Ethereum face-t-elle une crise de « croissance d'état » ? La Fondation lance trois flèches pour résoudre le dilemme du stockage des nœuds

La récente déclaration claire de l’équipe de recherche principale de la Fondation Ethereum souligne que le problème de l’expansion de l’état devient un goulot d’étranglement potentiel menaçant la décentralisation fondamentale d’Ethereum. Avec l’augmentation quotidienne des comptes, des contrats et des données, le coût de stockage et de synchronisation pour faire fonctionner un nœud complet continue de croître, ce qui pourrait conduire à une concentration du réseau entre les mains de quelques grands opérateurs. Pour y faire face, l’équipe de recherche a proposé trois grandes voies technologiques : « expiration de l’état », « archivage de l’état » et « semi-absence d’état », visant à alléger la charge des nœuds, à garantir la résistance à la censure et la résilience à long terme du réseau. Il ne s’agit pas seulement d’optimisation technique, mais aussi d’une bataille cruciale pour la sauvegarde de l’infrastructure permettant à Ethereum de réaliser sa vision de « couche de règlement mondiale ».

Expansion de l’état : le « fardeau sucré » derrière la prospérité d’Ethereum

Si l’on imagine le réseau Ethereum comme un ordinateur mondial ininterrompu, alors son « état » représente toute sa mémoire à cet instant — le solde précis de chaque compte, les données internes de chaque contrat intelligent, ainsi que le code sous-jacent qui fait fonctionner des milliers d’applications décentralisées. C’est cette accumulation constante d’état qui soutient des règlements valant des dizaines de milliards de dollars chaque jour. Cependant, les chercheurs de la Fondation Ethereum soulignent que ce système fait face à un défi fondamental : l’état ne fait qu’augmenter, jamais diminuer.

Avec le succès des solutions de couche 2, d’EIP-4844 et l’augmentation du plafond de gas, ces mesures ont également agi comme un robinet d’eau, accélérant l’accumulation des données d’état. Pour les opérateurs de nœuds à travers le monde, cela signifie que le matériel de stockage doit être constamment mis à niveau, et que le coût en temps et en bande passante pour synchroniser de nouveaux blocs ne cesse d’augmenter. La Fondation a averti dans un blog détaillé que si cette tendance n’est pas maîtrisée, seul un petit nombre d’opérateurs financièrement solides et techniquement compétents pourra supporter le coût d’exécution d’un nœud complet.

Ce risque potentiel de centralisation menace directement la proposition de valeur centrale d’Ethereum : résistance à la censure, neutralité et résilience. La sécurité et le degré de décentralisation du réseau dépendent en fin de compte de la large distribution des validateurs indépendants. Ainsi, l’équipe de recherche mène des tests de stress pour identifier plusieurs points critiques : quand la croissance de l’état deviendra-t-elle un goulot d’étranglement pour le débit ? Quelle taille d’état rendra difficile la mise à jour des nœuds ? À quelle échelle de l’état le logiciel client commencera-t-il à rencontrer des défaillances ? Ces recherches prospectives soulignent l’urgence de résoudre le problème de l’expansion de l’état.

Problème d’expansion de l’état d’Ethereum et trois solutions clés

Problème fondamental : l’état global du réseau (comptes, données de contrats) croît de façon linéaire avec le temps, sans jamais diminuer, ce qui augmente le coût d’exploitation des nœuds.

Contradiction centrale : environ 80% des données d’état n’ont pas été consultées depuis plus d’un an, mais tous les nœuds complets doivent encore les stocker intégralement.

Trois grandes voies technologiques proposées :

1. Expiration de l’état : déplacer les données inutilisées depuis longtemps hors de « l’état actif », avec la possibilité pour l’utilisateur de la réactiver via une preuve cryptographique. Deux modes sont envisagés : « marquage-expiration-activation » et « expiration multi-ères ».
2. Archivage de l’état : différencier les données en « données chaudes » (fréquemment consultées) et « données froides » (archivées historiques), pour garantir que la performance du nœud ne se dégrade pas avec l’âge de la chaîne.
3. Semi-absence d’état : les nœuds ne stockent qu’une partie de l’état, tandis que les portefeuilles et les clients légers mettent en cache les données dont ils ont besoin, réduisant ainsi la barrière à la participation et la dépendance à de grands fournisseurs RPC.

Objectif commun : réduire la contrainte de l’état sur la performance, diminuer les coûts de stockage, et rendre la gestion des données plus accessible.

La paradoxe de la validation sans état : où sera la responsabilité du stockage des données ?

En tant que composante essentielle de la feuille de route à long terme d’Ethereum, « l’absence d’état » permet aux validateurs de vérifier les nouveaux blocs sans détenir l’état complet, ce qui peut considérablement alléger leur charge et augmenter le débit du réseau. Cependant, l’équipe de recherche soulève une question cruciale : si les validateurs ne stockent plus tout l’état, qui sera responsable de la garde de cette masse de données ?

La réponse pourrait pointer vers un groupe plus spécialisé et centralisé : les constructeurs de blocs, les fournisseurs de RPC, les chercheurs en MEV, et les opérateurs de navigateurs de blocs. En pratique, cela transfère la responsabilité de stocker et de fournir les données historiques d’un réseau de validateurs large vers une couche de service plus petite et plus spécialisée. Bien que cette approche améliore l’efficacité, elle introduit aussi de nouveaux risques. La recherche indique clairement que cette potentielle centralisation pourrait compliquer la synchronisation, affaiblir la résistance à la censure, et rendre le réseau plus vulnérable face à des défaillances ou pressions externes sur ces services.

Ainsi, l’objectif actuel n’est pas simplement de réaliser un état sans état, mais de concevoir une architecture de stockage de données qui, tout en évoluant vers le sans état, maintient voire renforce la décentralisation et la résilience du réseau. Cela nécessite des modèles économiques et des protocoles sophistiqués pour éviter la création de points de défaillance uniques ou de nouveaux monopoles de pouvoir. Les trois voies proposées par la Fondation Ethereum visent précisément à résoudre cette contradiction, en permettant une meilleure évolutivité tout en protégeant les attributs fondamentaux du réseau.

Détails des trois voies technologiques : comment « alléger » la charge des nœuds Ethereum

Face au défi de l’expansion de l’état, la « équipe de consensus sans état » de la Fondation Ethereum n’a pas proposé une seule solution, mais a esquissé trois pistes pouvant être explorées en parallèle ou combinées, chacune visant à atténuer la pression sur le stockage sous différents angles.

La première voie, « expiration de l’état », cible directement le problème des « données zombie » — environ 80% de l’état n’ont pas été consultés depuis un an, mais continuent de consommer des ressources. Elle prévoit de déplacer ces données inactives de longue date hors de « l’état actif », à l’image d’un nettoyage de mémoire informatique. Lorsqu’un utilisateur souhaite réutiliser ces données, il pourra le faire en fournissant une preuve cryptographique pour « réveiller » ces données. Deux sous-approches sont envisagées : « marquage-expiration-activation » et « expiration multi-ères », cherchant à équilibrer la suppression des données et leur accessibilité.

La deuxième voie, « archivage de l’état », s’inspire des stratégies traditionnelles de gestion de données en couches chaudes et froides. Elle limite la taille de l’état « chaud » pour assurer une réponse rapide, tout en archivant les données historiques « froides » pour l’audit et la vérification. Ce design permet de maintenir la performance du nœud stable dans le temps, même si la chaîne s’allonge et que la quantité de données augmente, ce qui est crucial pour la synchronisation des nouveaux nœuds et la santé à long terme du réseau.

La troisième voie, « semi-absence d’état », est une stratégie plus progressive et flexible. Elle autorise les nœuds à ne stocker qu’une partie de l’état, tout en utilisant des portefeuilles et des clients légers pour mettre en cache les données qui leur importent. Cette approche réduit considérablement la barrière matérielle pour participer à la validation, permettant à davantage de particuliers et de petites organisations de faire fonctionner des nœuds, et ainsi de réduire la dépendance à quelques grands fournisseurs RPC, favorisant la décentralisation sous un autre angle.

Perspectives futures : une évolution protocolaires nécessitant une gouvernance communautaire

La Fondation Ethereum indique clairement que la résolution du problème d’expansion de l’état ne sera pas une « bataille éclair » menée uniquement par l’équipe centrale, mais une « guerre de longue haleine » nécessitant la participation active de toute la communauté. La stratégie actuelle est double : d’un côté, accélérer les travaux concrets apportant des bénéfices immédiats, comme l’amélioration des outils d’archivage, l’optimisation des infrastructures RPC, et la réduction des barrières pour faire fonctionner des nœuds semi-absents ; de l’autre, préparer à long terme des changements protocolaires plus profonds et potentiellement plus impactants.

L’équipe de recherche a déjà lancé un appel aux développeurs, opérateurs de nœuds, équipes d’infrastructure et à tous ceux qui se soucient de la santé à long terme d’Ethereum, pour qu’ils donnent leur avis, participent aux discussions et testent ces nouvelles solutions. Cette démarche ouverte et collaborative reflète la culture de gouvernance d’Ethereum. Il est également important de noter que la Fondation précise que ces propositions ne représentent que les idées de l’équipe de recherche, et non une position officielle unifiée, soulignant l’environnement ouvert et diversifié de la prise de décision.

Ce débat sur l’expansion de l’état s’inscrit dans le cadre d’un renforcement de la communication de la Fondation Ethereum sur le développement à long terme du protocole. La Fondation a déjà publié des travaux sur une couche d’interopérabilité visant à faire en sorte que l’écosystème Layer 2 « ressemble à une chaîne », a réorganisé ses équipes de développement, ajusté ses finances, et lancé un rythme de hard forks biannuel. Toutes ces actions convergent vers un objectif commun : faire évoluer Ethereum de « scalable » à « sustainable » de manière systématique et prospective. Pour les investisseurs et les acteurs de l’écosystème, comprendre ces enjeux techniques fondamentaux et leurs solutions est bien plus crucial que de suivre les tendances du marché à court terme, car ils détermineront si la fondation de cette grande tour de finance décentralisée restera solide.