Ethereum vers les 10 000 TPS ? Comment la technologie ZK résout le « triangle impossible »
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Ethereum vers les 10 000 TPS ? Comment la technologie ZK résout le « triangle impossible »
Un Raspberry Pi de 7 dollars peut également vérifier les preuves ZK, et le zkEVM pourrait multiplier par cent le TPS du réseau principal d'Ethereum au cours des 6 prochaines années.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Andrew Fenton
Traduction : imToken
Note de l'éditeur : Ethereum s'oriente vers une nouvelle ère de montée en charge atteignant 10 000 TPS, et la technologie des preuves à connaissance nulle (ZK) devient un moteur clé. Cet article est le premier volet de notre série « Feuille de route d'Ethereum vers les 10 000 TPS », qui décortique de manière accessible la technologie ZK, la feuille de route du zkEVM et le plan de montée en charge de la couche L1 d'Ethereum. Le prochain article approfondira les défis liés à l'implémentation concrète des ZK, l'évolution de l'écosystème L2 et leurs impacts futurs sur la structure économique d'Ethereum.
Le 30 juillet 2025, Ethereum a célébré le dixième anniversaire de son bloc genesis. Après dix ans d'exploration, sa feuille de route de montée en charge explore désormais de nouvelles directions et aspirations.
Bien sûr, la récente hausse du prix de l'ETH a redonné confiance à la communauté, mais ce qui suscite véritablement l'enthousiasme, c'est qu'après des années d'exploration autour de la montée en charge L2, Ethereum dispose enfin d'une trajectoire crédible pour étendre massivement sa capacité au niveau L1 tout en préservant un haut degré de décentralisation.
En résumé, à partir de maintenant, le plafond de gaz d'Ethereum et son nombre de transactions par seconde (TPS) devraient doubler chaque année. Les validateurs (Validators) ne réexécuteront plus chaque transaction individuellement (note de l'éditeur : ils n'auront plus besoin de recalculer entièrement l'évolution de l'état induite par chaque transaction), mais vérifieront uniquement une preuve à connaissance nulle (ZK-proof), attestant que le lot de transactions a été correctement exécuté, permettant ainsi au réseau sous-jacent d'atteindre des dizaines de milliers de TPS.
Parallèlement, la couche L2 connaîtra également une extension massive, pouvant atteindre des centaines de milliers, voire des millions de TPS. Une nouvelle forme de L2 appelée « Rollup natif » (Native Rollup) fonctionnera comme des shards programmables, offrant une sécurité équivalente à celle de la couche L1.
Bien que ces propositions n'aient pas encore été officiellement approuvées par le processus de gouvernance d'Ethereum, elles reposent sur des idées explorées dès 2017 par Vitalik Buterin et sont soutenues par Justin Drake, chercheur principal de la Fondation Ethereum.
Lors de la conférence EthCC en juillet, Drake a déclaré : « Nous sommes à un tournant critique pour la montée en charge d'Ethereum. Je suis convaincu que nous sommes sur le point d'entrer dans l'ère du GigaGas au niveau L1 — environ 10 000 TPS — et la clé de cette ère réside dans le zkEVM et la génération de preuves en temps réel ».
L'objectif ultime de Drake est d'atteindre 10 millions de TPS dans l'écosystème Ethereum d'ici dix ans. Toutefois, cela signifie qu'aucune blockchain unique ne pourra supporter seul un tel débit. L'avenir sera nécessairement une architecture de « réseau de réseaux » : différents L2 assumant divers scénarios, compromis et avantages, ensemble capables d'étendre l'écosystème pour répondre aux besoins mondiaux.
Pourquoi Ethereum L1 n'a-t-il jamais pu s'étendre massivement auparavant ?
Bien que d'autres blockchains aient déjà tenté d'accroître leur débit grâce à du matériel informatique plus puissant, Ethereum a toujours eu une approche quasi idéologique — certains diraient « utopique » — envers la décentralisation.
D'un point de vue « maximaliste ETH », des chaînes comme Solana, qualifiées de « chaînes de centres de données », présentent des points de centralisation à risque valant plusieurs millions de dollars, que les gouvernements peuvent directement cibler pour exercer une censure sur les transactions. Même des chaînes comme Sui, dont les exigences matérielles sont moindres, restent coûteuses et demandent une bande passante dissuasante, nuisant ainsi à leur décentralisation.
En comparaison, Ethereum peut même fonctionner sur un Raspberry Pi. Ce faible seuil d'entrée permet à plus de 15 000 à 16 000 nœuds publics et à des millions de validateurs de participer au réseau, rendant presque impossible la censure des transactions Ethereum et dotant l'ensemble du réseau d'une très forte résilience face aux attaques.
Bien entendu, cela a un coût : une vitesse extrêmement lente — actuellement environ 18 à 20 transactions par seconde (TPS), contre environ 1 500 TPS pour Solana.
Dans une certaine mesure, l'architecture blockchain est naturellement inefficace, un peu comme un tableau Google : chaque fois que vous modifiez une cellule, tous les ordinateurs du monde possédant une copie doivent recalculer l'intégralité du tableau avant de pouvoir autoriser la mise à jour.
Uma Roy, cofondatrice de la société spécialisée en technologie ZK Succinct Labs, explique : « La conception d'Ethereum vise à permettre à n'importe qui de suivre le réseau et de réexécuter toutes les transactions ». Cela signifie aussi que le volume de transactions ne peut pas être augmenté indéfiniment, car chaque transaction doit être recalculée par quelqu'un.
C’est précisément parce que l’extension du réseau principal reste limitée sous condition de préserver la décentralisation qu’Ethereum a dû emprunter en 2020 la voie controversée de la montée en charge en couches L2.
Comment les ZK brisent-ils le triangle impossible de la blockchain ?
Vitalik Buterin, fondateur d'Ethereum, a introduit le concept du « triangle impossible de la blockchain », illustrant la difficulté pour une blockchain publique de concilier sécurité, évolutivité et décentralisation.
Presque toutes les solutions de montée en charge ne parviennent à satisfaire que deux de ces trois critères, sacrifiant inévitablement le troisième.
Jusqu'à maintenant.
La preuve à connaissance nulle (ZK-Proof), qualifiée par Drake de « mathématiques lunaires (moon math) », est une technologie capable de prouver mathématiquement qu’un grand nombre de transactions complexes ont été correctement exécutées, sans divulguer les détails des transactions.
La génération d'une preuve ZK est extrêmement complexe, mais la vérification de sa validité est rapide et peu gourmande en ressources.
Ainsi, la vision future d'Ethereum consiste à remplacer le recalcul systématique de toutes les transactions par des nœuds aux performances limitées (comme des Raspberry Pi) par une simple vérification d'une minuscule preuve ZK.
Uma Roy, cofondatrice de Succinct Labs, poursuit : « Plutôt que de faire réexécuter toutes les transactions à chacun, on leur fournit simplement une preuve confirmant que ces opérations ont eu lieu. N'importe qui peut alors vérifier cette preuve sans avoir à refaire les calculs ».
Drake va même jusqu’à plaisanter : à l’avenir, la puissance de calcul requise pour vérifier une preuve ZK sera si faible qu’un Raspberry Pi Pico à 7 dollars (dont la performance est inférieure à un dixième d’un Raspberry Pi standard) suffira amplement — aucun centre de données géant n’est nécessaire.
zkEVM : la feuille de route vers 10 000 TPS
Récemment, Sophia Gold, de la Fondation Ethereum, a publié un billet de blog qui a suscité beaucoup de discussions dans la communauté : dans l'année à venir, le réseau principal L1 pourrait intégrer une machine virtuelle Ethereum (EVM) pilotée par des preuves à connaissance nulle (zkEVM).
Il convient de noter que la plupart des avancées pratiques en matière de technologie ZK ont commencé au niveau L2. Par exemple, Linea, une blockchain publique ZK Rollup développée par Consensys, la société fondée par Joe Lubin, cofondateur d'Ethereum, est 100 % compatible avec l'EVM — toute application fonctionnant sur Ethereum peut s'exécuter sans problème sur Linea.
Linea se considère même comme une extension d'Ethereum et a récemment annoncé la destruction de 20 % des frais de transaction en ETH, afin de renforcer la valeur récupérée par la couche L1.
Declan Fox, responsable de Linea, explique que la technologie ZK apporte une réponse au triangle impossible : « La magie des ZK réside dans le fait que nous pouvons fortement augmenter le plafond de gaz de la L1, sans que l'augmentation des calculs n'alourdisse la complexité de la vérification ».
Il ajoute que, grâce à la baisse continue du délai et du coût de génération des preuves ZK, nous pouvons traiter un débit plus élevé tout en maintenant des exigences matérielles très faibles pour la vérification — au point qu'une simple montre connectée pourrait suffire.
Toutefois, la communauté ne doit pas être trop optimiste : même si le zkEVM est intégré à la L1 dans l'année à venir, il ne permettra pas d'atteindre immédiatement 10 000 TPS dès le premier jour.
Avancer pas à pas, puis basculer en un instant
Actuellement, Ethereum dispose de cinq principaux clients logiciels permettant d'exécuter le réseau, ce qui signifie que même si un client rencontre un problème, le réseau ne s'arrête pas complètement, contrairement à Solana.
Dans les mises à jour futures, Ethereum prévoit de publier deux ou trois versions modifiées de clients supportant la vérification ZK, permettant aux validateurs de choisir de valider via l'inspection de preuves à connaissance nulle (ZK-proofs), sans avoir à réexécuter chaque transaction.
Au départ, seuls quelques validateurs passeront progressivement à ce nouveau mode de vérification, afin d'identifier et corriger précocement d'éventuels problèmes.
Ladislaus, membre de l'équipe de coordination protocolaire de la Fondation Ethereum, affirme : « Le passage à une EVM "snarkifiée" sera un processus progressif » — le terme « snarkifié » faisant référence à l'utilisation de preuves à connaissance nulle de type SNARK.
Les utilisateurs percevront progressivement une augmentation du plafond de gaz de la L1, traduisant une capacité accrue d'activité économique. Bien que la transition vers la vérification ZK prenne du temps, l'extension du plafond de gaz est désormais quasi inévitable.
La semaine dernière, le plafond de gaz de la L1 a été augmenté de 22 %, atteignant 45 millions. Le chercheur Dankrad Feist a proposé une EIP suggérant que les clients augmentent automatiquement le plafond de gaz trois fois par an. Selon ce plan, le réseau principal d'Ethereum atteindrait environ 2 000 TPS dans quatre ans.
Justin Drake va encore plus loin en proposant d'étendre ce rythme sur deux années supplémentaires, permettant d'atteindre d'ici 2031 un débit de 1 gigagas, soit environ 10 000 TPS.
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