Les améliorations à venir sur Ethereum

Dans l'édition de la semaine dernière, nous avons fait le point sur l'EthCC en général. C'était la première édition où les projets autour d'Ethereum avaient plus de visibilité que l'infrastructure d'Ethereum elle-même.

Ceci étant, il y a énormément de travaux en cours sur l'infrastructure d'Ethereum. Pour l'édition de cette semaine, nous allons vous présenter un résumé des différentes améliorations en cours sur Ethereum.

La roadmap d'Ethereum

La roadmap d'Ethereum se divise en six catégories différentes, chacune d'entre elles représentant un axe d'amélioration précis du réseau et avec un nom qui se termine par "rge" :

The Merge : Tout ce qui est lié à la transition d’Ethereum du Proof-of-Work au Proof-of-Stake. Cette transition a déjà été accomplie en septembre 2022, mais d'autres améliorations doivent encore être apportées pour qu'elle soit complète.

The Surge : Améliorer la scalabilité d’Ethereum, notamment grâce aux Rollups et au sharding des données (dit “danksharding”) pour augmenter les transactions par seconde sécurisées sur Ethereum ainsi que réduire les frais d'utilisation.

The Scourge : Cette étape concerne la gestion de la MEV (Maximum Extractable Value). Le but est d’atténuer les conséquences négatives associées aux acteurs qui manipulent les transactions sur Ethereum et ses Rollups de façon à en extraire le plus de valeur possible.

The Verge : Faciliter la vérification des blocs d'Ethereum en s'appuyant sur des technologies telles que les arbres de Verkle et les preuves ZK (Zero Knowledge Proofs). Cela permet d'avoir des clients ultra-légers qui sont aussi trustless que des nœuds complets.

The Purge : Simplifier le protocole Ethereum en éliminant la dette technique et le bagage historique des mises à jour précédentes, ce qui rendra les clients plus faciles à maintenir.

The Splurge : Une catégorie pour répertorier toutes les améliorations qui n'entrent pas dans les catégories précédentes

L’évolution d’Ethereum n’est pas linéaire. Tous ces “rge” sont en train d’être développés en parallèle, avec certaines interdépendances.

Le travail de développement sur les différents "rges" n'est pas effectué uniquement par la Fondation Ethereum, mais par l'ensemble de l'écosystème d'Ethereum, y compris les core devs, les développeurs de clients, et les développeurs de Rollups.

Il faut voir cela comme un "travail d'équipe" où aucune entité ne pourrait accomplir seule l'ensemble de la feuille de route.

Les améliorations à venir

The Merge

Single Slot Finality (SSF) : Actuellement, le processus de finalisation des blocs se déroule en deux phases : les blocs sont d'abord produits, puis finalisés au bout de 64 blocs (environ 13 minutes)

L'objectif du Single Slot Finality est que les transactions sont finalisées dès que le bloc est produit, ce qui veut dire que nos transactions sont définitivement inscrites dans l’historique de la blockchain en seulement 12 secondes.

Cette amélioration bénéficiera surtout aux Rollups d'Ethereum, car cela empêche toute possibilité de perturber l’arrivée des lots de transactions.

Un autre objectif de The Merge est d’augmenter le solde effectif maximal. Pour le moment, il faut 32 ETH pour avoir un validateur, et il y a plus d’un million de validateurs recensés, ce qui nécessite plus d’un million de signatures pour attester les blocs.

Une proposition est en cours pour augmenter cette limite de 32 à 2048 ETH, afin de réduire considérablement le nombre de signatures requises pour chaque bloc.

The Surge

L’EIP-4844 (dite "Proto-Danksharding") déployée dans la dernière mise à jour d’Ethereum n’est que la première étape pour augmenter la scalabilité du réseau. En effet, nous sommes à 3 blobs/bloc pour les données des transactions, et l’objectif final est d’atteindre 64 blobs/bloc.

Cependant, on ne peut pas atteindre 64 blobs comme ça. Pour que ce soit possible, il y a encore 2 obstacles techniques à surmonter :

1. Peer Data Availability Sampling (peerDAS). Plutôt que de vérifier toutes les données des 64 blobs d'un bloc (ce qui serait beaucoup trop pour les validateurs d'Ethereum), le peerDAS permet aux nœuds d'échantillonner seulement une petite partie des données complètes.
2. Auto-réparation (Self-Healing). Puisque les noeuds n'ont que des échantillons de données, on doit avoir un moyen de reconstruire les données complètes si des parties sont manquantes ou censurées.

Une fois ces 2 obstacles surmontés, les capacités de transaction d’Ethereum vont être démultipliées. Par ailleurs, le PeerDAS sera intégré lors de la prochaine mise à jour !

The Scourge

L’objectif principal de The Scourge est de trouver des moyens de gérer efficacement la MEV, pour éviter de centraliser la production de blocs, et donc rendre Ethereum vulnérable à la censure.

Plusieurs propositions ont été faites dans ce sens :

• Les listes d’inclusions, qui permettent d'avoir un espace de bloc neutre où les validateurs sont obligés d’inclure toutes les transactions qui se trouvent dedans
• Les mempools cryptées pour cacher les détails des transactions aux constructeurs de blocs, afin d’éviter qu’ils en tirent profit
• Enshrined Proposer-Builder-Separation (ePBS). À l’heure actuelle, la séparation des validateurs (proposer) et des constructeurs (builder) de blocs dépend de logiciels tels que MEV-Boost, qui sont extérieurs à la blockchain. L’idée de l’ePBS est de créer cette séparation directement sur la blockchain Ethereum.
• Le MEV Burn, dont le but consiste à limiter l'incitation financière à réorganiser/censurer la blockchain, mais qui ne pourra être mis en oeuvre qu'une fois l'ePBS déployé.

The Verge

Il existe une distinction entre la vérification des blocs (vérifier qu'ils sont valides) et la validation des blocs (les attester en tant que validateur).

Actuellement, la plupart des utilisateurs s'appuient sur des services tiers comme Infura pour vérifier les blocs à leur place, ce qui réintroduit un tiers de confiance. L'objectif est que les utilisateurs puissent vérifier les blocs eux-mêmes, y compris sur des téléphones.

Pour y parvenir, les deux technologies clé sont les Verkle trees et les preuves ZK.

Dans Ethereum, on utilise les arbres de Merkle pour représenter l'état (soldes des comptes, données des contrats, etc.) de la blockchain de façon compressée.

Cependant, la taille des preuves nécessaire pour vérifier les changements d'état est encore importante. Les développeurs d’Ethereum comptent les remplacer par des “Verkle Trees”, pour obtenir des preuves avec une taille bien moindre.

Les preuves ZK permettent de prouver la validité d'un calcul sans en révéler tous les détails, et la preuve peut être vérifiée à moindre coût. À long terme, les preuves ZK pourraient être utilisées pour tous les aspects d’Ethereum, y compris sa machine virtuelle.

The Purge

Le but de The Purge est de ne plus avoir besoin de stocker l'historique complet de toutes les transactions et de tous les blocs passés.

De cette façon, les nouveaux nœuds qui rejoignent le réseau n'auront plus besoin de se synchroniser à partir du tout premier bloc. Au lieu de ça, ils pourront commencer à vérifier à partir du dernier bloc finalisé.

Cela simplifie la base de code pour les clients Ethereum, car ils n'ont plus besoin de prendre en compte tous les changements de règles dans les mises-à-jour précédentes.

The Splurge

Les améliorations en développement dans The Splurge concernent surtout l’expérience utilisateur, dont voici quelques exemples :

• EIP-1559 modulaire : actuellement, toutes les ressources payées pour réaliser des transactions (puissance de calcul, données…) sont agrégées. Par exemple, si le coût des données augmente, les frais de tous les utilisateurs augmentent, y compris pour les Rollups. Cette amélioration fixera le prix de chaque ressource indépendamment.
• Améliorations de la machine virtuelle : diverses améliorations et ajouts pour améliorer les capacités de développement des smart contracts
• Account Abstraction : la prochaine mise à jour majeure intégrera l’EIP-7702, qui permettra de réaliser une “émulation” de smart contract à partir d’une adresse de compte (EOA).

Voilà qui conclut cette présentation des différentes améliorations du réseau Ethereum pour les années à venir. Bien entendu, il ne faut pas prendre toutes les améliorations présentées ici pour acquises, pour deux raisons :

1. Toutes ces améliorations mettront du temps à arriver (un EIP met en moyenne 1.3 ans pour être déployé sur Ethereum)
2. Une amélioration peut se faire remplacer par une autre, comme l'EIP-7702 qui a remplacé l'EIP-3074 il y a seulement quelques mois

Cette newsletter est plus technique que les précédentes, mais en suivant les formations d'Alyra dédiées à la blockchain, vous aurez toutes les notions nécessaires pour comprendre le jargon spécifique de cet écosystème, et ce que les améliorations d'Ethereum impliquent pour les utilisateurs.

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