Initialement, la solution imaginée pour résoudre les problèmes de scalabilité de la blockchain Ethereum était le sharding.
Le sharding implique un traitement parallèle des processus et des transactions, ce qui permet de distribuer les données en rendant les nœuds plus faciles à gérer. Toutefois, à l’heure actuelle, tous les processus sont traités par tous les nœuds et toutes les transactions sont saisies dans la blockchain unique, bloc par bloc.
Avec le sharding, en revanche, le réseau pourrait traiter plusieurs blocs de transactions simultanément, en répartissant le travail sur plusieurs nœuds qui fonctionneraient en parallèle, plutôt qu’à l’unisson.
Bien que tout cela soit encore à l’étude, il apparaît que cette solution pourrait en fait être largement remplacée par les roll-ups.
Summary
Les rollups comme solution à l’évolutivité de la blockchain Ethereum
En effet, au fil du temps, ce qui émerge comme alternative est ce que l’on appelle le danksharding, c’est-à-dire un nouveau système qui permettra aux rollups d’ajouter des données à la blockchain.
Le danksharding apportera d’énormes quantités d’espace libre et utilisable sur la blockchain Ethereum pour les rollups. Ces derniers traiteront les transactions hors chaîne et ne mettront sur la blockchain que le résultat final de ce que l’on appelle les transactions compressées.
Avec le danksharding, il sera possible d’envoyer et d’attacher des blobs aux blocs. Les données contenues dans les blobs ne seront pas accessibles à l’EVM (Ethereum Virtual Machine) et seront automatiquement supprimées après un certain temps (1 à 3 mois). Cela permet aux blobs d’envoyer beaucoup moins de données à la blockchain, d’une manière beaucoup moins coûteuse.
L’EIP-4844
Pour parvenir à tout cela, des mises à jour du protocole Ethereum doivent être introduites.
Tout tourne autour de la proposition EIP-4844, qui n’est pas appelée par hasard « Shard Blob Transactions ».
Il s’agit d’une proposition également rédigée par, entre autres, le cofondateur d’Ethereum Vitalik Buterin lui-même, et publiée en février de l’année dernière.
L’EIP-4844, s’il est approuvé, introduirait le nouveau format pour les transactions qui contiennent des blobs, c’est-à-dire qui contiennent une grande quantité de données qui ne peuvent pas être accédées par l’exécution EVM.
Ce format sera toutefois entièrement compatible avec celui qui sera utilisé pour le sharding proprement dit.
En fait, l’EIP-4844 n’introduira pas le danksharding, mais ce que l’on appelle le proto-danksharding, c’est-à-dire les premières étapes vers le danksharding.
Il semble possible que l’EIP-4844 arrive relativement tôt, alors que le démantèlement complet devra encore attendre plusieurs années. Le véritable sharding n’arrivera probablement que plus tard.
La question de l’évolutivité
La question de l’évolutivité est un véritable problème.
Il y a deux problèmes.
Le premier, trivial, est la vitesse d’exécution des transactions. Si elle n’est actuellement que de quelques secondes, certains usages nécessiteraient des transactions beaucoup plus rapides, de l’ordre du centième, voire du millième de seconde, comme pour les échanges sur les bourses décentralisées.
Il est extrêmement difficile d’imaginer qu’Ethereum puisse atteindre de telles performances en exécutant toutes les transactions sur tous les nœuds, de sorte que des solutions telles que les rollups qui exécutent certains processus hors chaîne sont nécessaires.
Le deuxième élément, beaucoup plus important, est le coût des transactions, c’est-à-dire le gaz (les frais).
Actuellement, en moyenne, une transaction sur la blockchain Ethereum coûte un peu moins de 4$, alors que par exemple sur la blockchain Bitcoin, les frais moyens s’arrêtent à un peu plus de 2$.
Avec de tels coûts, il est impossible d’imaginer pouvoir supporter même ce que l’on appelle des microtransactions, à tel point qu’une solution off-chain (Lightning Network) a été développée pour le Bitcoin qui les réduit à quelques millièmes de dollars en évitant simplement d’écrire certaines transactions on-chain.
Si, dans un premier temps, des solutions on-chain au problème des frais ont été conçues pour Ethereum, des solutions off-chain, telles que les rollups, sont désormais également visées au sein de ce réseau.
Bien que les rollups publient toujours le résultat final sur la chaîne, ils ne publient pas les étapes intermédiaires, et lorsqu’il s’agit de transactions multiples qui sont comprimées en une seule, le résultat final est de ne publier que le strict minimum sur la blockchain.
L’objectif futur de la blockchain Ethereum
Étant donné que seul un certain volume de données par bloc peut être enregistré sur la blockchain, il existe des limites insurmontables qui empêchent la croissance ou augmentent le coût de l’enregistrement.
L’objectif est donc d’augmenter autant que possible le nombre de transactions enregistrables sans accroître de manière significative le volume de données à enregistrer sur la blockchain.
On estime que même avec le proto-danksharding, qui devrait être introduit relativement rapidement, le nombre théorique de transactions pouvant être exécutées par le réseau Ethereum passerait à cent mille par seconde (100.000 TpS). Pour ce faire, il faut éviter d’écrire toutes les données sur la chaîne, et exécuter la plupart des processus hors chaîne.
Depuis un certain temps, une moyenne d’environ un million de transactions par jour, soit un peu plus de 11,5 par seconde, est enregistrée sur la blockchain Ethereum. Le record absolu a été atteint le 9 décembre 2022, avec 1,9 million de transactions par jour. En d’autres termes, il n’y a actuellement pas plus de 25 transactions par seconde sur la chaîne.
Les objectifs futurs sont donc encore loin et ne peuvent être atteints sans déplacer une grande partie du travail hors de la chaîne.
Les rollups sont actuellement le moyen le plus rapide d’obtenir ces 11,5 transactions moyennes par seconde pour entamer le long chemin vers les 100.000 TpS.
