2024 : Découvrez « Cancún » : la prochaine mise à niveau d'Ethereum, réduction des coûts et amélioration de l'efficacité, avantageuse pour les Layer 2
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2024 : Découvrez « Cancún » : la prochaine mise à niveau d'Ethereum, réduction des coûts et amélioration de l'efficacité, avantageuse pour les Layer 2
Cette mise à niveau est essentielle pour permettre un nouveau gain d'échelle d'Ethereum, augmentant ainsi le nombre de transactions que le réseau peut traiter par seconde.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Bu Lu
L'actuelle mise à niveau « Cancun » d'Ethereum connaît de nouveaux progrès : le 8 décembre 2023, lors de la 176e réunion de la Fondation Ethereum, les développeurs ont unanimement convenu que, si tout se déroule comme prévu, la date de bifurcation du réseau test Goerli serait fixée au début de l'année 2024, avec pour objectif d'activer le réseau test Dencun sur Goerli en janvier 2024.
Concernant la date exacte d’achèvement de la mise à niveau « Cancun » d’Ethereum, selon les prévisions des professionnels du secteur basées sur l’état actuel du développement du protocole et de l’avancement des tests, celle-ci devrait être officiellement réalisée entre mars et avril 2024.
L’importance de la mise à niveau « Cancun » d’Ethereum est comparable à celle de la mise à niveau Shapella — car cette mise à niveau constitue une étape clé vers l’extensibilité d’Ethereum, permettant d’augmenter significativement le nombre de transactions traitées par seconde par le réseau Ethereum, et ouvrant une nouvelle ère dans le stockage et la récupération des données sur Ethereum.
Pour les utilisateurs de blockchain détenant des actifs numériques, la mise à niveau « Cancun » d’Ethereum entraînera un changement direct et notable : les frais de gaz (Gas fees) associés aux transactions d’actifs numériques sur les réseaux Layer2 d’Ethereum seront considérablement réduits, pouvant atteindre jusqu’à 14 fois moins qu’auparavant.
imToken prend déjà en charge tous les réseaux Layer2 d’Ethereum ainsi que toutes les chaînes compatibles EVM. Une fois la mise à niveau « Cancun » terminée, les utilisateurs détenant des actifs numériques pourront utiliser imToken pour effectuer des transactions sur les réseaux Layer2 d’Ethereum avec un meilleur rapport qualité-prix et des frais de gaz nettement inférieurs. En outre, imToken supporte OP et Polygon ; en utilisant directement la fonctionnalité Swap d’imToken, les utilisateurs peuvent également bénéficier de frais de transaction réduits.
Pour les développeurs blockchain, il est important de noter que : une fois la mise à niveau « Cancun » d’Ethereum effectivement implémentée en 2024, le réseau test Goerli ne sera plus utilisé. Il est donc recommandé aux développeurs de migrer rapidement vers le réseau test Sepolia.
imToken prend désormais entièrement en charge le réseau test Sepolia, et permet via l’entrée « faucet » de demander des jetons de test sur ce réseau.
Comprendre la mise à niveau « Cancun »
Cancun est une célèbre ville touristique du Mexique, qui a également accueilli la conférence Devcon 3. Conformément à la tradition d’Ethereum de nommer ses mises à jour d’après des lieux géographiques, celles-ci concernent généralement la couche d’exécution d’Ethereum.
Cette mise à niveau « Cancun » inclut simultanément une mise à jour de la couche de consensus sous le nom de code Deneb. Ainsi, le nom complet officiel de cette mise à jour combinant exécution et consensus a été défini comme étant la « mise à niveau Dencun », contraction de Cancun et Deneb.
Voici ci-dessous les propositions d'amélioration (appelées EIP) clés de la mise à niveau « Cancun », qu’il convient de suivre attentivement. Examinons-les ensemble.
01 Le protagoniste de la mise à niveau « Cancun » : EIP-4844, le prototype du sharding d’Ethereum
▶ Objectif d’amélioration : Résoudre les problèmes d’évolutivité (scalabilité) d’Ethereum, aider à réduire les coûts des solutions Rollups de la couche 2 (Layer2), et améliorer leur vitesse.
▶ Contexte de l’amélioration : Les frais sur le réseau principal d’Ethereum (couche 1 ou Layer1) restent élevés, nécessitant des améliorations urgentes afin de réduire les coûts opérationnels globaux.
Actuellement, les solutions d’extension sur Ethereum reposent principalement sur les Rollups de la couche 2 (Layer2).
Dans la pratique, ces solutions Rollups permettent aux utilisateurs d’économiser beaucoup sur les frais opérationnels (appelés ici Gas Fee). Par exemple, le projet représentatif Optimism affiche des frais moyens de seulement 0,001 gwei, bien inférieurs aux coûts habituels sur la couche 1 d’Ethereum. Les solutions ZK Rollups offrent une meilleure compression des données, n’ont pas besoin d’inclure les signatures, et sont encore moins chères, pouvant descendre jusqu’à 1 % des frais pratiqués sur la couche 1 d’Ethereum.
Toutefois, même après utilisation des solutions Rollups, les frais de gaz restent encore élevés pour un large public. De plus, l’efficacité d’Ethereum pour traiter plusieurs transactions en parallèle reste faible, limitée à quelques dizaines de transactions par seconde. De nouvelles améliorations sont donc nécessaires pour renforcer l’évolutivité.
Le sharding (fractionnement) est une puissante solution technique à ces problèmes, mais il n’est pas encore implémentable sur Ethereum aujourd’hui. L’apparition opportune de la proposition EIP-4844 propose un compromis adapté à l’état actuel d’Ethereum, posant les bases techniques préliminaires pour la future mise en œuvre complète du sharding.
Ainsi, EIP-4844 était auparavant appelée « Proto-danksharding », c’est-à-dire « prototype de sharding ». Le mot « dank » fait référence au chercheur Ethereum Dankrad Feist, qui avait déclaré : « EIP-4844 deviendra un accélérateur pour les Rollups. »
Actuellement, afin de mieux illustrer les aspects techniques de l’amélioration apportée par EIP-4844, le titre de cette proposition a été uniformisé sous l’intitulé « Shard Blob Transactions », autrement dit « transactions de type Blob fragmenté ».
▶ Contenu de l’amélioration (améliorations techniques achevées) :
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Introduction des transactions Blob : Blob est l’abréviation de Binary Large Object. Les transactions Blob constituent un nouveau type de transaction, destiné à être utilisé dans les futurs fragments (shards).
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Mise en œuvre de toute la logique nécessaire à la couche d’exécution pour le sharding complet futur.
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Mise en œuvre de toute la logique de validation croisée requise entre les couches d’exécution et de consensus pour le sharding complet futur.
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Séparation hiérarchique entre la validation des blocs du beacon (données de la couche 2 d’Ethereum) et l’échantillonnage de disponibilité des données Blob.
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Intégration dans le beacon block de la majorité de la logique nécessaire au sharding complet futur.
△ Schéma conceptuel du sharding complet (par Vitalik Buterin)
Source de l'image : foresightnews
▶ Points importants à noter : Les Blobs ont été conçus initialement pour transporter les données de la couche 2 d’Ethereum. Ces vecteurs de données sont stockés par les nœuds de la couche de consensus d’Ethereum, mais ne peuvent pas être lus par la machine virtuelle Ethereum (EVM) de la couche d’exécution. C’est précisément cette séparation des données qui permet de réduire les coûts des solutions Rollups sur la couche 2 d’Ethereum.
En outre, les données Blob seront supprimées après 18 jours.
Afin de limiter la pression exercée sur le réseau principal, EIP-4844 impose une limite supérieure à l’espace de stockage ajouté par chaque bloc du beacon, limité à environ 0,5 Mo (soit environ 4 Blobs), bien que cette limite devrait augmenter à l’avenir.
△ Données mises à jour au 11/12/2023
△ Source des données : I2fees.info, statistiques du 08/12/2023
02 Récapitulatif des propositions d’amélioration confirmées pour la mise à niveau « Cancun » :
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EIP-4844
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EIP-1153
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EIP-6780
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EIP-4788
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EIP-5656
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EIP-7516
Outre la proposition EIP-4844 très médiatisée mentionnée ci-dessus, au 8 décembre 2023, les autres propositions d’amélioration confirmées pour la mise à niveau « Cancun » sont :
▶ EIP-1153 « Transient Storage Opcodes » : Ajout d’opcodes pour un stockage temporaire. Ce stockage temporaire est une solution spécifiquement conçue pour les communications internes aux blocs.
Ce stockage temporaire ne modifie pas la sémantique des opérations existantes. Les données y sont effacées après chaque transaction, sans accès au disque dur, ni besoin de libérer manuellement les emplacements de stockage, et les clients n’ont pas besoin de charger les données initiales.
Par conséquent, l’utilisation de ce stockage temporaire présente l’avantage de réduire les frais de gaz, et dans la conception future du stockage de données d’Ethereum, il n’y aura pas besoin de prévoir de remboursements liés à son usage. Toutefois, EIP-1153 n’est pas adapté à la gestion des données temporaires dans les contrats intelligents existants.
▶ EIP-6780 « SELFDESTRUCT only in same transaction » : Modification de la fonction de l’opcode SELFDESTRUCT, en préparation de l’adoption future de l’architecture Verkle Tree (ou « arbre Verkle ») sur Ethereum.
Actuellement, Ethereum utilise l’architecture Merkle Tree (ou « arbre de Merkle »), où l’opcode SELFDESTRUCT peut modifier massivement l’état des comptes, par exemple en supprimant du code ou des données stockées. Cependant, avec l’architecture Verkle Tree, il deviendra impossible de modifier ou supprimer facilement les comptes, car chaque compte sera stocké sous une clé distincte, non liée au compte racine.
Ainsi, EIP-6780 propose de modifier la fonction de l’opcode SELFDESTRUCT. Selon cette proposition, l’opcode modifié ne pourra plus modifier ou supprimer de comptes, sauf dans le cas où il est appelé au sein de la même transaction ayant créé le contrat intelligent. Son seul usage sera alors de transférer des ETH au demandeur.
△ État d'avancement de l'implémentation des propositions d'amélioration relatives à la mise à niveau Cancun sur les clients (au 08/12/2023)
Source de l'image : github@Cancun Network Upgrade Specification
▶ EIP-4788 « Beacon block root in the EVM » : Rendre accessible dans la machine virtuelle Ethereum (EVM) la racine du bloc du beacon chain. La racine du bloc du beacon est un accumulateur cryptographique (Accumulator) utilisé pour prouver un état de consensus quelconque.
La mise à disposition de cette racine dans l’EVM permettra un accès à la couche de consensus d’Ethereum avec un niveau minimal de confiance requis. Il s’agit également d’une amélioration favorable au développement d’applications, notamment pour les pools de staking et les ponts de contrats intelligents, en renforçant leurs hypothèses de confiance (Trust Assumptions).
▶ EIP-5656 « MCOPY - Memory copying instruction » : Introduction d'une instruction efficace dans l'EVM pour copier des zones de mémoire. La copie mémoire est une opération fondamentale, particulièrement utile pour les tâches intensives en calcul, bien qu’elle engendrera des frais d’opération lors de son implémentation sur l’EVM.
L’instruction introduite par EIP-5656 est totalement nouvelle. Les contrats intelligents déjà publiés devront faire attention à la compatibilité et pourraient nécessiter des ajustements.
▶ EIP-7516 « BLOBBASEFEE opcode » : Introduit l’opcode BLOBBASEFEE. Cet opcode est similaire à l’opcode BASEFEE défini par EIP-3198, mais BLOBBASEFEE retourne spécifiquement les frais de base des Blobs conformément au protocole EIP-4844 mis en œuvre dans la mise à niveau Cancun.
Au moment où le calendrier de la mise à niveau « Cancun » a été annoncé (vers avril-mai 2023), deux autres propositions de la couche d’exécution, EIP-2537 (précompilation des opérations sur courbe BLS12-381) et EIP-5920 (introduction d’un nouvel opcode PAY), étaient largement discutées comme possiblement intégrées à la mise à niveau. Toutefois, au 8 décembre 2023, elles n’apparaissent toujours pas au programme.
△ Avancement des tests d'intégration clients, Devnet-12 activé (au 08/12/2023)
Source de l'image : github@Cancun Network Upgrade Specification
03 Propositions d’amélioration confirmées pour la mise à niveau de la couche de consensus « Deneb » d’Ethereum, synchronisée avec la mise à niveau « Cancun » :
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EIP-7400
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EIP-7045
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EIP-7514
▶ EIP-7400 « Perpetually Valid Signed Voluntary Exits » : Mise en œuvre de sorties volontaires signées perpétuellement valides. Ce protocole technique vise à verrouiller le domaine de signature des validateurs sur la couche de consensus Capella, afin d’en assurer la validité permanente après la mise à niveau « Cancun », réduisant ainsi la complexité des opérations de staking sur Ethereum.
▶ EIP-7045 « Increase max attestation inclusion slot » : Augmente le nombre maximal de slots d'inclusion des attestations. Ce protocole technique est crucial pour l’analyse de sécurité actuelle LMD-GHOST et les règles de confirmation. Actuellement, les validateurs disposent de 32 slots pour transmettre leurs attestations. Après l’implémentation d’EIP-7045, ils pourront en utiliser jusqu’à 64.
▶ EIP-7514 « Add Max Epoch Churn Limit » : Ajoute une limite maximale au taux de rotation (churn) par époque. Cette amélioration vise à atténuer les effets négatifs externes liés à la croissance du volume total d’ETH mis en jeu. EIP-7514 est une solution transitoire, et d’autres solutions spécifiques à ce problème seront développées ultérieurement.
Avec la croissance du volume total d’ETH en staking, un nombre illimité de validateurs pourrait générer davantage de bruit et augmenter la pression sur les données de la couche de consensus d’Ethereum. La proposition EIP-7514 recommande de fixer la limite Max Churn à 8, réduisant ainsi le nombre de validateurs actifs ajoutés à l’ensemble et limitant sa croissance exponentielle.
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