Comment la mise à niveau d'Ethereum Cancun transforme l'évolutivité : des percées techniques aux applications pratiques

Points clés

• Le 13 mars 2024, Ethereum a implémenté la mise à niveau Cancun-Deneb sur le réseau principal, ce qui constitue une étape clé dans la feuille de route d'Ethereum 2.0 pour l'introduction du Proto-Danksharding.
• Grâce aux quatre propositions d'amélioration d'Ethereum que sont EIP-4844, EIP-1153, EIP-4788 et EIP-6780, cette mise à niveau a considérablement réduit les coûts de transaction de Layer 2 et amélioré le débit du réseau.
• Le Proto-Danksharding introduit une structure de données Blob, permettant aux Rollups de Layer 2 de stocker des données temporaires à un coût réduit, propulsant le TPS (transactions par seconde) vers un niveau de 100 000.
• Les principaux risques liés à la mise à niveau incluent les problèmes de compatibilité des contrats intelligents existants et les défis d'intégration des nouvelles technologies de stockage de données.

De Proof of Work à Proof of Stake : Renforcement des bases de l'extension d'Ethereum

La transition d'Ethereum vers le mécanisme de Proof of Stake (PoS) n'est pas seulement une mise à jour de l'algorithme de consensus, mais constitue une base nécessaire pour préparer les technologies de Sharding à venir. À l'ère de la PoW, les mineurs obtenaient le droit de comptabilisation par la compétition de puissance de calcul ; tandis que dans le système PoS, les validateurs sont attribués de manière aléatoire à différents shards en fonction du montant d'ETH mis en jeu.

La beauté de ce design réside dans le fait que : le mécanisme de répartition aléatoire réduit considérablement la probabilité que les shards soient attaqués, tout en permettant à l'ensemble du réseau de traiter simultanément un nombre de transactions multiplié en décentralisant le travail de validation sur plusieurs shards parallèles. Par rapport à l'inefficacité du Proof of Work qui nécessite la participation de l'ensemble du réseau pour les calculs, le Sharding dans un environnement PoS permet une véritable gestion parallèle.

L'ère Cancun après la mise à niveau Ethereum Shanghai

Si la mise à niveau de Shanghai a jeté les bases du staking, la mise à niveau ultérieure de Cancun représente une transformation systématique de l'efficacité du réseau. La mise à niveau Cancun-Deneb (également connue sous le nom de Dencun) n'est pas apparue de nulle part, mais a été soigneusement conçue sur la base de quatre propositions d'amélioration spécifiques d'Ethereum (EIPs) :

Interprétation des propositions d'amélioration clés

EIP-4844 : Mise en œuvre de Proto-Danksharding C'est la proposition la plus révolutionnaire des quatre. Elle introduit le concept de “Blob” (objet binaire volumineux) - une structure de stockage de données temporaire qui peut être automatiquement nettoyée après environ 18 jours dans le bloc. Pour les Rollup de niveau 2, cela signifie qu'ils n'ont pas besoin de stocker toutes les données de transaction de manière permanente sur la chaîne principale Ethereum, mais peuvent plutôt utiliser un espace de stockage temporaire à bas prix. Quel est le résultat ? Les frais de Gas sur le niveau 2 peuvent diminuer de 50 % à 90 %.

EIP-1153 : Optimisation du stockage à court terme Cette proposition réduit la consommation de Gas des contrats lors des opérations de stockage, en introduisant un mécanisme de stockage temporaire (transient storage), permettant aux contrats intelligents de stocker temporairement des données au sein d'une même transaction sans nécessiter d'opérations de stockage permanentes coûteuses.

EIP-4788 : Pont de communication inter-chaînes Cette proposition expose directement l'état de la chaîne de balises à la couche d'exécution, jetant les bases pour des interactions inter-chaînes plus complexes à l'avenir, et renforce l'interopérabilité d'Ethereum avec d'autres réseaux de blockchain.

EIP-6780 : Renforcement de la sécurité des contrats intelligents En limitant les cas d'utilisation de l'opcode SELFDESTRUCT, le risque de destruction de contrats malveillants est réduit, renforçant ainsi la sécurité des fonds des utilisateurs.

Mise en œuvre progressive de Danksharding

Le Danksharding, en tant que concept proposé par le chercheur d'Ethereum Dankrad Feist, représente le schéma de sharding de la phase finale d'Ethereum 2.0 (Serenity). Contrairement au sharding traditionnel qui attribue des producteurs de blocs indépendants à chaque shard, le Danksharding nécessite seulement un proposeur de blocs, optimisant la disponibilité des données grâce à une architecture simplifiée.

Proto-Danksharding est la mise en œuvre prototype de cette vision - il conserve les caractéristiques clés du Danksharding, mais adopte une transition plus fluide. Avec l'introduction de la structure de données Blob, les applications Layer 2 peuvent en bénéficier immédiatement, tandis que le cadre complet de Danksharding est toujours en cours de développement.

Comment les transactions Blob changent l'écosystème

Les transactions Blob sont un produit direct du Proto-Danksharding. Les transactions Ethereum traditionnelles nécessitent d'enregistrer toutes les données de manière permanente sur la blockchain, ce qui entraîne une augmentation exponentielle des coûts de stockage à mesure que le réseau se développe. En revanche, les transactions Blob permettent d'attacher de grandes quantités de données sous forme de paquets temporaires aux transactions, ces données étant nettoyées après vérification, réduisant ainsi considérablement la pression sur les coûts pour les développeurs.

Pour les Layer 2 Rollup (comme Arbitrum, Optimism, etc.), cela signifie qu'ils peuvent soumettre des preuves de transaction en masse sur Ethereum à un coût inférieur, les utilisateurs finaux bénéficiant de frais de Gas considérablement réduits.

Les cinq impacts réels de l'upgrade de Cancun sur l'écologie

1. Amélioration de l'échelle de la scalabilité Le Proto-Danksharding permet une percée qualitative du débit des Rollups Layer 2 en introduisant un stockage de données temporaire. L'objectif de 100 000 TPS proposé dans la feuille de route “Surge” officielle d'Ethereum devient plus atteignable.

2. Réduction significative des coûts pour les utilisateurs La courbe de coût des données Blob est complètement indépendante des frais de Gas conventionnels et est généralement moins chère. Cela se traduit directement par une réduction des frais de Gas de 50 à 90 % pour les utilisateurs de Layer 2, et parfois même moins.

3. Gestion intelligente du stockage des données Le mécanisme de stockage temporaire d'EIP-1153 offre aux développeurs de contrats intelligents une option de stockage plus flexible : pour les données nécessitant seulement un stockage à court terme, il n'est plus nécessaire de payer le coût élevé du stockage permanent.

4. Renforcement de l'interopérabilité de l'écosystème inter-chaînes EIP-4788 fournit une meilleure base technique pour les futures passerelles inter-chaînes et applications multichaînes en ouvrant l'état de la chaîne de balises à la couche d'exécution.

5. Mise à niveau de la sécurité de l'écosystème des contrats intelligents L'EIP-6780 limite l'abus de SELFDESTRUCT, réduisant certaines vecteurs d'attaque de vulnérabilités de contrat connues, protégeant les actifs des utilisateurs tout en réduisant les coûts d'audit.

Défis réels auxquels l'upgrade est confronté

Bien que les perspectives de mise à niveau de Cancun soient prometteuses, sa mise en œuvre n'est pas sans risques. Tout d'abord, certains anciens contrats intelligents peuvent rencontrer des problèmes de compatibilité avec les nouvelles méthodes de calcul de Gas ou les mécanismes de stockage, nécessitant une adaptation proactive de la part des équipes de projet. Deuxièmement, bien que la nouvelle structure de données Blob soit plus efficace, elle exige également que les logiciels des nœuds soient mis à jour et optimisés en conséquence, ce qui pose des exigences techniques aux opérateurs de nœuds du réseau.

De plus, le Danksharding complet est encore en développement. Bien que le Proto-Danksharding ait apporté des avantages immédiats, la mise en œuvre de la solution finale doit encore être testée avec prudence.

Chronologie des mises à niveau et progrès de la mise en œuvre

La mise à niveau de Cancun était initialement prévue pour octobre 2023, mais a été reportée au premier semestre 2024 afin de garantir des tests et des audits suffisants. Finalement, la mise à niveau a été officiellement mise en œuvre sur le réseau principal Ethereum le 13 mars 2024 (époque 269,568 de l'ensemble des validateurs).

Les opérateurs de nœuds et les stakers doivent mettre à jour leur version de logiciel client en temps opportun pour assurer la compatibilité avec le réseau mis à niveau.

Perspectives : Une nouvelle ère pour l'évolutivité d'Ethereum

La mise à niveau Cancun-Deneb symbolise un tournant clé pour Ethereum, passant de la conception théorique à l'utilisabilité pratique. Avec l'introduction du Proto-Danksharding, l'écosystème Layer 2 a gagné en espace de respiration, les coûts pour les utilisateurs ont considérablement diminué, et l'expérience utilisateur des applications DeFi et NFT s'est nettement améliorée.

Un sens plus profond réside dans le fait que la mise à niveau Cancun a validé la faisabilité de la vision de sharding d'Ethereum, posant une base solide pour la réalisation finale du Danksharding. À l'avenir, lorsque le schéma complet de sharding sera déployé, Ethereum devrait pouvoir dépasser le plafond de performance de 100 000 TPS, devenant ainsi un véritable pilier fiable de l'infrastructure financière mondiale.

Pour les développeurs, les stakers et les utilisateurs ordinaires, l'importance de cette mise à jour est évidente : des frais réduits, une vitesse accrue et une meilleure expérience. C'est également la clé pour qu'Ethereum reste en tête dans la compétition avec d'autres blockchains à haute performance.