc.

Ces résultats aident les chercheurs à évaluer l’efficacité de Leios et à choisir des paramètres de protocole en fonction du comportement du réseau tel que modélisé.

Un modèle de contraintes distinct mesure les besoins en processeur et en bande passante. Selon les résultats publiés, l’attente des corps de transaction et l’application des transactions au registre sont les deux principales sources de latence. La vérification des signatures et l’exécution Plutus sont moins restrictives, car une grande partie de ce travail peut être effectuée en parallèle.

Les modèles indiquent que trois cœurs CPU suffisent pour un bloc d’endossement typique de 12 Mo. Un attaquant qui libérerait intentionnellement les corps de transaction tardivement pourrait doubler la demande maximale en processeur.

Ces résultats éclairent des limites comme le nombre maximal de transactions par bloc d’endossement, la taille maximale des blocs et les limites d’exécution de Plutus. Le débit visé et les exigences matérielles peuvent ainsi être évalués au regard du comportement mesuré des ressources avant de choisir les paramètres de production.

Le travail de sécurité inclut aussi la modélisation de la diffusion en temps voulu des blocs d’endossement en conditions adverses, des preuves formelles des propriétés de sûreté et de vivacité dans Agda ainsi qu’un vérificateur de traces. Ce vérificateur compare le comportement de l’implémentation avec la spécification formelle du protocole afin d’identifier des écarts dans les blocs, certificats et états de registre générés.

Le dépôt officiel de Leios contient la spécification formelle, des simulations, des visualiseurs de réseau, une analyse des coûts et des outils de vérification de traces. Le projet combine désormais la recherche sur le protocole avec des travaux actifs de conception et de prototypage pour de futures implémentations de nœuds Cardano.

De nouveaux certificats de vote relient Leios et Peras

Input Output Research développe également une conception optimisée de certificats de vote destinée à la fois à Leios et à Peras. Les objectifs sont de réduire la taille des certificats et le trafic de vote tout en améliorant la résistance face à des modèles adverses plus puissants.

Dans Leios, les certificats confirment que les blocs d’endossement ont reçu le soutien requis du comité. Dans Peras, les certificats de vote soutiennent le renforcement de blocs, un mécanisme qui confère un poids supplémentaire à une chaîne suffisamment endossée et accélère la finalisation.

La conception s’appuie sur des travaux antérieurs d’Input Output Research, notamment les multisignatures à seuil fondées sur la mise de Mithril et l’approche Fait Accompli pour la sélection des comités. Un article de recherche décrivant les certificats optimisés doit être finalisé d’ici la fin 2026.

Le plan de recherche pour le second semestre comprend aussi un rapport technique sur des composants pouvant être partagés entre Leios et Peras, ainsi qu’une analyse distincte de la diffusion en temps voulu des blocs d’endossement sous attaque. Andre Knispel, Brian Bush, Matthias Fitzi, William Wolff, Yves Hauser, David Rosales et Sandro Coretti-Drayton figurent parmi les chercheurs identifiés comme contributeurs.

Les trois livrables prévus fourniront aux équipes d’ingénierie une proposition de format de certificat, des liens documentés entre Leios et Peras, ainsi qu’un modèle de sécurité pour la diffusion des blocs d’endossement. Ensemble, ils définiront plusieurs des paramètres et hypothèses adverses nécessaires pour la prochaine étape des deux implémentations de protocole.