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Explication d’Ethereum 2.0

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Ethereum 2.0 –  Preuve d’enjeu, the Beacon Chain, le Sharding et le Docking expliqué

 

Alors, qu’est-ce que l’Ethereum 2.0 tant attendu? Qu’est-ce que la preuve d’enjeu, la chaîne de balises, le partage et le docking? Et quelles sont les différentes phases de leurs déploiements ? 

Aperçu

Commençons par un aperçu de ce qu’est Ethereum 2.0 et pourquoi il est même nécessaire en premier lieu.

Ethereum 2.0 aka Eth2 est un ensemble de mises à niveau interconnectées du réseau Ethereum. Il vise à rendre Ethereum plus évolutif, plus sécurisé et plus durable. Ces changements sont travaillés par plusieurs équipes différentes dans l’écosystème Ethereum. Chaque équipe se concentrant sur la construction d’une partie spécifique de l’ensemble de la mise à niveau.

Maintenant, passons rapidement en revue tous les principaux objectifs d’Eth2.

Évolutivité

Le réseau Ethereum actuel prend en charge environ 15 transactions par seconde. Cela devient un facteur limitant lorsqu’il s’agit d’intégrer des millions de nouveaux utilisateur. Et de lancer de nombreuses applications plus décentralisées. Pour rendre Ethereum plus évolutif, Eth2 vise à prendre en charge des milliers de transactions par seconde. Une mise en garde importante: l’augmentation du nombre de transactions par seconde ne devrait pas entraîner l’augmentation de la taille des nœuds du réseau.

Sécurité

La sécurité d’un réseau décentralisé est toujours l’une des principales priorités. Eth2 vise à accroître la sécurité du réseau contre toutes les formes d’attaques. Y compris une «attaque à 51%» où quelqu’un peut forcer des changements frauduleux en contrôlant la majorité du réseau.

Durabilité

Le modèle de consensus bien connu basé sur la preuve de travail, utilisé par le réseau Ethereum actuel, nécessite beaucoup de puissance de calcul et d’énergie. Eth2 vise à améliorer Ethereum pour l’environnement en remplaçant la preuve de travail à forte intensité énergétique par une preuve d’enjeu.

Initialement, l’ensemble des changements nécessaires pour atteindre ces objectifs s’appelait «Serenity». Mais maintenant, la plupart des gens l’appellent Ethereum 2.0 ou simplement Eth2.

Ce qui est intéressant, c’est que tous ces objectifs figuraient à peu près toujours dans la feuille de route d’Ethereum. Et qu’ils avaient été discutés avant même le lancement officiel du réseau.

Commençons par l’un des changements les plus importants: le passage du modèle de consensus de la preuve de travail à la preuve d’enjeu.

Preuve d’enjeu

Le modèle de consensus actuel Ethereum – Proof of Work – est une approche bien connue et éprouvée pour la construction de crypto-monnaies.

Dans Proof Of Work, les mineurs investissent leurs ressources – principalement de l’électricité – pour valider les transactions et sécuriser le réseau. Ce modèle nécessite d’énormes quantités d’énergie pour fonctionner correctement et protéger le réseau des «attaques à 51%».

Proof of Stake tente de résoudre les problèmes de consommation d’énergie en se débarrassant complètement des mineurs. Au lieu de machines sécurisant le réseau en investissant leurs ressources, le modèle consensuel Proof of Stake s’appuie sur des incitations économiques.

Les validateurs

Dans Proof of Stake, les utilisateurs qui souhaitent sécuriser le réseau, miser leurs ETH et devenienne validateurs. Chaque validateur est incité à valider les transactions. Ils reçoivent, comme les mineurs dans la preuve de travail, à la fois la récompense globale et les frais de transaction.

Pour décourager les validateurs d’essayer de jouer avec le système et de valider les transactions frauduleuses, le système Proof of Stake implémente un mécanisme appelé «slashing». Où les validateurs perdent une partie de leur ETH mis en jeu s’ils décident d’agir de manière malhonnête.

Afin de réussir une «attaque à 51%» dans un système de preuve d’enjeu, l’attaquant devrait contrôler 51% des validateur. Ce qui nécessiterait de posséder 51% de tous les ETH mis en jeu – une quantité massive de capital.

Pour devenir l’un des validateurs Eth2, 32 ETH sont requis. Il est également possible de miser avec moins de 32 ETH en utilisant des pools de stacking, par exemple Rocketpool.

Les rendements des validateurs dépendent de la quantité d’ETH mise en jeu dans le système. Ils peuvent être aussi élevés que plus de 18% par an s’il y a moins de 1 M d’ETH mis en jeu. Et aussi bas que 1,81%, voire moins, s’il y a plus de 100 M d’ETH dans le système.

 

La preuve d’enjeu porte sur les 3 objectifs Eth2. Cela rend Ethereum plus durable en supprimant les mineurs énergivores. Cela le rend plus sûr en rendant plus difficile une «attaque à 51%». Et cela le rend plus évolutif en déverrouillant le partitionnement qui serait beaucoup plus difficile à réaliser dans un modèle de preuve de travail. Car cela entraînerait très probablement une dilution de la puissance de calcul sur plusieurs fragments.

C’est en fait un bon segway dans le sharding.

Sharding

Le concept de sharding n’est pas spécifique à la mise à niveau Eth2. C’est en fait un processus courant en informatique. Il permet de diviser une base de données en plusieurs instances contenant chacune une partie de l’ensemble de données. Chaque instance serait connue sous le nom de «shard» (fragment).

En ce qui concerne Eth2, chaque «shard» est fondamentalement une nouvelle chaîne distincte. Au départ, il y en aura 64. Cela répond directement aux problèmes d’évolutivité d’Ethereum. Car les shards permettront de répartir la charge du réseau.

En plus de cela, chaque nœud Ethereum n’aura qu’à exécuter l’un des fragments. Cela signifie ne stocker qu’un petit sous-ensemble de données. Ainsi faciliter l’exécution d’un nœud sans disposer d’un matériel puissant. Rendre les nœuds plus faciles à exécuter devrait entraîner plus de participants au réseau. Ce qui équivaut à plus de décentralisation et à plus de sécurité.

Au départ, le partitionnement ne fournira que des données supplémentaires. Les chaînes fragmentées ne pourront pas gérer les transactions ou les contrats intelligents.

L’évolutivité

À ce stade, vous posez probablement la question. Alors, comment le sharding peut-il améliorer l’évolutivité sans gérer les transactions ou les contrats intelligents?

L’amélioration de l’évolutivité sera possible grâce à la mise à l’échelle du layer 2 – en particulier les cumuls. Les rollups permettent de regrouper les transactions (et les exécutions de contrats intelligents) hors chaîne, de générer une preuve cryptographique et de la soumettre à la chaîne. Ce processus nécessite uniquement qu’un fragment de données soit disponible pour stocker la preuve. Ce qui signifie qu’il peut être utilisé avec la version initiale du partitionnement.

Vous pouvez en savoir plus sur la mise à l’échelle et les cumuls du layer 2 dans le chapitre suivant ici .

Ce n’est pas la fin. Bien que la combinaison du partage de données et des cumuls devrait permettre à Ethereum de traiter plus de 100000 transactions par seconde. Une autre amélioration peut également être apportée. Il est possible de mettre à niveau les shards et de les rendre entièrement exécutables de la même manière que la chaîne Ethereum actuelle. Mais il reste à voir si cette amélioration sera nécessaire ou non en fonction de la popularité de la solution de partage de données et de cumul.

Il est également important de mentionner que dans le modèle de partage de données, la chaîne Ethereum actuelle devient l’un des shards. Et c’est le seul shard capable de gérer les transactions et les contrats intelligents.

Beacon chain

La chaîne de balises est le prochain concept important à saisir pour bien comprendre la mise à niveau Eth2.

Beacon chain est responsable de la coordination d’un système basé sur la preuve d’enjeu en assignant au hasard des piqueurs pour valider différents shards. Le caractère aléatoire est important car il empêche les parieurs de s’entendre et de prendre le contrôle d’un shard.

La chaîne Beacon crée essentiellement un nouveau réseau Proof of Stake qui fonctionne en parallèle à la chaîne Ethereum actuelle. Son lancement est l’une des premières choses de la feuille de route Eth2.

Au départ, les validateurs ajouteront de nouveaux blocs à la chaîne de balises. Mais ils ne valideront pas les transactions actuelles du réseau principal Ethereum. Cela sera possible, une fois que la chaîne actuelle deviendra l’un des fragments Eth2.

Docking

Cela nous amène à la dernière pièce de tout le puzzle Eth2 – Docking.

L’ancrage est un processus dans lequel la chaîne Ethereum actuelle devient l’un des shards du système Eth2 Proof of Stake.

Ce processus marquera également la fin de Proof of Work Ethereum que nous connaissons aujourd’hui. Et la transition complète vers le nouveau modèle Proof of Stake.

Le docking apportera la possibilité d’exécuter des contrats intelligents dans le système de preuve d’enjeu. En plus de cela, il fournira l’historique complet et l’état actuel d’Ethereum. Permettant une transition en douceur pour tous les détenteurs et utilisateurs d’ETH.

Les phases

Voyons comment tous les concepts dont nous venons de parler s’intègrent dans la chronologie Eth2. L’ensemble du processus de développement est divisé en plusieurs phases.

La phase 0 est la première phase d’expédition d’Eth2. Elle se concentre sur le lancement de la chaîne Beacon. Pour y parvenir, un seuil de 16 384 validateurs doit être atteint. Le nombre requis de validateurs a été atteint le 24 novembre, ce qui permet de lancer la phase 0 le plus tôt possible. Le 1er décembre 2020.

La phase suivante, la phase 1, se concentre sur le partitionnement. Ou, pour être précis, sur le partage de données que nous avons décrit précédemment.

Une fois la phase 1 établie, la prochaine étape est la phase 1.5 qui se concentre sur l’amarrage. Faisant de la chaîne Ethereum actuelle l’un des fragments d’Eth2. Il semble que les deux phases: la phase 1 et la phase 1.5 seront livrées dès 2021.

Une fois la phase 1.5 atteinte, 2 scénarios sont possibles. Soit la combinaison du partage de données et des cumuls sera suffisante et il n’y a pas besoin de phases supplémentaires. Ou peut-être qu’il y aura toujours un besoin pour la solution de partitionnement complète qui nous amènera à la phase finale, la phase 2. Cela restera à voir après la fin de la phase 1.5.

En résumé

Il convient également de mentionner que même si la phase 0 initiale ne change pas beaucoup en ce qui concerne la chaîne Ethereum actuelle. Cela peut encore avoir des implications économiques potentiellement importantes. En effet, l’ETH qui est envoyé aux validateurs Eth2 devient verrouillé et ne peut pas être retiré avant la fin de la phase 1.5. Ce qui signifie moins d’ETH en circulation dans le système actuel.

En ce qui concerne la DeFi. Il semble que la plupart des activités seront concentrées sur le shard exécutable. Ou sur l’une des solutions de cumul de layer 2,  du moins au début. En effet, la DeFi tire un énorme avantage de la compossibilité des smarts contracts et des transactions plus complexes. Donc avoir différents protocoles DeFi qui ne peuvent pas communiquer facilement entre eux n’a pas beaucoup de sens.

Lien source : Finematics

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