Ethereum 2.0, parfois appelé Eth2 ou Serenity, est une mise à niveau de la blockchain Ethereum. Son objectif est d'augmenter la vitesse, l'efficacité et l'évolutivité du réseau Ethereum tout en ne compromettant pas sa sécurité ni sa décentralisation. À cet égard, il s'agit d'une tentative de surmonter le soi-disant 'trilemme de la blockchain' (la croyance largement répandue selon laquelle, en ce qui concerne la décentralisation, la sécurité et l'évolutivité, les réseaux blockchain ne peuvent optimiser que deux des trois caractéristiques à la fois).
Ethereum 2.0 intègre plusieurs changements fondamentaux à la structure et au design d'Ethereum - à la fois techniques et économiques. Deux des principaux changements sont le passage à la "preuve d'enjeu" et l'ajout du "sharding".
Qu'est-ce que la Preuve d'Enjeu?
La Preuve d'Enjeu est un type de mécanisme de consensus utilisé par les réseaux blockchain pour parvenir à un consensus distribué. Dans un mécanisme de consensus par Preuve d'Enjeu, les participants qui ont mis en jeu des actifs cryptographiques (staker signifie les "verrouiller" en les envoyant à un contrat intelligent spécifique) sont sélectionnés au hasard pour devenir validateurs qui proposent de nouveaux blocs - et sont récompensés pour cela. Les validateurs prennent donc le rôle détenu par les mineurs dans un système de Preuve de Travail. Les participants qui violent les règles du protocole sont soumis à la confiscation, partielle ou totale, de leurs actifs mis en jeu. Cette approche de la carotte et du bâton est conçue pour inciter les participants à contribuer à la validation et à l'ordonnancement des transactions en blocs conformément aux règles du protocole.
Quels sont les avantages de la Preuve d'Enjeu?
Les avantages les plus souvent cités au sein de la communauté Ethereum pour passer à la Preuve d'Enjeu sont les suivants :
Amélioration de l'efficacité énergétique. Parce que la Preuve d'Enjeu ne nécessite pas que les participants consacrent de la puissance de traitement à un algorithme de hachage par Preuve de Travail, elle consomme beaucoup moins d'énergie. On estime que l'Ethereum 2.0 consommera moins de 1 % de l'énergie consommée par l'Ethereum en Preuve de Travail.
Capacité améliorée à évoluer en supportant les 'chaînes de fragments'. Les chaînes de fragments (voir ci-dessous) augmentent le débit des transactions en permettant à un réseau de créer plusieurs blocs simultanément. Alors que dans un système de Preuve de Travail, le sharding réduit la puissance de hachage nécessaire pour compromettre chaque portion du réseau (réduisant ainsi la sécurité de l'ensemble du réseau), dans un système de Preuve d'Enjeu, ce n'est pas le cas. En d'autres termes, la transition vers la Preuve d'Enjeu est nécessaire pour permettre le sharding qui, à son tour, peut être une technologie de mise à l'échelle efficace.
Augmentation de la décentralisation. Parce que la Preuve d'Enjeu élimine le minage basé sur la puissance de hachage, le besoin de grandes fermes de minage intensives en capital est éliminé. En théorie, cela devrait abaisser la barrière à l'entrée pour les validateurs, réduisant le risque de centralisation. De plus, en raison du grand nombre de chaînes de fragments, le passage complet à Ethereum 2.0 nécessite un grand ensemble de validateurs (plus de 16 000). L'idée est que ce grand nombre de validateurs rendra le réseau moins sujet à la manipulation par des intérêts particuliers.
Quels sont les inconvénients de la Preuve d'Enjeu?
Moins éprouvée. Alors que la Preuve de Travail a été testée au combat pendant plus d'une décennie dans Bitcoin et depuis 2015 dans Ethereum, la Preuve d'Enjeu a moins d'antécédents. Bien que la Preuve d'Enjeu ait été utilisée dans un certain nombre de blockchains publiques sans incident, la complexité relativement élevée de sa mise en œuvre dans Ethereum signifie qu'il peut y avoir des vecteurs d'attaque ou des vulnérabilités encore inconnus.
Les riches s'enrichissent. Une critique courante de la Preuve d'Enjeu dans Ethereum est que, parce qu'il n'y a essentiellement aucun coût au minage, et parce que plus vous mettez en jeu d'ETH, plus vous recevez de récompenses, ceux qui ont déjà le plus de capital continueront à accumuler plus de capital. En revanche, bien qu'il soit vrai que le minage de Bitcoin soit une entreprise extrêmement intensive en capital, la marge bénéficiaire est étroite. Cela signifie que la plupart des bitcoins gagnés par les mineurs doivent être vendus pour couvrir leurs coûts de minage - et en vendant, les mineurs distribuent la plupart des nouveaux Bitcoins (et des frais) à des participants plus larges, distribuant ainsi les nouveaux Bitcoins largement.
Qu'est-ce que le sharding?
Le sharding est une technique de mise à l'échelle conçue pour améliorer significativement l'efficacité et la capacité d'un réseau blockchain. Il implique de partitionner l'état entier du réseau en plusieurs morceaux plus petits et gérables, appelés "shards". Chaque shard fonctionne presque comme une blockchain séparée, avec son propre ensemble de soldes de comptes et de contrats intelligents. Cependant, contrairement à des blockchains complètement indépendantes, les shards communiquent et se coordonnent entre eux via la chaîne principale ou une couche qui assure sécurité et cohérence des données à travers tout le réseau.
Dans le contexte d'Ethereum 2.0, le sharding vise à résoudre le problème de la scalabilité en distribuant la responsabilité du traitement des données à travers plusieurs shards. Chaque shard sera capable de traiter des transactions et des contrats intelligents de manière indépendante, augmentant ainsi la capacité globale du réseau. La mise en œuvre initiale du sharding dans Ethereum 2.0 devrait se concentrer principalement sur l'amélioration de la disponibilité des données, ce qui, à son tour, améliorera la scalabilité des solutions de couche 2 en leur permettant de référencer les données stockées sur les chaînes de fragments.
Les validateurs joueront un rôle crucial dans la sécurité et le fonctionnement du réseau Ethereum fragmenté. Ils seront assignés aléatoirement à différents shards, garantissant qu'aucun shard n'est trop influencé ou contrôlé par un groupe spécifique de validateurs. Cette assignation aléatoire contribue à renforcer la sécurité du réseau en le rendant plus résistant aux attaques coordonnées ou à la manipulation.
À mesure qu'Ethereum continue d'évoluer, les spécificités du sharding et de sa mise en œuvre pourraient être affinées.
Chronologie de l'Eth 2.0
La transition vers Eth 2.0 est une transition progressive, en plusieurs phases, qui se déroule selon la chronologie suivante :
La chaîne Beacon. Déployée avec succès en décembre 2020, la chaîne Beacon a introduit un mécanisme de consensus par Preuve d'Enjeu (PoS), fonctionnant en parallèle avec le réseau Ethereum existant. Cette phase ne traitait pas encore les transactions ou les contrats intelligents mais posait les bases d'un nouveau modèle de consensus PoS. Une "chaîne de balises" a été établie pour stocker le registre des validateurs et fonctionner en parallèle avec le réseau principal Ethereum, mais pendant la phase de la chaîne Beacon, Ethereum continuait de s'appuyer sur le mécanisme de consensus par Preuve de Travail.
La Fusion. Achevée en septembre 2022, cette phase pivot a vu le réseau principal original d'Ethereum, fonctionnant sur la Preuve de Travail (PoW), fusionner en douceur avec le système PoS de la chaîne Beacon. Cette transition a marqué la fin du minage énergivore sur Ethereum, adoptant pleinement le PoS pour la sécurité et le consensus du réseau. En conséquence, la consommation d'énergie d'Ethereum a chuté de manière significative, ouvrant la voie à des opérations blockchain plus efficaces et évolutives.
Le Sharding. Après la Fusion, Ethereum prévoit de mettre en œuvre le sharding pour augmenter considérablement la capacité du réseau et réduire les frais de transaction. Le sharding divisera le réseau en plusieurs portions (shards), chacune capable de traiter des transactions et des contrats intelligents de manière indépendante. Cela élargira la capacité globale du réseau Ethereum, lui permettant de traiter beaucoup plus de transactions par seconde et le rendant plus accessible aux utilisateurs du monde entier. Les étapes initiales du sharding se concentreront sur la distribution des données à travers les shards, avec des phases ultérieures visant à permettre aux shards d'exécuter indépendamment des contrats intelligents et de gérer des comptes, améliorant encore la scalabilité et l'efficacité du réseau. L'introduction du sharding est prévue pour débuter par étapes.
