Ethereum sur Layer1, un meilleur Ethereum ?
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Ethereum sur Layer1, un meilleur Ethereum ?
Un groupe de membres de la communauté Ethereum a lancé un nouveau projet d'amélioration appelé CUN, visant à hériter et transformer Ethereum en proposant des solutions en matière de compatibilité, de performance et de décentralisation. Leurs partisans augmentent rapidement dans l'industrie cryptographique.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRésumé : Le statut d'Ethereum en tant qu'infrastructure blockchain semble inébranlable, mais il fait face à des problèmes tels que les frais élevés, l'inefficacité et un éloignement de ses principes fondateurs de décentralisation. L'émergence et la consolidation d'un groupe d'intérêts sur la plateforme rendent progressivement toute réforme difficile. Un groupe de membres de la communauté Ethereum a lancé un nouveau projet d'amélioration appelé CUN, qui entend hériter et transformer Ethereum en proposant des solutions en matière de compatibilité, de performance et de décentralisation. Le nombre de ses partisans dans l'industrie cryptographique augmente rapidement.
Le Bitcoin est devenu un totem, Ethereum constitue actuellement l'infrastructure blockchain qui change le modèle de fonctionnement d'Internet, mais Ethereum lui-même sera aussi amené à changer.
Lorsque Satoshi Nakamoto a inventé le Bitcoin en 2008, la blockchain n'était qu'un outil technique destiné à assurer la stabilité du système Bitcoin. En 2013, Vitalik Buterin a créé Ethereum, moment où la blockchain s'est véritablement dissociée du Bitcoin pour devenir une technologie réseau de nouvelle génération susceptible de transformer Internet.
Le Bitcoin met surtout l'accent sur ses attributs de paiement, garantissant par une architecture décentralisée une monnaie numérique sans banque centrale. Ethereum s'est développé en un nouveau réseau numérique pouvant accueillir diverses applications et transactions via des contrats intelligents.
Cependant, avec son succès, Ethereum commence à révéler divers défauts : frais élevés, faible efficacité, écart par rapport à l'idéal de décentralisation. Des concurrents apparaissent alors, pouvant globalement être classés selon deux approches : « remplacement » ou « héritage et amélioration ».
L'essor d'Ethereum
Après la naissance du Bitcoin, un grand nombre de cryptomonnaies alternatives (AltCoins, alternatives au Bitcoin) ont vu le jour. Elles modifient, voire reprennent directement le code source ouvert du Bitcoin, utilisent la même technologie blockchain pour créer leurs propres systèmes monétaires indépendants.
La majorité de ces altcoins ne sont que de simples imitations du Bitcoin, qualifiées de « clones ». Ethereum, quant à lui, s'est distingué grâce à sa machine virtuelle Ethereum (EVM), complète au sens de Turing, permettant aux contrats intelligents et aux applications décentralisées (DApp) d'être construits et exécutés sur ce réseau blockchain, devenant ainsi le représentant emblématique de la « deuxième génération de blockchains ».
Les phases de croissance explosive d'Ethereum ont toutes été liées à l'application des contrats intelligents dans différents scénarios.
L'ICO (Initial Coin Offering, première offre de jetons) est le principal moyen de financement des projets blockchain. Ethereum lui-même a levé, en juillet 2014 via une ICO, plus de 18 millions de dollars pour le développement et le déploiement du projet. Une fois opérationnel, Ethereum est devenu la principale plateforme d'ICO. Grâce à son standard ERC-20, l'émission de jetons est devenue très simple. En 2017, de nombreux projets blockchain ont utilisé le standard ERC-20 pour lever des fonds, créant une bulle spéculative tout en marquant la première utilisation massive des contrats intelligents d'Ethereum.
La DAO (Organisation Autonome Décentralisée) est considérée comme un modèle idéal par beaucoup, et la blockchain résout le problème de confiance entre les individus, rendant la DAO possible. Aujourd'hui, de nombreuses organisations DAO existent dans l'écosystème Ethereum. Regroupées autour de différentes visions et accords, elles enrichissent cet écosystème.
La DeFi (Finance Décentralisée) est largement perçue comme le domaine le plus prometteur pour les applications concrètes de la blockchain. Les contrats intelligents d'Ethereum peuvent agir comme des contrats financiers auto-exécutables, gérer des fonds et transférer automatiquement des actifs selon des conditions prédéfinies et des événements spécifiques. Actuellement, la DeFi est l'une des applications les plus répandues sur Ethereum.
Les jetons de collection comme CryptoKitties ont eu un bref moment de gloire, puis en 2021, les NFT (jetons non fongibles) basés sur le standard ERC-721 d'Ethereum sont devenus les projets les plus populaires, sortant même du cercle crypto, provoquant une explosion du concept du métavers (Metaverse).
L'écosystème des blockchains concurrentes d'Ethereum
À l'image du Bitcoin, après qu’Ethereum soit devenu la plus grande plateforme blockchain, des concurrents sont apparus, suivant principalement deux axes : « remplacement » ou « amélioration ».
Un premier axe consiste à « remplacer Ethereum ». Par exemple Polkadot, Solana ou Dfinity tentent d’établir de nouveaux mécanismes de consensus, certains allant jusqu’à créer de nouveaux langages de programmation afin de résoudre les problèmes de débit, d’efficacité, de décentralisation et d’interopérabilité entre chaînes.
Polkadot vise principalement à résoudre les problèmes d’interopérabilité entre chaînes : les blockchains ne peuvent pas naturellement partager leurs données. Pour briser cet isolement, Polkadot cherche à créer un protocole réseau permettant à toutes les blockchains connectées d’échanger facilement des informations. Les parachains sont chargées du traitement des données et des transactions. Grâce à plusieurs parachains, une extension horizontale de la blockchain est possible, résolvant ainsi les problèmes de performance.
Les ponts relais sont eux-mêmes une forme particulière de parachaines, dont la fonction inclut également la connexion à d'autres blockchains de structures différentes. La chaîne de relais est le cœur de Polkadot ; sa fonction principale est de valider les blocs produits par les parachains et d’en fournir une preuve finale de finalité. Polkadot présente actuellement certains avantages par rapport à Ethereum en termes d’extensibilité et de coûts, mais sa logique fondamentale reste dans le prolongement d’Ethereum.
Solana vise à devenir une blockchain publique haute performance : Son caractéristique majeure est l’utilisation du mécanisme PoH (Proof of History, preuve d’historique) sur son réseau principal, permettant à chaque nœud de générer des horodatages locaux sans attendre la synchronisation de l’ensemble du réseau, augmentant ainsi l’efficacité globale.
Associé à plusieurs innovations — Tower BFT (Byzantine Fault Tolerance adaptée), Turbine (protocole de diffusion des blocs), Gulf Stream (protocole de transfert de transactions sans mémoire tampon), SeaLevel (contrats intelligents parallèles), Pipelining (validation des transactions), Chainsplit (extension horizontale de la base de comptes) et Archivers (stockage distribué du grand livre) — Solana devient un concurrent sérieux d’Ethereum.
La formation de l'écosystème « Éther »
Bien que les « remplaçants d'Ethereum » présentent de nombreux avantages, certains concurrents ont réussi en adoptant une stratégie d’« imitation ou transformation d’Ethereum ».
BSC (Binance Smart Chain) utilise l'algorithme de consensus PoSA (Proof of Stake Authority), combinant les fonctionnalités du DPoS (Delegated Proof of Stake) et du PoA (Proof of Authority). Construit sur un réseau de 21 nœuds validateurs, il propose un temps de blocage en secondes, offrant ainsi une infrastructure rapide pour les protocoles DeFi. Le terme « intelligent » dans BSC se reflète dans les fonctionnalités liées aux contrats intelligents : BSC prend en charge l'écriture de contrats intelligents, est compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM) ainsi qu'avec toutes les applications et outils de son écosystème. Les développeurs peuvent donc facilement migrer et déployer des DApps Ethereum.
Grâce au soutien en ressources — capitaux, utilisateurs, etc. — apporté par Binance, le plus grand exchange de cryptomonnaies au monde, BSC a rapidement attiré de nombreux utilisateurs et projets souhaitant étendre leur base d'utilisateurs.
En 2018, l'équipe Polygon a commencé à développer des solutions Layer 2 sur Ethereum, visant à réduire les coûts et répondre aux besoins de scalabilité. Contrairement aux solutions Layer 2 traditionnelles, Polygon combine différentes approches de mise à l'échelle — zkRollups, Optimistic Rollups, Validium — pour offrir une solution d'agrégation Layer 2 clé en main. Grâce à son outil de développement Polygon SDK, très simple d'utilisation, il a fortement abaissé la barrière d'entrée pour les développeurs.
En mai 2020, Polygon a lancé Matic, composé de deux éléments :
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Un ensemble constitué d'une variante de sidechain PoS, appelée « chaîne de validation » (commit chain), supportant le développement de contrats intelligents.
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Un autre ensemble basé sur Plasma, servant de rampe d'accès pour router les transactions d'Ethereum vers la sidechain Matic.
La chaîne Polygon PoS se situe entre sidechain et solution pure de couche 2. Elle hérite de la sécurité de la chaîne principale, regroupe les transactions, les valide par lots, puis renvoie les données à la chaîne principale.
Actuellement, Polygon rassemble des applications et infrastructures DeFi, NFT, portefeuilles, oracles, organisations autonomes décentralisées, notamment le protocole de prêt Aave, l’exchange décentralisé SushiSwap, le service de market-making automatisé Curve, l’exchange agrégateur 1inch ; les projets NFT incluent OpenSea, le plus grand marché d’art numérique NFT, et Decentraland, jeu virtuel NFT ; les oracles comprennent Chainlink et AP13, leaders du secteur ; les portefeuilles numériques incluent MetaMask,麦子钱包 (MathWallet) et Fortmatic.
Où se situent les limites des solutions Layer 2 ?
Des projets comme Polygon ont partiellement résolu les problèmes d’inefficacité et de coût élevé d’Ethereum. Ils ont choisi la voie du scaling Layer 2 : la majorité des transactions sont traitées hors chaîne, dans des protocoles Layer 2, puis agrégées et soumises à Ethereum. Ces solutions dépendent de la sécurité du réseau principal Ethereum, renforçant ainsi davantage la dépendance des utilisateurs à Ethereum. Plus important encore, au-delà de la congestion et des frais élevés dus à l’augmentation du trafic, Ethereum, comme les plateformes dominantes de l’ère Web2.0, tend progressivement vers une « oligarchisation » et un monopole, trahissant ainsi l’esprit initial de décentralisation et de participation communautaire propre à la blockchain.
Les solutions Layer 2, encore plus dépendantes d’Ethereum, ne devraient pas être le meilleur choix pour le monde cryptographique. Elles renforcent le caractère « monopolistique » d’Ethereum sans corriger ses défauts intrinsèques. Un nouveau réseau devrait être plus rapide, plus sûr, moins coûteux, davantage axé sur la confidentialité, et capable de saisir facilement les nouvelles opportunités du marché cryptographique, telles que les NFT et le métavers. Plus important encore : ce réseau devrait appartenir à la communauté cryptographique.
Actuellement, certains partisans d’un changement d’Ethereum formulent les propositions suivantes :
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1. Hériter d’Ethereum pour résoudre les problèmes de compatibilité avec Ethereum et d’autres blockchains. Utiliser des ponts inter-chaînes pour transférer les actifs.
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2. Améliorer le consensus via une nouvelle logique mathématique afin d’optimiser l’efficacité des communications réseau.
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3. Créer un nouveau réseau Layer 1 (et non Layer 2), garantissant la sécurité tout en réduisant la dépendance au réseau principal Ethereum, évitant ainsi la centralisation.
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4. Par héritage d’Ethereum et une conception hautement modulaire, faciliter la migration de l’écosystème et les mises à jour du réseau.
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5. Aucun fondateur ni développeur central ; la gouvernance finale devrait être assurée par une DAO.
Transformer Ethereum au niveau Layer 1
CUN est une nouvelle blockchain de niveau Layer 1. En matière de mécanisme de consensus, CUN choisit lors de la première phase (réseau Origine) un consensus PoA avec mécanisme d’admission ; lors de la deuxième phase (réseau Cap de Bonne Espérance), un consensus hybride PoS + PoA avec vote par mise en gage ; et lors de la troisième phase (nouvelle génération), le réseau évoluera vers un consensus PoS + PBFT.
Au démarrage du réseau, le réseau Origine de CUN est un réseau Layer 1 doté de sa propre monnaie (Coin), utilisant PoA comme mécanisme d’entrée. Plusieurs nœuds de confiance sont élus pour lancer et maintenir le réseau, formant un ensemble de nœuds. Ces nœuds doivent mettre en gage une partie de CUNP, et tous les processus — collecte, regroupement, consensus et validation des blocs — sont exécutés par ces nœuds.
Lorsque le nombre de nœuds du réseau Origine et la quantité de CUNP détenue par la communauté atteignent un seuil permettant l’élection par vote misé, CUN passera du réseau Origine au réseau Cap de Bonne Espérance. Le réseau Cap de Bonne Espérance est un réseau de transition vers la nouvelle génération, utilisant PoA + PoS comme mécanisme d’entrée.
Une particularité du réseau Cap de Bonne Espérance est l’introduction du mécanisme PoS, permettant à des nœuds communautaires de rejoindre le réseau. Cette phase verra l’arrivée massive de nouveaux nœuds communautaires, ainsi qu’une augmentation des participants de long terme à l’écosystème CUN grâce à des incitations par mise en gage. En combinant PoA et PoS, le réseau élargit sa décentralisation tout en améliorant sa stabilité et ses performances.
Comme Ethereum, le nouveau réseau CUN utilisera PoS comme mécanisme d’entrée, mais CUN prévoit d’utiliser un algorithme amélioré de type PBFT pour assurer la tolérance aux pannes byzantines au niveau du consensus de la chaîne principale, et d’implémenter une gouvernance DAO à cette étape.
« Le protocole de consensus PBFT largement utilisé aujourd’hui a une complexité de communication en O(n²). À mesure que le réseau grandit et que le nombre de nœuds augmente, au-delà de 100 nœuds, l’efficacité du consensus diminue quadratiquement. Pour résoudre ce problème, CUN améliorera les algorithmes de type BFT durant la phase de transition afin d’en augmenter l’extensibilité, la sécurité et les performances. »
D'après cette formule, lorsque le nombre de nœuds atteint N=84, les communications PBFT atteignent 13 944 transmissions, tandis que celles d’un PBFT à trois niveaux s'élèvent à 152. Actuellement, l’algorithme multi-niveaux PBFT peut significativement améliorer l’efficacité du consensus de la chaîne principale même avec 1 000 nœuds théoriques, un volume comparable au nombre actuel de nœuds de Solana.
Il convient de noter que CUN fait partie des rares réseaux, parmi les adeptes de la technologie Ethereum, à proposer une mise à niveau au niveau de la couche consensus de la chaîne principale. Comparé aux solutions Layer 2 qui ne sont que des palliatifs temporaires pour Ethereum, CUN représente une évolution de type Layer 1.
L’idéalisme de la communauté CUN rappelle quelque peu l’époque du Bitcoin. Parmi ses partisans figurent des CTO de sociétés technologiques, des professionnels d’échanges, des professeurs d’université, des organismes à but non lucratif, des associations professionnelles et des chercheurs sociaux, mais ils n’ont pas révélé publiquement leur identité, probablement pour éviter d’y ajouter une dimension trop personnelle.
Il est encore trop tôt pour juger avec certitude de l’avenir de ce nouveau réseau, car le succès ne dépend pas uniquement de la technologie. Mais nous espérons que les réformateurs réussiront. Bitcoin nous enseigne aussi qu’Internet devrait appartenir à la communauté, et non à une institution ou un individu unique.
Annexe :
1. « Un nouvel Ethereum sur Layer 1, un meilleur Ethereum ? »
http://tech.china.com.cn/news/20220218/385088.shtml
2. « The Coopunion Network Moves From The Origin Network To The Cape Of Good Hope Network — The New Official Website Is Online »
https://finance.yahoo.com/news/coopunion-network-upgrades-origin-network-054500188.html
3. « Conception et feuille de route du Coopunion Network »
https://coopunion.net/#/pages/blog/info?uuid=fbc3a1d6926a4bf5891e339b28d51ae4&type=2
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