La course au Saint-Graal de l'EVM parallèle : Monad, MegaETH et Pharos
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La course au Saint-Graal de l'EVM parallèle : Monad, MegaETH et Pharos
La concurrence entre Monad, MegaETH et Pharos n'a fondamentalement pas de leader absolu, laissant aux développeurs le choix d'arbitrer entre priorité aux performances, à la décentralisation ou à la spécialisation.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesPréface
Récemment, trois projets majeurs d'EVM parallèle ont lancé leurs réseaux de test presque simultanément : Monad le 19 février, MegaETH le 21 mars et Pharos le 24 mars. Après la vague narrative des Agents IA, le fil conducteur principal de la technologie Web3 semble revenir à l’EVM parallèle — cette narration phare du début de l'année 2024.
L’EVM (Ethereum Virtual Machine, Machine Virtuelle Ethereum) est le cœur d’Ethereum, chargée d’exécuter les contrats intelligents et de traiter les transactions. L’EVM est un moteur de calcul qui fournit une abstraction pour le calcul et le stockage, mais elle ne possède pas de fonctionnalité d’ordonnancement. Le module d’exécution d’Ethereum extrait les transactions une par une depuis les blocs, et l’EVM les exécute séquentiellement. Bien que cette exécution séquentielle garantisse un ordre déterministe pour les transactions et les contrats intelligents, assurant ainsi la sécurité, elle peut entraîner des congestions et des retards du réseau en cas de forte charge.
L’EVM parallèle, quant à elle, permet l'exécution simultanée de plusieurs opérations, augmentant considérablement le débit du réseau et améliorant ainsi les performances et l’évolutivité de la blockchain dans son ensemble. En réalité, ce que nous appelons « EVM parallèle » désigne des blockchains compatibles EVM hautes performances, intégrant non seulement l’exécution parallèle, mais aussi des améliorations complètes au niveau du consensus, des transactions, du pipeline, du stockage et de l’accélération matérielle. L’objectif est de permettre au réseau blockchain de traiter davantage de transactions en moins de temps, résolvant efficacement les problèmes de congestion et de latence des blockchains traditionnelles.
Cet article explore en profondeur les architectures et contextes respectifs des trois projets — Monad, MegaETH et Pharos — ainsi que les compromis auxquels les développeurs doivent faire face lors de leur choix.
Monad
Monad est une blockchain Layer1 haute performance compatible EVM, développée par Monad Labs. Conçue pour maintenir la décentralisation tout en améliorant l’évolutivité du système, Monad vise à résoudre le problème du faible débit rencontré par les blockchains compatibles EVM existantes.
Monad Labs a été fondée en 2022 par Keone Hon, James Hunsaker et Eunice Giarta. Keone et James sont d’anciens employés de Jump Trading, géant du marché des changes, tandis qu’Eunice n’a pas de parcours antérieur dans le domaine crypto.
En février 2023, Monad Labs a levé 19 millions de dollars lors d’un tour de financement initial, mené par Dragonfly. En avril 2024, elle a levé 225 millions de dollars supplémentaires, dirigé cette fois par Paradigm. La valorisation actuelle de Monad atteint 3 milliards de dollars.
Le principal avantage de Monad réside dans sa capacité à traiter jusqu’à 10 000 transactions par seconde avec un temps de bloc de 1 seconde. Cela est rendu possible grâce à des optimisations dans quatre domaines clés :
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MonadBFT : un mécanisme de consensus haute performance, basé sur une version améliorée de HotStuff. Il permet d’atteindre un accord sur l’ordre des transactions dans des conditions de synchronisation partielle, même en présence d’acteurs byzantins. D’abord, MonadBFT utilise un algorithme BFT à deux phases, offrant une réponse optimiste, avec une surcharge de communication linéaire dans les cas courants et quadratique en cas de timeout. Ensuite, il adopte un schéma de signature hybride : l’intégrité et l’authenticité des messages sont assurées par des signatures ECDSA, tandis que les types de messages agrégables (votes et timeouts) utilisent des signatures BLS, ce qui résout les problèmes d’évolutivité. De plus, les nœuds de Monad ne maintiennent pas un pool de transactions global, mais un pool local. Les transactions sont transférées via les nœuds RPC aux prochains nœuds leaders, réduisant ainsi la consommation de bande passante et la latence. Enfin, la diffusion des messages dans MonadBFT s’appuie sur le protocole RaptorCast, qui transforme les propositions de blocs en blocs de codes d’effacement, transmis à tous les validateurs via un arbre de diffusion à deux niveaux. RaptorCast exploite toute la bande passante montante du réseau pour propager les blocs tout en conservant la tolérance aux pannes byzantines. Ces caractéristiques permettent à MonadBFT d’assurer un consensus blockchain efficace et robuste.
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Exécution asynchrone : elle permet à Monad d’augmenter fortement le débit d’exécution en dissociant consensus et exécution. Cette séparation permet d’augmenter considérablement le budget d’exécution, car celle-ci passe d’une phase occupant une petite fraction du temps de bloc à une phase occupant tout le temps de bloc. Premièrement, les propositions de blocs de Monad n’incluent pas de racine d’état ; pour prévenir les bifurcations, elles incluent plutôt la racine d’état issue de trois blocs précédents, permettant aux nœuds de détecter tout écart. Ensuite, les nœuds leaders construisent les blocs avec une vision retardée de l’état. Pour se prémunir contre les attaques DDoS, les nœuds vérifient que le solde du compte concerné suffit à couvrir le débit maximal lié à la transaction en cours. Enfin, après réception d’un bloc proposé, bien que celui-ci ne soit pas encore finalisé, les nœuds peuvent commencer à l’exécuter localement, sans garantie qu’il sera validé ou finalisé. Ces éléments permettent à Monad d’atteindre des gains significatifs en vitesse, rendant possible l’évolutivité d’une blockchain monofragment vers des millions d’utilisateurs.
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Exécution parallèle : Monad utilise une méthode d’exécution optimiste, démarrant l’exécution des transactions suivantes avant que les précédentes soient terminées, puis fusionnant les états mis à jour dans l’ordre. Cela peut occasionnellement produire des résultats incorrects. Pour y remédier, Monad suit les entrées utilisées pendant l’exécution et les compare aux sorties des transactions antérieures. En cas d’incohérence, la transaction doit être réexécutée avec les bonnes données. De plus, un analyseur statique de code prédit les dépendances entre transactions afin d’éviter une exécution parallèle invalide. Dans le meilleur des cas, de nombreuses dépendances peuvent être anticipées ; dans le pire, le système revient à un mode d’exécution simple. Cette technique améliore à la fois l’efficacité et le débit du réseau, tout en réduisant les échecs dus à l’exécution parallèle.
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MonadDB : composant central de Monad, conçu pour offrir des performances élevées tout en restant entièrement compatible avec Ethereum. MonadDB est une base de données clé-valeur personnalisée destinée au stockage de données blockchain validées. D’abord, elle implémente nativement la structure de données Merkle Patricia Trie sur disque et en mémoire, et dispose de son propre système d’indexation, éliminant ainsi toute dépendance au système de fichiers, ce qui permet un stockage efficace des nœuds Merkle Patricia Trie. Ensuite, elle utilise des E/S asynchrones, tirant parti du support moderne des noyaux pour les E/S asynchrones, évitant ainsi la création excessive de threads pour gérer les requêtes d’E/S en attente. Enfin, elle intègre des techniques comme le contrôle de concurrence, l’écriture séquentielle et la compression des données pour optimiser davantage ses performances. Grâce à ces caractéristiques, MonadDB réduit le temps d’accès aux données, accélère le traitement des transactions et améliore globalement les performances du réseau blockchain.
MegaETH
MegaETH est actuellement la blockchain Layer2 la plus rapide, développée par MegaLabs. Ce projet se distingue par sa focalisation sur les performances en temps réel, offrant une latence ultra-faible et une évolutivité adaptées aux applications nécessitant une réponse immédiate.
Fondée au début de 2023, MegaLabs est dirigée par Li Yilong (CEO), titulaire d’un doctorat en informatique de Stanford, ancien de Runtime Verification Inc. ; Yang Lei (CTO), docteur du MIT ; Kong Shuyao (CBO), ancienne responsable du développement commercial mondial chez Consensys ; et Namik Muduroglu (responsable croissance), ayant travaillé chez Consensys et Hypersphere.
En juin 2024, MegaLabs a levé 20 millions de dollars lors d’un tour de financement initial, mené par Dragonfly. En décembre 2024, elle a réalisé en seulement 3 minutes une levée de fonds communautaire de 10 millions de dollars sur la plateforme Echo. La valorisation actuelle de MegaETH dépasse 200 millions de dollars.
MegaETH affiche un TPS de 100 000 et un temps de bloc d’environ 10 ms, garantissant un temps de réponse en millisecondes même sous forte charge. Ces performances reposent sur trois innovations clés :
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Spécialisation des nœuds : les différents rôles des nœuds impliquent des configurations matérielles distinctes. Trois rôles coexistent dans MegaETH : le séquenceur (Sequencer), centralisé et unique, gère le tri et l’exécution des transactions, supprimant ainsi les coûts de consensus. Il publie les blocs générés, les données de témoignage (witness) et les différences d’état sur EigenDA (couche de disponibilité des données) pour assurer leur accessibilité. Les provers récupèrent les blocs et les données de témoignage auprès du séquenceur et effectuent une vérification sans état via du matériel spécialisé, pouvant valider les blocs de manière asynchrone et désordonnée sans stocker l’état complet de la blockchain. Les nœuds complets reçoivent les différences d’état du séquenceur pour mettre à jour leur état local, tout en pouvant valider la validité des blocs via le réseau de preuves, assurant ainsi cohérence et sécurité.
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Optimisation ciblée : MegaETH adopte une approche thérapeutique face aux limites des blockchains EVM classiques. Pour réduire la latence d’accès à l’état, elle conçoit un nouveau Trie d’état extrêmement efficace en mémoire et en E/S, capable de s’étendre à plusieurs téraoctets sans coût I/O supplémentaire. Face à l’exécution sérielle, le séquenceur peut appliquer n’importe quelle stratégie d’exécution parallèle. Contre l’inefficacité des interpréteurs, MegaETH utilise un compilateur JIT éliminant les surcoûts d’interprétation, offrant aux DApps intensives en calcul des performances proches de l’exécution native. Pour limiter la bande passante nécessaire à la synchronisation d’état, MegaETH met en œuvre une méthode efficace de codage et de transmission des différences d’état, permettant de synchroniser de nombreuses mises à jour même avec une bande passante limitée. Grâce à des techniques de compression avancées, elle synchronise même les mises à jour complexes liées aux transactions.
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Mini Blocks : MegaETH effectue une pré-confirmation toutes les 10 millisecondes, appelée Mini Block. Les en-têtes des blocs EVM standards occupent beaucoup d’espace (plus de 500 octets) et le calcul des trois racines Merkle est coûteux, imposant un fardeau élevé aux clients légers. Les Mini Blocks sont générés en parallèle des blocs EVM standards, offrant les mêmes garanties d’inclusion, mais avec un intervalle de propagation nettement réduit. Les clients légers utilisent une API en temps réel propre à MegaETH pour accéder aux transactions déjà présentes dans les Mini Blocks mais pas encore incluses dans les blocs EVM.
Pharos
Pharos vise à être une blockchain Layer1 haute performance compatible EVM, conçue pour devenir la meilleure plateforme pour les écosystèmes RWA (Actifs Réels Tokenisés) et les paiements. Elle affiche des performances exceptionnelles : 50 000 transactions par seconde et une capacité de traitement de gaz de 2 gigagas par seconde (2 milliards d’unités de gaz).
Fondée en 2024, l’équipe de Pharos comprend Alex Zhang (CEO), ancien CTO d’AntChain puis CEO de ZAN, la marque Web3 d’AntChain ; Wishlonger (CTO), ancien CSO d’AntChain ; Laura (CMO), ancienne chargée du marketing chez Solana Labs, ayant mené au succès la vente complète du téléphone Saga ; Sally (COO), venue d’OKX ; Matthew (CCO), ayant dirigé le développement écosystème et commercial chez Stellar et Ripple.
En novembre 2024, Pharos a levé 8 millions de dollars lors d’un tour de financement initial, mené par Lightspeed Faction et Hack VC.
Pharos introduit un cadre appelé « degré de parallélisation (DP) », divisant la capacité de parallélisation des blockchains en six niveaux (DP0 à DP5). Ethereum correspond à DP0, totalement non parallélisé. Des niveaux DP1 à DP5, on trouve successivement : amélioration du consensus, exécution parallèle des transactions, pipeline, merklisation parallèle, accès accéléré à l’état, et enfin calcul hétérogène parallèle.
Pharos adopte une architecture DP5, parallèle complète en pile complète, avec des améliorations intégrales du consensus, des transactions, du pipeline, du stockage et de l’accélération matérielle :
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Protocole de consensus extensible : un protocole BFT haute performance, à haut débit et faible latence, exploitant pleinement les ressources du réseau ;
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Exécution parallèle double machine virtuelle : une couche d’exécution parallèle combinant EVM et WASM, utilisant des technologies de compilation avancées ;
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Pipeline asynchrone sur tout le cycle de vie : traitement parallèle et asynchrone à chaque étape du cycle de vie des transactions et entre les blocs ;
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Stockage haute performance avec structures de données certifiées (ADS) : offre un débit exceptionnel, des E/S à faible latence et un stockage d’état économique, sécurisé et extensible à plusieurs milliards de comptes ;
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Réseau de traitement spécialisé modulaire (SPN) : permet une intégration transparente de nouveaux logiciels, matériels et systèmes géographiquement distribués, soutenant divers cas d’usage et technologies émergentes.
Conclusion
Grâce à une longue période d’éducation des utilisateurs par Ethereum, l’EVM bénéficie dans l’univers Web3 du plus grand nombre de développeurs et du plus vaste écosystème de DApps, devenant presque l’équivalent du Javascript dans le monde Web2. Toutefois, les problèmes de mise à l’échelle d’Ethereum freinent sérieusement le développement futur de l’EVM, faisant de l’EVM parallèle l’une des directions technologiques les plus importantes.
Monad parvient à un équilibre entre évolutivité et décentralisation grâce à son modèle d’exécution parallèle, offrant aux développeurs un débit de 10 000 TPS sans sacrifier la compatibilité EVM. Son consensus indépendant lui confère autonomie, mais au prix de la sécurité partagée d’Ethereum, ce qui pourrait freiner les développeurs privilégiant la confiance et la sécurité collective.
MegaETH se distingue clairement par ses performances en latence et débit (TPS), avec 10 ms de latence et 100 000 TPS, idéal pour les applications nécessitant une réponse quasi instantanée comme GameFi, SocialFi ou le trading à haute fréquence. Toutefois, la conception centralisée de son séquenceur soulève des questions sur la décentralisation.
Pharos affiche des capacités impressionnantes avec 50 000 TPS et 2 gGas/s, rivalisant avec d’autres blockchains EVM hautes performances comme Monad ou MegaETH. Forte de son « ADN Ant Group », Pharos cible spécifiquement les clients institutionnels et les exigences réglementaires du RWA-Fi, répondant ainsi aux besoins futurs d’une infrastructure blockchain à la fois conforme et efficace.
D’après les données publiques, les performances de MegaETH et Pharos surpassent largement celles de Monad. Cependant, considérant que Monad a bénéficié du financement le plus important, disposant donc de ressources de développement abondantes, aucune solution ne domine absolument. Le choix entre Monad, MegaETH et Pharos revient essentiellement à un compromis entre priorités : performance, décentralisation ou spécialisation.
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