Académie CoinEx : Un texte pour comprendre la mise à niveau de l’Ethereum 1.0 à l’Ethereum 2.0

L’écho de la récente mise à niveau de Londres se prolonge encore dans l’industrie des crypto-monnaies. Son importance a son origine au rôle critique qu’elle joue dans le passage d’Ethereum d’ETH 1.0 à ETH 2.0. Depuis la création du réseau Ethereum, un grand nombre de fourches ont eu lieu. La première mise à niveau était un ajustement de la difficulté d’exploitation minière, la deuxième « Fourche de domicile », et la troisième « Fourche DAO et blockchain » en réponse à une attaque de pirates. En novembre 2016, la quatrième fourche est apparue pour prévenir les attaques DDoS et débloquer l’état de la blockchain. En mars 2019, les « Fourche de Constantinople » et « Fourche d’Istanbul » ont eu lieu pour accélérer la mise à l’échelle et améliorer la sécurité. En avril 2021, la « Mise à niveau de Berlin » a été mise en œuvre pour optimiser les performances du réseau principal Ethereum. Et quatre mois plus tard, le 4 août 2021, la « Mise à niveau de Londres », bien accueillie, a été activée. Plus le réseau Ethereum est établi, plus les mises à niveau sont fréquentes.

Pourquoi il y a eu autant de mises à niveau du réseau ? Comment Ethereum va-t-il passer d’ETH 1.0 à ETH 2.0 ? Et quels sont les liens essentiels impliqués ?

Pourquoi y a-t-il eu autant de mises à jour de fourche dure ?

Le grand projet d’« Ordinateur mondial » et de « Plateforme mondiale à code source ouvert » d’Ethereum est construit sur son mécanisme de consensus d’un réseau de blockchain PoW, où la mise à niveau continue d’Ethereum est condamnée. Sa « Plateforme mondiale à code source ouvert » fera fonctionner des applications sur des applications, ce qui nécessite une vitesse de traitement très élevée de la chaîne sous-jacente. Mais c’est précisément l’inconvénient du mécanisme de consensus PoW. PoW a tous les avantages tels que l’ouverture, la transparence, la décentralisation et la haute sécurité, mais sa vitesse de traitement des transactions est inférieure à la norme. Le TPS moyen approximatif de la blockchain Bitcoin est d’environ 7, en revanche, Ethereum peut traiter environ 15 transactions par seconde. Ainsi, plus le réseau Ethereum grandit, plus le nombre d’utilisateurs et d’applications développés sur la chaîne augmente, plus les mises à jour seront intensives et fréquentes.

En outre, au cours des six dernières années, le mécanisme de confirmation des transactions d’Ethereum a pris la forme d’enchères au premier prix. Autrement dit, lorsqu’il y a plusieurs transactions à confirmer en même temps, les mineurs préfèrent celles dont les frais sont les plus élevés. Par conséquent, les frais de transaction montaient en flèche pendant la période de pointe du réseau, obligeant les utilisateurs à dépenser des frais supplémentaires pour donner la priorité aux transactions. Et sinon, pour certains utilisateurs qui proposent des frais de transaction moins élevés, leurs transactions seront négligées. En conséquence, le coût élevé de la confirmation rapide des transactions et le faible coût de la confirmation infiniment retardée nuiront considérablement à l’écosystème du réseau Ethereum.

En outre, le mécanisme de consensus du POW est souvent critiqué pour sa consommation excessive de ressources et son caractère peu respectueux de l’environnement, qui concentre également les hashrates sur les riches. Avec l’augmentation du nombre total de hashs, le coût d’exploitation minière de crypto-monnaies est de plus en plus élevé, et seuls quelques riches peuvent entrer dans le jeu. Pour l’instant, 65% d’exploitation minière de Bitcoin est effectué par de grands groupes miniers, tandis qu’il est difficile pour l’utilisateur ordinaire de faire fonctionner un nœud complet pour vérifier et enregistrer les données de la blockchain. La centralisation des hashrates et des nœuds complets a rendu la chaîne moins décentralisée qu’on ne le pensait à l’origine, ce qui met en jeu la sécurité de l’ensemble du protocole.

C’est pourquoi Ethereum a adopté tant de fourches, même à travers le saut révolutionnaire d’ETH 1.0 à ETH 2.0.

Alors, qu’est-ce qu’Ethereum 2.0, et en quoi est-il différent d’Ethereum 1.0 ? Que va faire Ethereum pour achever la transition ? En fait, depuis sa création, Ethereum a suivi une feuille de route de développement détaillée qui a défini les étapes clés suivantes :

Phase 1 : Frontière ; la version initiale du réseau Ethereum.

Phase 2 : Domicile ; il s’agissait de la première version stable après la deuxième fourche du réseau principal Ethereum en mars 2016. Depuis lors, les projets basés sur Ethereum se sont rapidement développés.

Phase 3 : Métropole. Cette phase a permis de renforcer la sécurité de l’Ethereum, d’améliorer la programmation des contrats intelligents et d’optimiser les performances du réseau principal. Cela marque la maturité du réseau Ethereum. Du boom des ICO en 2017 à l’essor des DeFi et NTF en 2020, l’ensemble de la communauté blockchain a témoigné du succès d’Ethereum, qui a ouvert de nouvelles possibilités de création de richesse. Dans le même temps, les lacunes inhérentes à son consensus PoW ont également été mises sous les feux de la rampe.

Phase 4 : Sérénité. Cette phase déclenchera le passage du consensus PoW au consensus PoS, orientant ainsi le réseau vers un avenir évolutif. Ce faisant, la capacité de traitement d’Ethereum sera considérablement augmentée. Plus précisément, il apporte une solution ultime à des problèmes de longue date, tels que la congestion et les frais de gaz élevés, et établit un équilibre entre la sécurité, l’évolutivité et la décentralisation. Il est conçu pour faire d’Ethereum l’ordinateur du monde en mettant en place un écosystème à part entière et une vitesse de traitement élevée.

En bref, les trois premières phases ne peuvent qu’ouvrir la voie à l’Ethereum 2.0. Et Sérénité est ce qui fait de la transition vers Ethereum 2.0 une réalité. On peut même dire que Sérénité est Ethereum 2.0 à part entière.

Alors, comment Ethereum va-t-il passer d’ETH 1.0 à ETH 2.0 ? Quels sont les maillons essentiels impliqués ?

1. Lancement de la chaîne de balise.

Le cœur de la transition vers Ethereum 2.0 est le passage de PoW à PoS, ce qui rend la mise en gage nécessaire. C’est pourquoi Ethereum a lancé la chaîne de balise le 1er décembre 2020, afin que tous les utilisateurs puissent utiliser des contrats intelligents pour mettre en gage leur Ethereum sur la chaîne PoS et recevoir des récompenses pour leur participation. Pour l’instant, cependant, la chaîne de balise n’est pas capable de traiter des transactions ni d’exécuter des contrats. Et les jetons mis en gage et les récompenses PoS resteront verrouillés pendant au moins deux années supplémentaires.

2) Refonte du mécanisme de tarification des transactions pour un écosystème plus prospère

Les frais de transactions élevés sur Ethereum sont enfin résolus lors du déploiement de la mise à niveau de Londres le 4 août 2021. L’un des changements introduits dans cette fourche dure est l’EIP-1559, qui permet au réseau de passer d’un système d’enchères au premier prix à un nouveau système qui facture des « frais de base » et un « pourboire » pour chaque transaction. Bien que les frais de base soient obligatoires, ils dépendent de la quantité de gaz utilisée pour inclure une transaction dans le bloc précédent et du degré de remplissage du bloc. En outre, les mineurs peuvent recevoir un pourboire de la part des utilisateurs qui souhaitent que leurs transactions soient prioritaires. De cette façon, les utilisateurs n’ont plus besoin de payer un prix élevé pour une validation rapide, et ils ne risquent pas non plus de voir leurs transactions exclues s’ils ne paient pas généreusement. Ces mesures permettent à Ethereum de maîtriser les frais de transaction et de trouver un équilibre entre efficacité et égalité.

En outre, les frais de base pour chaque transaction seront brûlés en vertu de l’EIP-1559. Cela signifie que plus d’ETH sortira de la circulation avec chaque nouvelle activité économique se produisant sur Ethereum, faisant d’Ethereum une monnaie déflationniste. Ces changements dans le mécanisme de tarification des transactions rendront l’Ethereum plus attrayant pour les développeurs et les acheteurs de DApp. Pour les vendeurs, leurs jetons prendront encore plus de valeur puisqu’une partie des revenus des mineurs sera détruite.

3) Bombe de difficulté pour forcer les mineurs à se tourner vers le PoS depuis le PoW.

En théorie, PoS est plus efficace et plus économe en énergie par rapport PoW, et les frais de transaction diminuent après la mise à niveau de Londres. Il est donc naturel pour les commerçants et les propriétaires d’entreprises qui utilisent les chaînes publiques Ethereum de voter pour PoS. Mais une question beaucoup plus difficile est de savoir comment faire pour que cela se produise. Les mineurs ont beaucoup investi dans l’achat d’appareils et la construction de fermes minières. Ce serait impossible pour eux d’abandonner la productivité existante et de tout recommencer à zéro dans un autre schéma.

Le lancement de la chaîne de balise et la coexistence de PoW et PoS n’ont pas permis d’assurer une mise à niveau facile vers Ethereum 2.0. Apparemment, les mineurs pourraient s’en tenir à PoW et les choses se retrouveraient dans une impasse.

C’est la raison pour laquelle la bombe de difficulté a été conçue. Elle devait d’abord sortir avec la mise à jour de Londres, mais pourquoi est-elle reportée encore et encore ?

La bombe de difficulté a pour but de rendre l’exploitation minière de PoW difficile. Et la difficulté augmente de façon exponentielle. À un certain stade, les niveaux de plus en plus difficiles priveront les mineurs de toute récompense. En clair, la bombe de difficulté vise à forcer les mineurs à abandonner le PoW. Le mécontentement des mineurs peut facilement conduire à une fourche car le fonctionnement de la blockchain repose sur le consensus. En outre, si les problèmes tels que l’efficacité de la confirmation des transactions et l’équilibre décentralisation-sécurité ne sont pas résolus, et que les mineurs sont incapables de miner lorsque la bombe de difficulté est déclenchée, la confirmation des transactions sera refusée, et le réseau sera encombré. Finalement, Ethereum s’effondrera. Il est donc très important de profiter de la bombe de difficulté pour effectuer une transition en douceur du PoW au PoS.

Évidemment, la chaîne PoS doit être suffisamment compétente pour remplacer PoW dans le traitement de la transaction avant l’explosion. Elle doit être efficace tout en répondant aux exigences de décentralisation et de sécurité.

Ethereum a-t-il une solution pour cela ? Oui, avec les chaînes d’éclats.

4) Chaînes d’éclats.

Nous attribuons souvent l’essor soudain des performances d’Ethereum 2.0 au passage de PoW à PoS. En fait, le PoS ne peut pas directement réduire la congestion du réseau ou accélérer le traitement des transactions. L’astuce, c’est que le PoS rend possible l’éclat, qui joue la magie en augmentant l’efficacité du réseau et en faisant passer les transactions par seconde de dizaines à des centaines de milliers. Comment augmente-t-il exactement l’évolutivité ?

Ethereum ne possède qu’une seule chaîne publique, dans laquelle les blocs sont générés de manière séquentielle. La vitesse de génération des blocs et le nombre de transactions qui peuvent être enregistrées par bloc déterminent le nombre de transactions qui peuvent être traitées par Ethernet par seconde. Par exemple, si un supermarché n’ouvre qu’une seule voie de paiement, tout le monde doit faire la queue dans cette voie pour payer. À moins que l’activité du supermarché ne soit morose avec peu de clients, un paiement rapide serait extrêmement difficile. Mais si plusieurs files d’attente sont ouvertes en même temps, l’efficacité augmentera.

Il en va de même pour l’éclat. Pour accélérer le traitement des transactions dans Ethernet 2.0, 64 chaînes d’éclats seront créées à partir de la chaîne originale qui porte les données et vérifie les nœuds. De toute évidence, cette approche permettra d’accroître considérablement l’efficacité. Cependant, si chaque chaîne traite l’information séparément et que l’information n’est pas synchronisée à travers le réseau, les doubles dépenses et les actes malveillants ne deviendront-ils pas faciles ? Ethereum 2.0 y fait face en quatre étapes : les informations sont partagées entre les éclats, en attribuant la confirmation des transactions à différents éclats ; la chaîne de balise devient la chaîne principale, sur laquelle des contrats intelligents sont établis pour attribuer et vérifier les nœuds de manière aléatoire ; 128 validateurs formeront un comité pour générer des blocs et attribuer des récompenses ; et après la génération de 64 blocs, la chaîne de balise réélit un tour de validateurs aléatoires. Toutes ces mesures peuvent grandement prévenir la possibilité d’actes malveillants.

Ethereum 2.0 adopte un mécanisme pour punir les acteurs malveillants dans le but de minimiser les doubles dépenses et les nœuds malveillants. Tous les ETHs déposés seront confisqués lorsqu’un nœud est trouvé en train de faire du mal. Cette punition est beaucoup plus sévère que celle du mécanisme PoW.

Tous ces éléments garantissent un fonctionnement fluide et sûr de la blockchain dans le cadre du mécanisme PoS, qui rivalise avec celui du mécanisme PoW.

Néanmoins, l’ensemble de la technologie est trop compliqué pour qu’Ethereum puisse être lancé immédiatement. Il faudra peut-être attendre longtemps avant de voir un Ethereum entièrement éclaté qui transporte toutes les données existantes. L’Ethereum 2.0 a un avenir prometteur, mais il faut y aller doucement. Cela dépend également des progrès technologiques du projet Ethereum. Pourquoi investir dans la crypto-monnaie ? Nous devons apprécier la compétence technologique de l’équipe de développeurs. La technologie semble éloignée de nous, mais elle est essentielle pour investir dans les crypto-monnaies et pour savoir si un crypto ou une chaîne peut continuer à se développer.