Une interprétation approfondie de la modularité et de la fin de partie d'Ethereum

Titre original : "L'architecture modulaire et son rôle dans la phase finale d'Ethereum"

Auteurs originaux : Chris Powers, Denis Suslov

Compilation originale : Ladyfinger, Blockbeats

*Note de l'éditeur : Avec le développement continu de la technologie blockchain, deux philosophies de conception différentes, l'architecture unique et l'architecture modulaire, ont démontré leurs avantages et scénarios d'application respectifs. L'architecture unique de Solana offre une expérience de transaction rapide et peu coûteuse, mais ses exigences élevées en matière de matériel peuvent conduire à une tendance à la centralisation, tandis que les conceptions modulaires, telles que les dernières tendances de Celestia et Ethereum, réduisent les coûts en séparant les couches de disponibilité des données. améliorer la sécurité et la flexibilité, et prendre en charge une gamme plus large d’applications et d’innovations. *

*Ces développements reflètent la nature évolutive de la technologie blockchain et l’exploration continue par la communauté de l’équilibre entre sécurité, décentralisation et évolutivité. Avec le développement ultérieur de l’architecture modulaire, nous pourrions assister à un écosystème blockchain plus riche et plus diversifié, offrant aux utilisateurs et aux développeurs plus de choix et de possibilités. Bien qu’il existe différentes opinions et approches, ces avancées font collectivement avancer la technologie blockchain et marquent son évolution vers une architecture plus mature et flexible. *

Ère unique

Solana a connu un énorme succès ces derniers temps, et pour cause. Il est sorti des jours sombres de la crise d'Alameda avec un parcours solide, passant de pauses fréquentes à la gestion réussie des réclamations de parachutage les plus chargées de l'histoire tout en maintenant des frais extrêmement bas. Du point de vue d'attirer de nouveaux utilisateurs, Solana est un bon choix : le L2 d'Ethereum facture toujours la somme énorme de 1 $ par transaction (nous ne pensons vraiment pas que commencer par BSC ou Tron soit une bonne idée).

Un autre avantage de Solana est son état mondial unique qui reflète instantanément tous les signaux du marché, sans arbitrage ni pontage entre les cumuls ou les fragments. C'est comme si le trading se déroulait de manière fluide 24 heures sur 24 sur toutes les plateformes de trading du monde entier, les événements se reflétant instantanément dans les changements de prix sur toutes les bourses, quel que soit l'emplacement géographique ou le fuseau horaire. Ce sont les meilleurs avantages d’une chaîne unique, mais ce choix de conception présente encore des inconvénients. Plus particulièrement, l'ensemble des validateurs Solana a tendance à être centralisé en raison d'exigences matérielles très élevées. En effet, Solana gère les trois couches de la blockchain d'une seule manière : l'exécution, le consensus et la disponibilité des données.

À l’autre extrémité du spectre de conception, l’architecture modulaire, en particulier l’externalisation de la couche de disponibilité des données, devient de plus en plus populaire. Cette approche réduit les coûts de transaction tout en maintenant les exigences matérielles à un niveau bas (bien que MEV constitue une menace à cet égard). La conception modulaire permet également des chaînes et du matériel plus spécialisés pour des applications spécifiques, dYdX en étant le meilleur exemple.

À l'avant-garde du mouvement modulaire se trouve Celestia, une chaîne optimisée pour l'efficacité du cumul des données. Ethereum, en revanche, a atteint la modularité de manière plus progressive, en construisant l'avion au fur et à mesure qu'il vole. Nous pensons que les cumuls sont essentiels pour permettre l'évolution et la réduction des frais de transaction, et maintenant la bataille pour la couche de disponibilité des données (et le reste de la pile modulaire) a commencé.

Mise à l'échelle et barrières de données

Le problème de disponibilité des données a été identifié pour la première fois lors de la première course à la mise à l’échelle de la blockchain. L'accent était mis sur la minimisation de la quantité de données stockées afin de maximiser le nombre de nœuds dans le réseau. Cette dynamique est également à la base des guerres de taille de blocs de Bitcoin. La disponibilité des données fait référence à la capacité d’une blockchain à rendre ses données accessibles à tous les participants du réseau. L’avancée clé dans la résolution de ce problème a été l’introduction du Data Availability Sampling (DAS), comme l’explique Bridget Harris :

"Avec DAS, les nœuds légers peuvent confirmer la disponibilité des données en participant à des cycles d'échantillonnage aléatoires de données de bloc sans avoir à télécharger chaque bloc complet. Une fois que plusieurs cycles d'échantillonnage sont terminés et qu'un certain seuil de confiance est atteint, confirmant que les données sont disponibles , Le reste du processus de transaction se déroule en toute sécurité. De cette façon, une chaîne peut augmenter la taille de ses blocs tout en maintenant une disponibilité des données facilement vérifiable. Des économies considérables sont également réalisées : ces couches émergentes peuvent réduire les coûts de DA jusqu'à 99 %. "

Celestia, Avail, NearDA et EigenDA sont les projets DA les plus importants. Ils n'ont pas besoin de vérifier les transactions, il suffit de vérifier que chaque bloc est ajouté par consensus et que de nouveaux blocs sont disponibles sur le réseau. Ils s'appuient sur des séquenceurs tiers pour exécuter et vérifier les transactions. Celestia sera lancé en octobre 2023, Avail et EigenDA lanceront le réseau principal dans les mois à venir et Near a récemment annoncé sa solution DA. Passons en revue les caractéristiques uniques de chaque projet :

1. Celestia a choisi le chemin de commercialisation le plus rapide, en utilisant la preuve de fraude (c'est également ce qu'utilisent les cumuls Optimisme). Le compromis est que dans sa configuration actuelle, Celestia ne sera pas en mesure de prendre en charge les cumuls ZK. L'équipe Celestia affirme que 1., environ 70 % de toutes les nouvelles chaînes Arbitrum Orbit utilisent Celestia pour la disponibilité des données.

2. Avail (anciennement Polygon Avail), en tant que blockchain indépendante, fournit une couche de données et de consensus rapide et sécurisée, donnant aux développeurs ce dont ils ont besoin pour démarrer un rollup (soit ZK, soit Optimistic).

3. EigenDA est probablement le plus cohérent avec Ethereum car il s'agit d'un module DA, pas d'une blockchain. De plus, l'ETH réimplanté dans EigenLayer sera disponible pour sécuriser les cumuls à l'aide d'EigenDA. Sa faiblesse est qu’il n’utilise pas d’échantillonnage de données ni de preuve de disponibilité des données.

4. NearDA aide les rollups à réduire les coûts de disponibilité des données en stockant les données sur la blockchain fragmentée de Near. NearDA exploite une partie importante du mécanisme de consensus Near, qui parallélise le réseau en plusieurs fragments.

Début des rollups massifs

Parlons ensuite du rollup lui-même. Dans les cumuls construits sur ces fournisseurs de disponibilité des données (DA), il existe un certain nombre d'outils qui facilitent le démarrage des cumuls :

1. En tirant parti de la disponibilité modulaire des données de Celestia, Manta Pacific offre des coûts nettement inférieurs à ceux d’une solution monolithique L2 et a déjà permis d’économiser 1 million de dollars en frais de gaz Ethereum. Manta utilise également des opcodes personnalisés pour authentifier la technologie ZK, ce qui rend très peu coûteuse la mise en œuvre de la protection de la confidentialité et du caractère aléatoire natif dans le protocole.

2. Le réseau Mantle est construit sur une architecture modulaire et combine le protocole de cumul optimiste avec la solution de disponibilité des données d'EigenDA. Cette intégration permet au réseau Mantle d'hériter de la sécurité d'Ethereum tout en offrant une disponibilité des données plus économique et plus accessible.

3. Kinto est une chaîne qui nécessite KYC. Chaque utilisateur et développeur du réseau doit terminer le processus de passeport KYC avant d'effectuer des transactions. Elle utilise Celestia pour réduire les coûts.

De manière véritablement modulaire, les modules de chaque niveau sont sélectionnés en fonction de besoins spécifiques. Ici vous pouvez voir la variété des options de combinaison :

Les projets « Rollup As A Service » comme Eclipse facilitent le démarrage des rollups et les développeurs peuvent choisir la technologie à utiliser pour chaque module.

De même, Conduit permet aux utilisateurs de déployer un rollup en 15 minutes, prenant en charge des piles technologiques telles que Optimism, Arbitrum Orbit et Celestia. Des frais mensuels d'infrastructure d'hébergement sont payés à Conduit et des frais distincts de disponibilité des données sont payables au fournisseur.

La richesse des combinaisons possibles créées par la modularité est certainement une avancée majeure. Est-ce similaire à la différence entre la difficulté de créer un site Web au début et la facilité et la personnalisation de l'utilisation de Squarespace aujourd'hui ?

Cela signifie que la technologie modulaire simplifie considérablement la complexité de la mise en œuvre technologique en offrant de multiples possibilités de combinaison, ce qui constitue une avancée majeure dans le développement technologique. Ces progrès peuvent être comparés à la différence entre le processus complexe de création d’un site Web dans le passé et la création de sites Web pratiques et hautement personnalisables utilisant désormais une plate-forme comme Squarespace. Les plates-formes modernes telles que Squarespace permettent aux personnes sans formation technique de créer et de gérer facilement des sites Web, et la technologie modulaire offre une commodité et une flexibilité similaires dans la mise en œuvre de la blockchain et du rollup.

Considérations sur les compromis

Malgré la croissance des projets de disponibilité des données (DA), de nombreuses personnes ont des réserves quant à l'externalisation de la DA. Vitalik a été très clair : « Votre couche de données doit être votre couche de sécurité. » Dankrad Feist, un autre membre de la Fondation Ethereum, est d'accord : « S'il n'utilise pas Ethereum pour la disponibilité des données, alors ce n'est pas un (Ethereum rollup ) et donc pas un Ethereum L2.

Nous sommes d'accord. Les cumuls qui externalisent la disponibilité des données seront moins sécurisés (et devraient en réalité être appelés « validiums ») que les cumuls qui utilisent la même chaîne pour les données et le consensus, bien qu'ils soient suffisamment sécurisés pour certaines applications. Les projets à court terme utilisant ce type de rollup apparaîtront et disparaîtront rapidement, ce qui en fera un bon terrain d'expérimentation et de test. Cependant, pour la détention à long terme d’actifs financiers, les réseaux L1 comme Ethereum ou le cumul des données et du consensus resteront les réseaux les moins risqués.

Ethereum évolue vers la modularité

Bien que sceptique quant à la disponibilité des données externalisées, Ethereum met fortement l'accent sur l'architecture modulaire. La vision originale de la mise à l'échelle via le sharding a été abandonnée au profit de la modularité.

Les trois principales mises à jour nécessaires pour réaliser la vision sont les rollups (dont nous avons discuté plus tôt) et la séparation proposant-constructeur (« les proposants de bloc ne génèrent plus eux-mêmes un bloc de « maximisation des revenus », mais délèguent plutôt la tâche aux acteurs externes du marché (constructeurs). )"), et l'échantillonnage des données. Ce dernier est un moyen qui permet aux nœuds légers de vérifier si un bloc a été publié en téléchargeant uniquement une petite quantité de données sélectionnées au hasard. Techniquement, cette solution est plus difficile que les deux autres et sa mise en œuvre prendra de deux à trois ans.

Remarque importante : EIP-4844 est la première étape vers l'amélioration de la couche de disponibilité des données d'Ethereum avant la mise en ligne de l'échantillonnage des données. Comme indiqué précédemment, améliorer Ethereum revient à réparer un avion en vol ; une fois que la Fondation Ethereum a reconnu la nécessité des rollups (c'est-à-dire lorsque Vitalik a proposé un avenir centré sur le rollup), l'équipe a choisi de le faire en ajoutant des blobs (un espace spécifiquement adapté aux données de cumul) pour étendre le bloc. Les blobs devraient réduire les coûts de transaction de cumul d’un facteur dix. EIP-4844 devrait être mis en service en mars/avril dans la mise à niveau de Dencun. Bien qu’il s’agisse d’une solution temporaire pour maintenir Ethereum compétitif pendant deux à trois ans, la solution à long terme consistera à prendre en charge la preuve de validité sur le réseau principal lui-même, ce qui réduira le coût des rollups de plusieurs ordres de grandeur.

Alors que Solana défend avec véhémence sa philosophie d'architecture monolithique (et qu'elle peut être correcte dans de nombreux cas d'utilisation), l'industrie semble s'orienter vers la modularité. En ce qui concerne Ethereum, seule l’architecture modulaire peut réaliser l’avenir :

1. Faibles coûts de transaction pour des millions d’utilisateurs grâce aux cumuls (évolutivité) ;

2. Protection du réseau contre les menaces telles que la censure et les attaques 51% (sécurité) ;

3. Un PC ordinaire ou même un téléphone mobile peut exécuter un nœud pour vérifier les transactions (décentralisation).

Quelqu’un pourrait se demander : l’architecture modulaire d’Ethereum résout-elle le trilemme de la blockchain considéré comme insoluble ? Techniquement, ce n’est pas le cas, puisqu’Ethereum n’est plus un réseau monolithique, mais en tant que réseau modulaire, c’est le cas.

Des trois, nous pensons que la solution à la décentralisation est la partie la plus importante du trilemme. L’innovation réduit en fin de compte les coûts de transaction ; donner la priorité à la décentralisation (en particulier à la répartition géographique) est le seul moyen de garantir la sécurité du réseau à long terme. Ethereum ouvre la voie en matière de décentralisation, avec l'ensemble de validateurs le plus décentralisé, avec plus de 800 000 validateurs. Dans le même temps, grâce à une approche modulaire, il peut s'adapter à de nouvelles innovations en matière de conception avec des rollups personnalisés lancés par-dessus. Celestia et d’autres partagent certainement cette vision. La question qui reste est de savoir si Ethereum peut évoluer dans cette direction modulaire assez rapidement pour suivre le rythme de ses concurrents qui construisent à partir de zéro, plutôt que de réparer l’avion pendant qu’il vole.

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