Retour sur la voie du stockage décentralisé, oubliée par le marché, à travers EthStorage
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Retour sur la voie du stockage décentralisé, oubliée par le marché, à travers EthStorage
Le stockage est l'un des trois piliers du réseau Web3. Ce n'est que lorsque le stockage décentralisé sera effectivement mis en œuvre que la propriété des données et les réseaux souverains deviendront une réalité. À défaut, développer les réseaux blockchain au prix d'une efficacité centralisée perdue aurait peu de sens.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesAuteur : Alfred, LD Capital
L'un des secteurs les plus en vue cette année devrait être celui des solutions de couche 2 (L2) visant à améliorer l'évolutivité des blockchains. Une fois déployées avec succès, ces solutions permettront une vitesse accrue et des frais réduits, favorisant ainsi un essor progressif des applications Web3. À l'avenir, la génération massive de données entraînera une demande explosive en matière de stockage. Cet article se concentrera sur EthStorage, lauréat du premier prix au EDCON Super Demo de cette année, afin de revenir sur le secteur du stockage décentralisé, actuellement moins médiatisé mais porteur d’un fort potentiel.
1. Évolution du stockage réseau
Le consensus, le calcul et le stockage sont considérés comme les trois piliers fondamentaux des infrastructures de base du Web3. Dès lors qu’il y a création de données et d’informations, il faut un système de stockage. Depuis l'invention de l'ordinateur, les technologies de stockage ont constamment évolué. Nous pouvons diviser cette évolution en quatre phases principales.
1. Stockage centralisé : stockage distribué + gestion centralisée
Les premiers ordinateurs utilisaient des bandes perforées pour enregistrer les données. En 1956, IBM fabriqua le premier disque dur, introduisant ainsi le modèle de stockage informatique que nous connaissons aujourd'hui.
Les dispositifs de stockage centralisé ont continué d’évoluer — disques durs, bandes magnétiques, cartes mémoire, SSD, etc. — mais leur architecture reste fixe : les terminaux accèdent aux données via le réseau, tandis que toutes les ressources de stockage sont regroupées sur un serveur ou emplacement central unique, contrôlé et géré de manière centralisée.
2. Stockage cloud : stockage distribué + gestion centralisée
En 2006, Amazon lança AWS avec ses services EC2 et S3, inaugurant une nouvelle ère du stockage. Microsoft, Google, Alibaba et d'autres suivirent rapidement, faisant du cloud la méthode de stockage la plus largement utilisée aujourd'hui.
Le stockage cloud repose sur une architecture distribuée : les données sont fragmentées et réparties sur plusieurs serveurs, ce qui réduit les risques de panne ponctuelle tout en limitant la redondance et permettant une évolutivité élastique. Toutefois, les serveurs restent sous le contrôle exclusif du fournisseur de services cloud, et les utilisateurs n’en conservent pas le contrôle réel.
3. Stockage blockchain traditionnel : stockage distribué, nœuds complets + gestion décentralisée
Depuis l’avènement du Bitcoin, le stockage sur blockchain est apparu comme une alternative au modèle centralisé. Grâce au stockage distribué, aux mécanismes de consensus et de validation des transactions, la blockchain garantit la sécurité et l’immuabilité des données, tout en assurant un stockage et une gestion décentralisés.
Cependant, les coûts de stockage sur des blockchains comme Bitcoin ou Ethereum sont élevés et l’efficacité est faible, car ces réseaux n’ont pas été conçus initialement pour le stockage. Chaque nœud doit conserver une copie complète des données, et l’espace par bloc est limité. Par exemple, stocker une image NFT Bored Ape sur Bitcoin ou Ethereum coûte plusieurs centaines de dollars.
Source : Fundamental Labs
4. Stockage décentralisé Web3 : stockage distribué, multi-nœuds + gestion décentralisée
Étant donné que le stockage direct sur blockchain est extrêmement coûteux, de nombreux projets Web3 de stockage décentralisé ont émergé, tels qu’IPFS, Filecoin, Storj, Arweave, Swarm et EthStorage. Ces projets visent à augmenter la capacité de stockage et réduire les coûts, tout en préservant les principes de décentralisation, grâce à des techniques combinées telles que la fragmentation des données, le stockage sur plusieurs nœuds et les preuves hors chaîne.
2. Modularité d’Ethereum et l’ordinateur mondial
1. Modularité d’Ethereum
Depuis 2021, avec la roadmap centrée sur les Rollups, Ethereum a entamé sa modularité, décomposant les différentes couches d’une blockchain monolithique (*blockchain monolithique) afin que chaque fonction soit prise en charge par un module ou une chaîne distincte, permettant ainsi une meilleure évolutivité. Cette direction a été qualifiée par Vitalik d’« état final » (Endgame).
La blockchain Ethereum se décompose en quatre niveaux clés :
(1) Couche d’exécution (*Execution Layer) : traitement des transactions, exécution des contrats intelligents et calculs.
(2) Couche de règlement (*Settlement Layer) : vérification des résultats d’exécution, résolution des litiges et validation des engagements d’état.
(3) Couche de consensus (*Consensus Layer) : détermination de l’ordre, de la validité des transactions et de la cohérence entre les nœuds.
(4) Couche de disponibilité des données (*Data Availability Layer) : garantie que les données sont accessibles, stockées et vérifiables.
Dans une blockchain monolithique, une seule chaîne gère ces quatre fonctions simultanément, ce qui pose le dilemme « scalabilité-sécurité-décentralisation ». La modularité permet de séparer ces fonctions en plusieurs couches spécialisées, chacune répondant à un besoin spécifique.
Après modularisation, la chaîne principale d’Ethereum devient la L1, sur laquelle s’appuient de nombreuses L2 agissant principalement comme couche d’exécution. Les technologies L2 basées sur OP Stack adoptent également une architecture modulaire pour renforcer leur évolutivité future. Grâce à cette combinaison de modularité et de Rollup, Ethereum deviendra principalement une couche de disponibilité des données (*DA) et de consensus, servant de base sécurisée et dominante, tandis que les autres fonctions seront prises en charge par d’autres chaînes, permettant ainsi une expansion globale de l’écosystème Ethereum.
2. L’ordinateur mondial
L’objectif d’Ethereum est de construire un superordinateur mondial. Actuellement, Ethereum excelle en termes de sécurité, mais cherche encore à surmonter les limites de son évolutivité. Les Rollups représentent une voie cruciale pour y parvenir. Bien que la modularité atténue partiellement le dilemme de la blockchain, devenir un superordinateur implique de relever trois défis majeurs : consensus, calcul et stockage, interdépendants et mutuellement contraignants.
Source : « Towards World Supercomputer »
Selon les priorités accordées à ces trois aspects, différents compromis sont possibles :
Grand livre de consensus fort : nécessite un stockage et un calcul redondants, donc peu adapté à l’extension du stockage et du calcul.
Grande puissance de calcul : nécessite un recours fréquent au consensus pour les calculs et preuves, donc peu adapté au stockage massif.
Grande capacité de stockage : nécessite un usage répété du consensus pour les preuves d’échantillonnage aléatoire, donc peu adapté au calcul intensif.
Actuellement, les solutions L2 traditionnelles font face à un dilemme entre centralisation du séquenceur et efficacité du calcul, sans offrir une forte capacité de stockage. Les auteurs de « Towards World Supercomputer » proposent une architecture fonctionnelle en zones distinctes pour résoudre ce dilemme.
Le superordinateur mondial final serait composé de trois réseaux P2P topologiquement hétérogènes, reliés par des bus de confiance zéro (connecteurs), comme les preuves à connaissance nulle (ZK), assemblant un grand livre de consensus, un réseau de calcul et un réseau de stockage. Des composants supplémentaires peuvent être ajoutés selon les besoins applicatifs. Un choix approprié et une connexion efficace entre ces composants permettraient d’équilibrer le triptyque consensus-calcul-stockage, assurant ainsi décentralisation, hautes performances et sécurité. Dans cette architecture, EthStorage constitue la solution de stockage du superordinateur.
Source : « Towards World Supercomputer »
Dans ce cadre, le processus transactionnel du superordinateur mondial Ethereum se déroulerait en plusieurs étapes :
(1) Consensus : utilisation d’Ethereum pour traiter et valider les transactions.
(2) Calcul : le réseau zkOracle valide rapidement les preuves transmises par le bus zkPoS et exécute les calculs hors chaîne.
(3) Consensus : dans certains cas (automatisation, apprentissage automatique), le réseau de calcul renvoie les données et transactions vers Ethereum ou EthStorage via des preuves.
(4) Stockage : pour stocker de grandes quantités de données depuis Ethereum (*par exemple, métadonnées NFT), zkPoS agit comme messager entre les contrats intelligents d’Ethereum et EthStorage.
Source : « Towards World Supercomputer »
3. EthStorage
1. Présentation
EthStorage est la première solution L2 programmable permettant un stockage dynamique basé sur la disponibilité des données (*Data Availability) d’Ethereum. Elle permet d’étendre le stockage programmable à des centaines de téraoctets, voire des pétaoctets, à un coût divisé par 100 à 1000.
L’équipe a reçu deux subventions de la Fondation Ethereum pour ses recherches sur la disponibilité des données (*Data Availability) et les preuves de jeux de données dynamiques L2 utilisant les contrats L1 d’Ethereum. Elle a également remporté le premier prix au EDCON Super Demo 2023.
2. Caractéristiques techniques
(1) Intégration étroite avec Ethereum
Le client EthStorage est un sur-ensemble du client Ethereum Geth. Cela signifie qu’un nœud EthStorage peut continuer à participer normalement à tous les processus d’Ethereum. Un même nœud peut donc être à la fois validateur Ethereum et nœud de données EthStorage. Chaque module Data Provider d’EthStorage établit des connexions avec d’autres modules similaires, formant ainsi un réseau de stockage décentralisé.
Source : « EthStorage – Le premier L2 de stockage Ethereum »
Les utilisateurs peuvent utiliser leurs portefeuilles existants pour interagir directement avec toutes les applications reposant sur le stockage — NFT, réseaux sociaux décentralisés, jeux décentralisés, etc. — réduisant ainsi au minimum la barrière d’entrée. De plus, la compatibilité EVM offre une excellente interopérabilité aux contrats intelligents. Par exemple, si l’utilisateur A souhaite associer une image à son NFT, avec EthStorage, il suffit d’une seule transaction Ethereum. Avec Arweave, il faudrait une transaction Arweave et deux transactions Ethereum, sans possibilité d’exécution synchronisée.
Source : « EthStorage – Le premier L2 de stockage Ethereum »
(2) Solution décentralisée L2 basée sur la couche DA
EthStorage adopte une architecture similaire à celle d’un L2 : un contrat de stockage est déployé sur Ethereum comme point d’entrée des opérations de données, et les preuves de stockage hors chaîne doivent être validées via ce contrat.
Comparaison avec les L2 actuels :
Un Rollup (L2) stocke hors chaîne l’arbre d’état ; l’engagement (*commitment) sur chaîne est la racine de cet arbre. Après réception de nouvelles données, le Rollup exécute les transactions hors chaîne pour mettre à jour l’état et générer un nouvel arbre.
EthStorage stocke hors chaîne les données elles-mêmes ; l’engagement sur chaîne est la preuve de stockage. Lorsqu’une mise à jour est demandée, EthStorage génère une nouvelle preuve de stockage.
On voit donc que les Rollups comme Optimism ou ZK-Rollup visent à étendre la capacité de calcul d’Ethereum, alors qu’EthStorage vise à étendre sa capacité de stockage.
Par ailleurs, EthStorage est une couche de stockage modulaire : dès lors qu’il existe un EVM et une couche DA pour réduire les coûts, elle peut fonctionner sur n’importe quelle blockchain (*bien que de nombreuses L1 n’aient pas encore de couche DA), voire sur des L2. Par exemple, EthStorage envisage d’utiliser sa technologie pour implémenter des preuves de fraude sur Optimism, où une couche DA correspondante est déjà activée.
(3) Stockage dynamique possible
Contrairement à Filecoin ou Arweave, conçus principalement pour le stockage statique (où les données ne peuvent pas être modifiées ou supprimées, seulement ré-uplodées), EthStorage, grâce à son paradigme de stockage clé-valeur, supporte les opérations CRUD : création, lecture, mise à jour et suppression de données. C’est trivial en stockage centralisé, mais actuellement unique dans le monde décentralisé.
Source : officiel EthStorage
(4) Création d’un protocole d’accès réseau Ethereum
Sur le Web2, naviguer sur Internet, envoyer des e-mails ou télécharger des fichiers repose sur le protocole HTTP, l’un des plus courants. HTTP définit comment les clients et serveurs échangent des ressources, et l’URL indique l’emplacement de ces ressources. Quand vous tapez une URL, le navigateur envoie une requête HTTP, communique avec le serveur et affiche la ressource. HTTP et URL forment ensemble la base du Web. Toutefois, les données Web2 sont hébergées sur des serveurs centralisés : si l’hébergement expire, les données peuvent être supprimées.
Le fondateur d’EthStorage, Zhou Qi, a proposé ERC-4804, un protocole d’accès Web3, approuvé via EIP. ERC-4804, ou « URL Web3 pour l’interprétation des appels EVM », est un URL Web3 au format HTTP (*web3://) permettant d’appeler directement des ressources hébergées sur des contrats intelligents Ethereum, comme des fichiers HTML, CSS ou PDF.
En bref, web3:// (*http://web3url.io) est une version décentralisée de http://. Il ajoute à Ethereum une couche de présentation décentralisée, permettant aux utilisateurs de naviguer directement sur des contenus hébergés sur EVM — pages, images, musiques, etc. — EVM servant de backend décentralisé.
Source : officiel EthStorage
3. Situation actuelle et plans futurs
(1) Applications produits
Grâce à EthStorage, il devient possible de reconstruire des applications Internet avec un stockage décentralisé comme fondement (*beaucoup de Dapps utilisent encore un stockage centralisé). Exemples : NFT dynamiques, NFT musicaux, sites personnels, portefeuilles sans serveur, Dapps, Deweb, etc.
Source : officiel EthStorage
Exemple du Deweb :
Ethereum est un réseau décentralisé, et de nombreuses dapps y ont été créées. Pourtant, ces dapps ne sont pas pleinement décentralisées : beaucoup d’entre elles hébergent encore leur frontend sur des services cloud centralisés. Par exemple, l’indisponibilité du site Uniswap, la suppression de paires ou la suspension du frontend de Tornado.Cash pour blanchiment montrent les limites de l’hébergement centralisé face à la censure. Avec EthStorage, les fichiers et données du site sont hébergés dans des contrats intelligents, maintenus par un réseau décentralisé, rendant ainsi la censure bien plus difficile. Grâce à la programmabilité des contrats, on peut créer des applications innovantes comme De-github, De-blog ou les frontends de toutes sortes de dapps.
Source : officiel EthStorage
EthStorage n’a pas encore annoncé de plan relatif à un jeton, mais sur le testnet, les utilisateurs peuvent interagir avec des jetons tests W3Q.
(2) Feuille de route
Selon la feuille de route publiée à EDCON, EthStorage restera en phase testnet en 2023, en adaptant son développement aux mises à jour d’Ethereum (notamment Dencun). Un lancement sur mainnet est prévu en 2024, avec une intégration complète de Danksharding, des clients CL+EL et un accès via navigateur Web3.
Source : officiel EthStorage
4. Aperçu rapide d’autres projets de stockage
(1) Filecoin : Filecoin est un réseau de stockage décentralisé avec incitations construit au-dessus d’IPFS. IPFS utilise une table de hachage distribuée (*DHT), un protocole pour stocker, localiser et transférer des données (*analogue au protocole HTTP). Filecoin joue le rôle de couche incitative d’IPFS et de marché ouvert du stockage. Il utilise un modèle contractuel pour assurer la persistance des données, combiné à des preuves à connaissance nulle, notamment les preuves d’espace-temps et de duplication. En mars 2023, Filecoin a lancé sa machine virtuelle (*FVM), permettant désormais la programmabilité et les contrats intelligents.
Caractéristiques de Filecoin : chaîne et système d’incitation autonomes ; grand espace de stockage statique à faible coût ; support de FVM après mise à jour.
(2) Arweave : Arweave adopte un modèle « payez une fois, stockez à vie », où le paiement initial couvre le coût du stockage permanent, sans frais supplémentaires pour la récupération. Il utilise des preuves succinctes d’accès aléatoire et une structure native appelée Blockweave, où chaque bloc relie le bloc précédent et un bloc historique (Recall Block). Pour miner un nouveau bloc, un nœud doit synchroniser un Recall-Block et le dernier bloc généré.
Caractéristiques d’Arweave : chaîne et système d’incitation autonomes ; stockage permanent sur chaîne ; interopérabilité limitée avec d’autres chaînes.
(3) BNB Greenfield : Greenfield vise à faciliter la gestion et l’accès aux données décentralisées, en simplifiant le stockage et en liant la propriété des données à l’écosystème DeFi de BNB Smart Chain (*BSC). Le système complet de BNB Greenfield est interopérable avec la blockchain BSC et la communauté BN. Les utilisateurs peuvent interagir avec l’infrastructure Greenfield via des dApps dédiées.
Caractéristiques de BNB Greenfield : dernière pièce du puzzle de l’écosystème « trinitaire » de Binance, forte interopérabilité interne, utilisation fluide du BNB entre chaînes ; modèle de « bucket » inspiré d’Amazon S3 ; stockage hors chaîne, validation sur chaîne.
5. Conclusion
Le stockage est l’un des trois piliers du Web3. Seul un stockage décentralisé véritablement opérationnel permettra de concrétiser la souveraineté des données et des réseaux. Sinon, développer la blockchain au détriment de l’efficacité centralisée perd tout sens. Ce secteur, bien que peu médiatisé, représente une infrastructure fondamentale au potentiel immense.
Actuellement, par rapport à d’autres secteurs, le stockage décentralisé attire moins l’attention, principalement parce que la phase de maturité et la demande ne sont pas encore là. Lorsque les L2 rendront les Dapps rapides et économiques, la masse croissante de données générées orientera naturellement l’intérêt vers le stockage décentralisé.
En tant que projet émergent, EthStorage bénéficie d’un solide écosystème Ethereum, d’une forte interopérabilité et peut s’intégrer à toute L1 ou L2 disposant d’une couche DA. Il propose ainsi une nouvelle orientation stratégique. Les différents projets de stockage décentralisé poursuivent chacun leur spécialisation et continuent d’évoluer. Attendons maintenant que l’engrenage du marché tourne en faveur du stockage.
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