Un guide rapide d'Ethereum 2.0

Lorsque Vitalik Buterin a lancé Ethereum en 2015, il a été vendu comme une alternative supérieure au Bitcoin, et peut-être à juste titre. Contrairement au Bitcoin, qui n'est essentiellement qu'un système monétaire numérique, Ethereum est une plateforme décentralisée entière qui peut être utilisée pour créer et exécuter des applications. Bien que l'Ethereum ait sa propre crypto-monnaie native - l'Ether - la monnaie n'est qu'une partie d'un écosystème plus large, par opposition à sa raison d'être.

C'est cette possibilité d'adoption plus large en tant qu'outil blockchain qui a conduit beaucoup de gens à penser que l'Ethereum dépasserait un jour le Bitcoin en tant que première crypto-monnaie mondiale.

Cependant, cela ne s'est pas produit.

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Le problème avec Ethereum

Comme toutes les crypto-monnaies, les transactions Ethereum doivent être validées de manière décentralisée, le principe de la blockchain reposant sur un consensus précis par opposition à une évaluation faite par un organisme central. Cependant, il existe plusieurs façons d'obtenir un consensus, et la méthode qu'Ethereum utilise - ou du moins, utilisait - était le mécanisme Proof-of-Work, qui présente un certain nombre de problèmes inhérents.

Dans le mécanisme de preuve de travail (PoS), les mineurs de crypto-monnaies du monde entier sont en compétition les uns avec les autres pour être les premiers à résoudre un problème mathématique complexe. Celui qui résout ce problème le premier gagne le droit de valider le grand livre, de créer un nouveau bloc et de gagner un paiement en crypto dans le processus. Si cette façon de faire peut sembler compliquée, il s'agit en fait d'un moyen extraordinairement sûr de mettre à jour les données, difficile à pirater mais facile à vérifier.

Toutefois, cette sécurité a un prix : la puissance de calcul utilisée pour résoudre ces problèmes mathématiques nécessite une quantité phénoménale d'énergie. On estime qu'Ethereum a besoin de près de 107 TWh d'électricité par an pour fonctionner. C'est la quantité d'énergie utilisée chaque année par l'ensemble du Kazakhstan ou, en d'autres termes, chaque transaction Ethereum individuelle consomme suffisamment d'électricité pour alimenter un foyer américain moyen pendant 9 jours.

Ce n'est pas seulement une question de consommation d'énergie. Ethereum est également confronté à des problèmes de vitesse, la blockchain n'étant capable de valider que 15 à 30 transactions par seconde. Si cela peut sembler beaucoup, votre société de carte de crédit moyenne traite entre 20 000 et 40 000 transactions par seconde, laissant Ethereum dans la poussière.

Certes, les sociétés de cartes de crédit n'utilisent pas les blockchains - du moins pas à grande échelle et pas encore - ce qui leur donne un net avantage en termes de vitesse. Cependant, si Ethereum veut être compétitif sur le marché économique mondial, il ne peut pas choisir ses concurrents. La faible vitesse à laquelle Ethereum traite les transactions rendant le réseau notoirement lent et encombré, il fallait faire quelque chose.

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Entrez dans Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 est une mise à niveau substantielle de la blockchain originale destinée à résoudre ces problèmes et bien d'autres encore. Destinés à offrir une vitesse et une évolutivité accrues, les deux changements les plus fondamentaux de l'écosystème sont le passage d'un mécanisme de preuve de travail à un mécanisme de preuve d'acceptation et l'introduction du "sharding".  

Preuve d'enjeu

Contrairement au PoW, qui repose sur des mineurs de crypto-monnaies faisant tourner des racks de GPU 24 heures sur 24, le PoS (Proof-of-Stake) implique que des membres individuels d'un réseau de crypto-monnaies mettent en jeu leurs propres jetons afin de gagner la possibilité de valider le prochain bloc de la chaîne. Ces validateurs individuels sont sélectionnés par tirage au sort et leurs chances de gagner dépendent du nombre de jetons qu'ils ont mis en jeu. L'inconvénient de ce système est qu'il place potentiellement le contrôle du réseau entre les mains de celui qui possède le plus de jetons, mais il est aussi beaucoup plus rapide et plus économe en énergie, car il ne nécessite pas d'énormes quantités de puissance de calcul.  

Le PoS permet non seulement de réduire la consommation d'énergie d'Ethereum de 99,95 %, mais aussi d'augmenter les performances du taux de transaction de 64 fois, ce qui devrait permettre d'éliminer les problèmes de goulot d'étranglement et d'énergie qui affectent le réseau.

Sharding

Forme de partitionnement des données qui divise les blockchains en parties plus petites et plus faciles à gérer, appelées "shards", le processus de sharding accélère le processus de validation. Grâce à ce système, les personnes qui ont obtenu des droits de validation PoS - les "validateurs" - n'ont pas à confirmer la véracité de l'ensemble de la blockchain Ethereum, mais seulement d'une petite partie de celle-ci. Les validateurs individuels passent régulièrement d'un shard à l'autre pour éviter toute possibilité de manipulation de la blockchain, et la "Beacon Chain" sous-jacente est utilisée pour coordonner les shards construits sur cette dernière.

En plus de l'introduction de PoS et de sharding, il existe un certain nombre d'autres concepts qui peuvent également servir à améliorer l'efficacité d'Ethereum. De l'introduction de "Plasma", une couche supplémentaire dans la blockchain conçue pour gérer des volumes élevés de transactions, à eWASM, une solution de codage conçue pour optimiser les applications de développement sur le réseau Ethereum, toutes sortes de mises à niveau sont en préparation.

Et un pipeline Ethereum 2.0 l'est très certainement.  

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Le mythe du 2.0

En ce qui concerne les mises à niveau, Ethereum 2.0 est moins une nouvelle plateforme qu'un changement de perspective opérationnelle - à tel point, en fait, qu'en janvier 2022, les fondateurs de la blockchain ont décidé de ne plus appeler la nouvelle version Ethereum 2.0. Techniquement, Eth1 est désormais appelée la "couche d'exécution" et Eth2 la "couche de consensus". Toutefois, par souci de simplicité, nous allons continuer à l'appeler Ethereum 2.0.

La mise à niveau complète d'Ethereum ne devant pas fonctionner à plein régime avant 2023, la version 2.0 est arrivée en plusieurs phases distinctes depuis son annonce en 2020.

La phase 0 a vu le lancement de la chaîne Beacon, le cadre sous-jacent qui sert de base à toutes les phases ultérieures et qui gère les validateurs qui créent les blocs à l'aide du mécanisme PoS.

Début 2022, la phase 1 a été introduite et consistait principalement à déployer les chaînes de shard. Comme indiqué, ces "mini" blockchains répartissent la charge de travail des données de transaction sur l'ensemble de l'écosystème Ethereum. Il convient toutefois de noter que cette capacité ne sera pas fonctionnelle avant la publication des phases 1.5 et 2.

La phase 1.5 peut être considérée comme une procédure d'amarrage entre Ethereum 1.0 et Ethereum 2.0. Avec cette fusion du réseau principal Ethereum 1.0 avec la chaîne Beacon, la blockchain originale d'Ethereum servira d'un des 64 shards introduits dans la phase précédente.

Enfin, nous aurons la phase 2, qui verra une interopérabilité des shards pleinement fonctionnelle, le réseau étant capable de gérer des contrats intelligents. Bien qu'Ethereum 2.0 soit techniquement considéré comme opérationnel après la phase 1.5, ce n'est qu'après la phase 2 que les chaînes de shards séparées fonctionneront ensemble comme un réseau principal.

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Le résultat final.

L'aboutissement des phases d'Ethereum 2.0 devrait se traduire par une augmentation spectaculaire des performances sur l'ensemble du réseau, générant des vitesses pouvant atteindre 100 000 transactions par seconde.  

Bien que cette rapidité soit en grande partie due au mécanisme PoS, les problèmes de sécurité qui entourent l'utilisation de ce mécanisme ont été compensés par la stipulation d'un nombre minimum de validateurs - 16 384 pour être précis. Avec cette augmentation considérable du nombre de validateurs normalement associés aux mécanismes de PoS, la blockchain conservera une grande partie de la qualité décentralisée des systèmes de PoW, ce qui la rendra extrêmement sûre.

Pour ceux qui s'intéressent davantage à l'Ethereum en tant qu'investissement financier, ces mises à niveau devraient se traduire par une nouvelle flambée du cours de la monnaie. Avec des frais de transaction réduits et des opportunités accrues pour les développeurs, la tendance à long terme de la valeur d'Ethereum devrait être une hausse continue, la plateforme s'imposant enfin comme la solution blockchain mondiale promise.

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Un changement de cap ?

La fonctionnalité complète d'Ethereum 2.0 n'étant pas encore connue, il est difficile de visualiser l'avenir avec précision. Cependant, la version 2.0 supprime entièrement la preuve de travail du réseau en faveur du jalonnement, et les avantages qui en découlent devraient avoir un impact profond sur le taux d'adoption d'Ethereum en tant que monnaie et plateforme de développement.  

Verrons-nous la fin de la preuve de travail comme mécanisme de validation dans l'ensemble de l'espace blockchain ? C'est fort possible. Avec 18 465 crypto-monnaies qui se disputent l'attention des investisseurs (en mars 2022), ces monnaies garderont un œil attentif sur les performances de la preuve de travail d'Ethereum afin de se rendre plus pertinentes et plus attrayantes.

Vitalik Buterin a peut-être lancé Ethereum dans le but d'offrir une alternative blockchain plus dynamique au Bitcoin, mais Ethereum 2.0 pourrait avoir un impact beaucoup plus large que cela sur le paysage cryptographique. Le fait est que le minage de crypto n'a jamais été aussi populaire qu'aujourd'hui, et lorsque des acteurs de la taille d'Ethereum se déplacent, le monde a l'habitude de se déplacer avec eux.