Ethereum et The Verge : Une révolution technologique pour la blockchain
Le 23 octobre 2024, Vitalik Buterin a publié un nouvel article dévoilant les avancées d’Ethereum avec The Verge. Ce projet vise à rendre la vérification des blocs plus légère et accessible, en permettant l’exécution de nœuds complets même sur des appareils mobiles. Grâce à des innovations comme les arbres Verkle et les preuves STARK, Ethereum s’oriente vers une validation sans état (stateless validation), facilitant ainsi la participation au réseau pour une plus grande diversité d’utilisateurs, tout en maintenant sécurité et décentralisation.
Objectif : Démocratiser la vérification des blocs
Aujourd’hui, pour exécuter un nœud complet sur Ethereum, il est nécessaire d’avoir une machine dotée d’importantes ressources de stockage et de calcul. The Verge change cela en rendant possible l’utilisation de clients sans état (stateless clients), qui réduisent drastiquement la quantité de données à stocker. L’idée est de permettre à n’importe quel appareil — même un smartphone ou une montre intelligente — de vérifier la blockchain de manière autonome.
Clients sans état : Une révolution pour Ethereum
Les clients sans état réduisent la nécessité de stocker des centaines de gigaoctets de données, limitant cette exigence à quelques gigaoctets. Ces preuves cryptographiques allégées, comme les arbres Verkle, permettent de compresser les informations nécessaires pour vérifier un bloc.
- Accessibilité accrue : Tout utilisateur disposant d’un appareil léger pourra vérifier les blocs.
- Réduction du stockage : Un nœud complet pourrait fonctionner avec seulement quelques gigaoctets, contre des centaines aujourd’hui.
Technologies clés : Arbres Verkle et STARKs
Clients sans état : Une révolution pour Ethereum
Les arbres Verkle sont des structures de données conçues pour réduire la taille des preuves cryptographiques, rendant ainsi la vérification plus efficace. Contrairement à l’état actuel où les nœuds doivent stocker une immense quantité de données, Verkle compresse cette information à une fraction de sa taille.
STARKs : Sécurité cryptographique
Les STARKs (Scalable Transparent Arguments of Knowledge) permettent aux nœuds de vérifier les blocs en utilisant des preuves cryptographiques sans devoir conserver l’intégralité de l’état. Ces preuves offrent une sécurité robuste, même si elles sont un peu plus coûteuses en termes de calcul dans les cas extrêmes.
Gaz multidimensionnel et calcul différé
Une autre innovation majeure proposée par The Verge est l’introduction du gaz multidimensionnel (multidimensional gas), qui permettrait de séparer les limites de calcul entre différents types d’opérations, comme l’accès aux données ou le calcul de l’état. Cela permettrait d’éviter les engorgements dans le réseau en répartissant mieux les ressources.
En parallèle, le calcul différé de la racine d’état (delayed state root computation) pourrait aussi être adopté pour offrir davantage de temps aux nœuds pour gérer les calculs complexes, sans ralentir l’ensemble du réseau.
Preuves de validité de l’exécution EVM : Un pas vers l’automatisation
L’une des innovations les plus importantes est la possibilité de prouver la validité de l’exécution de l’EVM (Ethereum Virtual Machine). Cela permettrait à un client léger de vérifier la validité d’un bloc en téléchargeant uniquement une petite portion de celui-ci avec une preuve, au lieu de traiter l’intégralité des données.
Objectif à long terme : Validation complète de l’EVM
Le but ultime est de permettre à n’importe quel appareil de vérifier un bloc Ethereum en deux étapes :
- Télécharger des fragments de bloc pour vérifier la disponibilité des données.
- Vérifier une preuve cryptographique prouvant que le bloc est valide.
Cela est déjà utilisé dans les ZK-rollups, mais des améliorations sont encore nécessaires pour rendre ces preuves applicables au niveau L1.
Preuves de validité du consensus : Sécuriser le Proof of Stake
En plus de l’exécution EVM, il est crucial de prouver la validité du consensus Proof of Stake (PoS). Cela comprend la vérification des signatures BLS et des hachages SHA256 pour gérer les soldes des validateurs. Cependant, ces opérations sont coûteuses et nécessitent des optimisations.
Optimisations pour le consensus
- Réduction des appariements BLS : Actuellement, il y a un maximum de 128 attestations par slot, mais avec des mises à jour comme l’EIP-7549, ce nombre pourrait être réduit à 16, réduisant ainsi la charge de vérification.
- Amélioration des hachages SHA256 : Aujourd’hui, l’arbre des soldes courts des validateurs est mis à jour à chaque transition d’époque, impliquant des millions de hachages. Passer à l’algorithme Poseidon pourrait multiplier par 100 la vitesse de calcul des hachages.
Un réajustement nécessaire du consensus
Afin d’optimiser ces processus, des refontes du consensus pourraient être nécessaires, notamment avec l’introduction de la finalité en un seul slot (single-slot finality) et du système Orbit. Ces changements rendraient le consensus d’Ethereum beaucoup plus efficace et compatible avec les preuves cryptographiques.
Ethereum, un avenir décentralisé
The Verge marque un tournant décisif pour Ethereum. Grâce aux arbres Verkle, aux preuves STARK et aux innovations comme le gaz multidimensionnel, Ethereum devient une blockchain plus rapide, plus légère et plus accessible. Que vous soyez un utilisateur mobile ou un validateur, ces avancées rendent possible une participation plus large au réseau, tout en renforçant la sécurité et la décentralisation.
Pour en savoir plus sur l’évolution d’Ethereum :
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Antoine Marchain
Co-Fondateur
