Pourquoi la disponibilité des données est-elle si importante pour les Layer 2 ?
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Pourquoi la disponibilité des données est-elle si importante pour les Layer 2 ?
Qu'est-ce que la disponibilité des données ? Quels problèmes de disponibilité des données les L2 rencontrent-elles ?
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Oncle Jian
Dankrad Feist, chercheur à la Fondation Ethereum, a un jour déclaré dans un tweet qu'une chaîne ne peut être considérée comme une couche 2 (L2) si elle n'utilise pas Ethereum pour garantir la disponibilité des données. Selon cette définition, de nombreuses blockchains devraient être exclues du statut de L2, telles qu'Arbitrum Nova, Polygon ou encore Mantle.
Qu'est-ce que la disponibilité des données ? Quels problèmes rencontrent les L2 en matière de disponibilité des données ? Pourquoi existe-t-il autant de controverses autour des couches de disponibilité des données dans les L2 ? Cet article se concentre sur ces questions afin de lever le voile sur ce concept clé.
Qu'est-ce que la disponibilité des données
En termes simples, la disponibilité des données signifie que le producteur de blocs publie toutes les données transactionnelles du bloc sur le réseau, permettant ainsi aux validateurs de les télécharger.
Si un producteur de blocs publie l'intégralité des données et permet aux validateurs de les télécharger, on dit que les données sont disponibles ; s’il omet certaines données empêchant les validateurs d’accéder au jeu complet, on dit alors que les données ne sont pas disponibles.
Différence entre disponibilité des données et accessibilité des données
On confond souvent disponibilité des données et accessibilité des données, mais ces deux notions sont très différentes.
La disponibilité des données concerne la phase où un bloc est produit mais n’a pas encore été validé par consensus et ajouté à la blockchain. Elle ne concerne donc pas les données historiques, mais bien la capacité des nouvelles données publiées à passer le consensus.
L’accessibilité des données concerne la phase post-consensus, lorsque les données sont déjà inscrites durablement sur la blockchain, c’est-à-dire la capacité à récupérer des données passées. Les nœuds qui stockent toutes les données historiques sur Ethereum sont appelés nœuds d’archive.
Ainsi, le cofondateur de L2BEAT a souligné dans un long fil de tweets que les nœuds complets n’ont aucune obligation de nous fournir les données historiques ; le fait que nous y ayons accès est simplement dû à leur bonne volonté.
Il a également indiqué que le terme « disponibilité des données » (Data Availability) prête à confusion quant à sa fonction réelle, et qu’il serait préférable de l’appeler « publication des données » (Data Publishing). Cette proposition a reçu l’approbation du fondateur de Celestia.
Problèmes de disponibilité des données dans les L2
Bien que le concept de disponibilité des données provienne d’Ethereum, notre attention se porte actuellement principalement sur ce sujet au niveau des L2.
Dans les L2, le séquenceur (Sequencer) joue le rôle de producteur de blocs. Il doit publier suffisamment de données transactionnelles pour permettre aux validateurs de vérifier la validité des transactions.
Cependant, deux problèmes majeurs se posent : assurer la sécurité du mécanisme de validation et réduire le coût de publication des données. Découvrons cela plus en détail.
Problème de la sécurité du mécanisme de validation
Nous savons que les OP Rollup utilisent des preuves de fraude (fraud proofs) pour valider la validité des transactions, tandis que les ZK Rollup utilisent des preuves de validité (validity proofs).
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Pour les OP Rollup : si le séquenceur (Sequencer) ne publie pas l’intégralité des données nécessaires à la reconstruction du bloc, les challengers dans le système de preuve de fraude ne peuvent pas lancer un défi valide ;
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Pour les ZK Rollup : bien que la preuve de validité n’exige pas directement la disponibilité des données, l’ensemble du système ZK Rollup en a toujours besoin. Sans données permettant de reconstruire les blocs, les utilisateurs ne pourraient pas connaître leur solde et risqueraient de perdre leurs actifs.
Pour assurer la sécurité de la validation, les séquenceurs des L2 actuels publient généralement les données d’état et les données transactionnelles de la L2 directement sur Ethereum, une blockchain dotée d’une forte sécurité. Ils s'appuient sur Ethereum pour le règlement et obtiennent ainsi la disponibilité des données.
Par conséquent, la couche de disponibilité des données est en réalité l’endroit où les L2 publient leurs données transactionnelles. Actuellement, les principales L2 utilisent toutes Ethereum comme couche de disponibilité des données.
Problème du coût élevé de publication des données
Actuellement, la plupart des L2 gèrent à la fois la disponibilité des données et le règlement sur Ethereum. Bien que cela assure une grande sécurité, cela entraîne aussi des coûts élevés. Voilà le deuxième défi auquel les L2 sont confrontées : comment réduire le coût de publication des données ?
Les frais totaux payés par les utilisateurs aux L2 comprennent principalement deux parties : les frais de gaz liés à l’exécution des transactions sur la L2, et ceux liés à la soumission des données vers la L1. La première composante est négligeable, tandis que la seconde représente la majorité des coûts. Parmi ces derniers, les données transactionnelles publiées pour garantir la disponibilité représentent la part la plus importante, tandis que les données de preuve de validité des transactions ne constituent qu'une petite fraction.
Ainsi, pour rendre les L2 globalement moins coûteuses, il faut réduire le coût de publication des données. Deux approches principales existent :
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Réduire le coût de publication des données sur la L1, par exemple via la mise à jour EIP-4844 prévue sur Ethereum.
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À l’instar des Rollups qui ont délégué l’exécution des transactions hors de la L1, la disponibilité des données peut également être externalisée hors de la L1 pour réduire les coûts, c’est-à-dire ne plus utiliser Ethereum comme couche de disponibilité des données.
Controverses autour de la couche de disponibilité des données dans les L2
Pour comprendre les controverses entourant la couche de disponibilité des données dans les L2, il faut revenir à la notion de blockchain modulaire. Celle-ci consiste à découpler les différentes fonctions fondamentales d’une blockchain monolithique pour former des modules indépendants, combinés ensuite via des réseaux spécialisés afin d’améliorer les performances globales.
Bien qu’il existe encore des désaccords sur la manière exacte de hiérarchiser ces modules, la classification communément acceptée divise la blockchain modulaire en quatre couches : couche d’exécution (Execution), couche de règlement (Settlement), couche de consensus (Consensus) et couche de disponibilité des données (Data Availability). Leurs fonctions respectives sont illustrées ci-dessous :
La blockchain modulaire ressemble à des briques Lego : en combinant les meilleurs modules, on peut construire un modèle efficace, atténuant ainsi le problème du « triangle impossible » de la blockchain.
Actuellement, les L2 ont seulement séparé la couche d’exécution d’Ethereum, tandis que les trois autres couches restent encore hébergées sur Ethereum. Toutefois, pour des raisons de coût, de nombreuses L2 envisagent désormais de séparer également la couche de disponibilité des données d’Ethereum, n’utilisant celle-ci que comme couche de règlement et de consensus.
Ironiquement, Ethereum semble réticent à voir ses L2 obtenir la disponibilité des données ailleurs. Ainsi, Dankrad Feist, chercheur à la Fondation Ethereum, a affirmé dans un tweet qu’un projet qui n’utilise pas Ethereum pour la disponibilité des données ne peut être qualifié de Rollup, et donc pas non plus de L2.
Par ailleurs, selon la dernière définition de L2BEAT, tout schéma de scaling qui ne publie pas ses données sur la L1 ne peut être considéré comme une L2, car les solutions hors chaîne de disponibilité des données ne garantissent pas que l’opérateur fournira effectivement les données publiées.
Bien entendu, la définition exacte d’une L2 reste encore floue. Les positions fermes de membres de la Fondation Ethereum et de L2BEAT, qui exigent que la disponibilité des données reste sur Ethereum, semblent motivées par des considérations de sécurité. Mais derrière cela, ne cache-t-on pas aussi une crainte de voir le rôle central d’Ethereum ébranlé ?
Le rêve d’Ethereum est de devenir une plateforme de superordinateur. Pour améliorer ses performances, il a dû développer les Rollups, poussant de nombreux projets vers des L2 plus économiques. Tant que la sécurité repose sur Ethereum, son influence reste intacte. Mais si les L2 retirent aussi la couche de disponibilité des données d’Ethereum, cela signifie une diminution de leur dépendance à la sécurité d’Ethereum, les éloignant progressivement de la chaîne principale — menaçant ainsi la position dominante d’Ethereum.
Quoi qu’il en soit, cela n’empêchera pas le développement fulgurant des projets dédiés à la disponibilité des données. Dans un prochain article consacré à ce sujet, l’auteur présentera en détail les principales solutions existantes sur le marché ainsi que les projets associés. À suivre !
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