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Ethereum 2.0 : des avancées majeures

par | Août 19, 2020 | 0 commentaires

Ethereum est la deuxième blockchain la plus connue après Bitcoin. Des changements importants qui ont pour but essentiel d’améliorer la capacité de la blockchain Ethereum 1.0 à traiter un grand nombre de transactions vont bientôt se mettre en place.

Cet article s’adresse à des lecteurs ayant déjà acquis un certain niveau de connaissance dans le domaine de la Blockchain et des crypto-monnaies. Si l’article vous paraît indigeste, n’hésitez pas à choisir une autre difficulté dans l’encadré ci-dessous wink

Difficulté de l’article:

Bientôt, d’ici début 2021 (le projet a pris de nouveau un peu de retard), la blockchain Ethereum va commencer une longue transformation qui va la changer de façon spectaculaire et silencieuse. Si la mue aboutit, elle passera d’un protocole Proof-of-Work (PoW) ou ‘preuve de travail’   à un protocole Proof-of-Stake (PoS) ou ‘preuve d’enjeu’ moins énergivore, et augmentera sensiblement sa capacité à traiter les transactions.

Pourquoi le protocole Ethereum doit évoluer

Ethereum est un écosystème blockchain qui a été pensé et conçu pour les contrats intelligents (ou ‘Smart Contracts’ – voir notre article du 8 juillet 2020), des contrats qui s’auto-exécutent sans avoir recours à une partie tierce. Certains cas d’usages passés au succès fort (CryptoKitties par exemple) ont montré la limite du protocole Ethereum lorsque la volumétrie dépasse des niveaux importants (grand nombre de transactions). Dans ces cas précis, la conséquence principale a montré que le réseau a été congestionné et a sensiblement ralenti. Afin d’améliorer les performances de la blockchain, de la rendre plus rapide et ainsi capable de gérer un plus grand nombre de transactions, Ethereum va entamer la première phase de sa transformation. La phase 2, la dernière, est prévue ultérieurement à partir de 2022.

Fonctionnement

L’objectif de la première phase est la création de la ‘beacon chain’ qui permettra le passage du consensus PoW à PoS.

Comme mentionné, la ‘preuve de travail’ (PoW) est un consensus de validation des transactions basé sur le travail. Le mineur qui effectue efficacement et rapidement le travail de validation des transactions dans la blockchain peut recevoir  une récompense sous forme de crypto monnaie (reward). Comme il faut être le plus rapide, les mineurs du PoW déploient beaucoup d’énergie pour gagner contre leurs concurrents. L’inconvénient d’un tel algorithme est que le travail de l’ensemble des mineurs, à l’exception du plus rapide, est quelque part gaspillé puisqu’il ne permet pas de traiter d’autres transactions. Le résultat est que la blockchain PoW avance à la vitesse du mineur le plus rapide et qu’il n’est pas possible d’en faire travailler plusieurs en même temps, en parallèle  (en revanche, le travail simultané de nombreux mineurs augmente la sécurité de la blockchain).

Grâce à la ‘preuve d’enjeu’ (PoS) qui fait fonctionner un algorithme dont la philosophie différente permet à plusieurs mineurs, que l’on appelle validateurs (ou validators) de travailler en parallèle, la capacité de traitement peut être renforcée et la dépense d’énergie nettement réduite. Le travail parallèle (‘parallel run’)   augmente la productivité, ce qui dans le cas de la blockchain revient donc à augmenter la vitesse de traitement des transactions.

Dans le cas du protocole Ethereum, afin de participer au consensus PoS, les validateurs mettent en caution des éthers, la cryptomonnaie d’Ethereum. S’ils travaillent correctement, ils reçoivent une gratification sous forme de cryptomonnaie. Dans le cas contraire, ils perdent leur caution. Contrairement au consensus PoW, il n’y a pas de compétition entre les validateurs puisqu’il n’y a pas nécessité d’être le plus rapide. L’intérêt est donc de pouvoir faire travailler des participants en parallèle ainsi que de réduire la consommation énergétique. Le seul inconvénient du consensus PoS est qu’il réduit un peu la sécurité de la blockchain par rapport au consensus PoW.

Aménagement et bascule

Actuellement, Ethereum 1.0 fonctionne donc en mode PoW. Les deux principaux défis de la phase initiale sont donc :

1) d’aménager la blockchain pour permettre le travail en parallèle et

2) de la faire basculer dans le mode de consensus PoS et ceci sans interrompre les activités. Dans ce schéma, l’idéal serait donc que  les mineurs d’Ethereum 1.0 changent de travail et deviennent les validateurs d’Ethereum 2.0.

Avec cette première phase de bascule, la blockchain devient multiple. Au sommet de la chaine, il y a la beacon chain qui deviendra à terme la nouvelle blockchain principale ou Ethereum 2.0. Au-dessous de celle-ci se trouveront des shards, c’est-à-dire des blockchains – probablement au nombre de 64 – qui opéreront en parallèle selon les règles PoS et permettront ainsi à 64 validateurs de travailler en même temps. Le résultat de leur travail sera ensuite envoyé dans la beacon chain pour l’assemblage final. A terme, Ethereum  1.0 sera intégrée avec les 64 sous-chaines et n’en formera plus qu’une parmi d’autre.

Pour réussir cette mue, un basculement des habitudes est impératif. Concrètement, il faut que les mineurs d’Ethereum  1.0 changent de travail et deviennent les validateurs d’Ethereum 2.0. Mais dans le monde décentralisé de blockchains publiques, les mineurs sont libres d’agir à leur gré et de rester mineur ou de suivre le mouvement d’Ethereum 2.0.

Par conséquent, pour que cette mutation s’opère, un système d’incitation est mis en place afin d’attirer un maximum de validateurs et de permettre à la nouvelle organisation de se mettre en place.

Les phases de développement

En raison de ce changement fondamental, la mise à jour d’Ethereum 2.0 aura donc lieu en différentes  phases. La bascule totale va prendre beaucoup de temps  et ne sera pas finalisée avant plusieurs années. Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum, estime que 2.000 à 3.000 transactions par seconde sont actuellement possibles avec Ethereum 1.0. Mais que grâce à la version 2.0, la blockchain pourra atteindre environ 100.000 TPS.

 Phase 0

C’est la phase qui est lancée maintenant en 2020. Cela consiste en la création de la chaîne de blocs Ethereum 2.0. Mais les fonctionnalités seront minimales. Elle gérera l’enregistrement des validateurs et le mécanisme de consensus Proof of Stake.

Pour que la chaîne puisse démarrer avec la création de son bloc Genesis, au moins 524.288 ethers devront être ‘stakés’ (blocage des jetons comme mise en caution) sur le réseau. Ce qui signifie qu’il devrait y avoir au moins 16.384 validateurs. Ce chiffre a été fixé de façon arbitraire afin de garantir la sécurité et la décentralisation du réseau. Tant que ce chiffre ne sera pas atteint, les récompenses (rewards) ne seront pas distribuées aux ‘stakers’.

Afin de garantir le succès de cette première phase 0, il va donc falloir compter sur l’altruisme des premiers participants. A son démarrage, la chaîne de blocs PoW que nous connaissons continuera de fonctionner. L’activité du réseau continuera d’en dépendre totalement. L’idée n’est pas de saturer de transactions Ethereum 2.0 immédiatement mais de s’assurer du bon fonctionnement du consensus PoS.

Ce n’est que bien plus tard que les 2 chaînes de blocs Ethereum seront fusionnées pour ensuite reposer uniquement sur Proof of Stake.

 Phase 1

Le lancement de la phase 1 devrait débuter un an après le lancement de la phase 0. La phase 1 concerne l’intégration du concept de ’sharding’, la solution de scalabilité qui devrait décupler les capacités d’Ethereum. En bref, le sharding consiste à partitionner la chaîne de blocs en 64 chaînes distinctes (des shards). Cela permettra à Ethereum de créer simultanément 64 blocs au lieu d’un seul.

 Phase 1.5

La phase 1.5 correspond au  moment  ou les chaînes de blocs 1.0 et 2.0 seront fusionnées pour ne faire qu’une. Techniquement, la chaîne Ethereum 1.0 deviendra l’un des 64 shards d’Ethereum  2.0. Ce qui signifie que tout l’historique des transactions de la version 1.0 sera toujours disponible après la mise à jour (les éthers existants seront disponibles sur le nouveau réseau sans devoir effectuer d’opération de conversion).

 Phase 2

La phase 2 sera le véritable lancement d’Ethereum 2.0. Cela lancement n’interviendra pas avant 2 ans. C’est à partir de ce moment que l’on pourra utiliser pleinement le réseau avec ses caractéristiques PoS.

Et après ?

Ethereum 2.0 ne marque pas la fin du développement de la chaîne de blocs. Vitalik Buterin a partagé sa feuille de route pour Ethereum dans les 5 à 10 années à venir. Compression des données et solutions pour résister aux ordinateurs quantiques sont notamment des développements envisagés.

Conclusion

Ethereum 2.0 promet une mutation ambitieuse et très prometteuse en vue d’améliorer la capacité de la blockchain Ethereum 1.0 à traiter un grand nombre de transactions. La première phase de bascule qui démarre consiste à créer la beacon chain, les sous-chaînes, et à attirer le plus grand nombre de validateurs. Si cette transition réussit, Ethereum s’établira probablement dans la durée comme la plateforme de référence pour les smart contracts. Le défi est énorme et les possibilités d’Ethereum 2.0 sont multiples dans de nombreux domaines de l’activité économique et financière.

A propos du rédacteur…

Une passion : l’économie, la finance comportementale et l’émergence des actifs digitaux

Yves a débuté sa carrière dans le métier de la gestion en 1986 ou il a occupé différents postes de gérant de fonds actions et de fonds diversifiés au Crédit Commercial de France puis au sein du groupe Barclays à Paris. En 1998, il a pris la direction de la gestion actions et diversifiée puis de la gestion de la structure française du groupe néerlandais Robeco avant de rejoindre Natixis Asset Management en 2012 en tant que directeur de la Business Unit de gestion actions. Yves quitte Natixis AM en 2018 pour intervenir en indépendant auprès d’investisseurs professionnels et d’entreprises (conseil en levée de capital).

Amateur de sports d’endurance (course à pied et natation), Yves est aussi passionné par les sciences humaines, en particulier l’histoire et l’économie. Mais ce sont les aspects comportementaux des mécanismes économiques et l’analyse comportementale des marchés qui sont pour lui une source constante de réflexion et d’échange. Depuis quelques années, le sujet de la ‘blockchain’ et l’émergence des crypto actifs représentent pour lui un nouveau sujet de passion et d’opportunités.

Yves Maillot

Relations investisseurs Analyste stratégiste de marchés

Yves Maillot

Relations investisseurs Analyste stratégiste de marchés

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