Une explication claire de la transition d'Ethereum 1.0 à 2.0

La mise à niveau d'Ethereum Londres qui vient de passer a suscité un grand engouement dans l'ensemble du secteur des cryptoactifs. Pourquoi la mise à niveau Londres est-elle si importante ? Parce qu'elle représente une étape cruciale dans le passage d'Ethereum de la version 1.0 à la version 2.0. Depuis sa création, le réseau Ethereum a connu plusieurs mises à niveau par hard fork. La première a ajusté la difficulté du minage, la deuxième était le fork “Homestead”, la troisième a été causée par une attaque de hacker entraînant le fork “DAO et Blockchain”. En novembre 2016, un quatrième fork a été réalisé pour alléger le réseau et prévenir les attaques DDoS. En mars 2019, pour augmenter la vitesse et la capacité tout en améliorant la sécurité, les mises à niveau “Constantinople et Saint-Pétersbourg” ont été réalisées, et en avril 2021, pour optimiser les performances de la mainnet, Ethereum a de nouveau mis en œuvre la “mise à niveau de Berlin”… jusqu'à la mise à niveau d'Ethereum Londres du 4 août 2021. Plus le développement avance, plus les mises à niveau du réseau Ethereum deviennent fréquentes.

Pourquoi Ethereum a-t-il autant de mises à jour ? Comment Ethereum est-il passé de 1.0 à 2.0 ? Quels sont les éléments importants impliqués ?

01 Pourquoi Ethereum a-t-il autant de mises à niveau par Hard Fork ?

Le plan ambitieux d'Ethereum en tant qu “ordinateur mondial” et “plateforme mondiale open source”, basé sur le mécanisme de consensus blockchain POW, établit le destin d'Ethereum d'une mise à niveau constante. La “plateforme mondiale open source” d'Ethereum doit porter des applications, donc la plus grande exigence pour la chaîne sous-jacente est : une vitesse de traitement extrêmement rapide. Mais c'est précisément le défaut du mécanisme de consensus POW. Le POW, public et transparent, décentralisé et hautement sécurisé, mais : la vitesse de traitement des transactions est très lente. Le Bitcoin, qui utilise le mécanisme de consensus POW, ne peut traiter que 7 transactions par seconde ; Ethereum, qui utilise également le mécanisme de consensus POW, n'a pas une vitesse de traitement élevée, ne pouvant traiter que 15 transactions par seconde. Donc, plus le réseau Ethereum se développe, plus il y a d'utilisateurs et plus il y a d'applications développées sur la chaîne, plus les mises à niveau seront fréquentes.

De plus, le système de confirmation des transactions Ethereum repose sur un modèle d'enchères depuis 6 ans. Cela signifie que lorsque plusieurs transactions apparaissent simultanément devant les mineurs, ils choisissent de confirmer en priorité la transaction dont les frais sont les plus élevés. Cela a pour conséquence : lors des pics de trafic sur le réseau, les frais de transaction explosent, et pour obtenir une confirmation rapide de la transaction, il faut payer des frais élevés ; certaines transactions à faible coût ne reçoivent même pas de confirmation. Ce coût exorbitant pour une confirmation rapide des transactions, ainsi que les retards infinis pour les confirmations à faible coût, nuiront considérablement à l'écosystème du réseau Ethereum.

De plus, le mécanisme de consensus POW présente un problème souvent critiqué : il consomme trop de ressources et n'est pas écologique ; le mécanisme POW peut également conduire à une centralisation croissante du minage. Avec l'augmentation de la puissance de calcul et des coûts de minage toujours plus élevés, cela signifie que seules quelques personnes disposant d'un capital important peuvent miner. 65 % du minage de Bitcoin est réalisé par de grands groupes de minage. Et il est encore plus difficile pour les utilisateurs ordinaires de faire fonctionner un nœud complet pour valider et enregistrer les données de la blockchain. Cette tendance à la concentration de la puissance de calcul des mineurs et des nœuds complets a déjà rendu la chaîne moins décentralisée que ce qui était initialement envisagé, ce qui est très défavorable pour la sécurité de l'ensemble du protocole.

C'est pourquoi Ethereum a subi plusieurs forks de mise à niveau, et même des mises à niveau révolutionnaires, permettant à Ethereum de passer de 1.0 à 2.0.

02 Qu'est-ce qu'Ethereum 2.0 ?

Alors, qu'est-ce qu'Ethereum 2.0 ? En quoi est-il différent d'Ethereum 1.0 ? Comment Ethereum passe-t-il de 1.0 à 2.0 ? Dès sa création, Ethereum a prévu une feuille de route de développement détaillée :

Première phase : Frontire ; Frontire, c'est la naissance de la première version d'Ethereum.

Deuxième phase : HomeStead ; après la deuxième mise à niveau de fork du mainnet en mars 2016, la première version stable a été publiée, appelée “HomeStead”. Après cette version, le projet Ethereum a connu une croissance rapide.

Troisième étape : Métropole. À ce stade, la sécurité d'Ethereum s'améliore, la rédaction de contrats intelligents est améliorée et les performances du Mainnet sont optimisées. Le réseau Ethereum entre officiellement dans sa phase de maturité, montrant progressivement sa puissance. La prospérité des “Offres de jetons initiaux (Initial Coin Offering, ICO)” en 2017, l'émergence de l'écosystème DeFi en 2020 et l'engouement pour les NFT sur la chaîne, Ethereum a apporté des opportunités de richesse sur la chaîne. En même temps, les défauts inhérents au réseau sous le mécanisme de consensus POW se révèlent.

Quatrième étape : sérénité. Dans la phase de sérénité, Ethereum passera officiellement du mécanisme de preuve de travail (POW) au mécanisme de preuve d'enjeu (POS) et développera un deuxième plan d'extension pour améliorer considérablement l'efficacité du fonctionnement du réseau Ethereum. Plus précisément, il s'agit de résoudre complètement les problèmes de congestion du réseau Ethereum, accumulés depuis longtemps, et de frais de transaction élevés, tout en garantissant la sécurité décentralisée du réseau, cherchant à trouver un équilibre et une solution optimale dans le triangle impossible de la blockchain. Cela permettra à Ethereum de réaliser un “écosystème d'applications complet”, une vitesse de traitement ultra-rapide et le plan d'un “ordinateur mondial” avec de nombreux développements collaboratifs du réseau.

En résumé, les trois premières étapes sont une exploration à long terme et des ajustements d'Ethereum dans sa version 1.0 ; la phase de tranquillité est nécessaire pour réaliser le saut qualitatif vers Ethereum 2.0, on peut même dire directement que “tranquillité” est Ethereum 2.0.

Comment le réseau Ethereum est-il passé de 1.0 à 2.0 ?

Alors, comment le réseau Ethereum est-il passé de la version 1.0 à 2.0, et quels sont les éléments de participation importants ?

1. Lancement de la chaîne de balises.

Le principal changement d'Ethereum 1.0 à 2.0 est de passer du POW au POS, donc la chaîne Ethereum doit pouvoir effectuer le minage par jalonnement POS. Ainsi, Ethereum a lancé la chaîne de balise le 1er décembre 2020, permettant aux utilisateurs de jalonner des ETH via des contrats intelligents sur Ethereum pour participer au POS et obtenir des récompenses. Cependant, la chaîne de balise actuelle n'a pas encore la capacité de traiter des transactions et d'exécuter des contrats, et les ETH jalonnés ainsi que les récompenses obtenues sont verrouillés, il faudra au moins 2 ans pour les retirer.

2. Pour que l'Ethereum prospère, il est impératif de résoudre le problème des frais de transaction.

Le problème des frais de transaction d'Ethereum existe depuis longtemps. Il a enfin été résolu lors de la mise à niveau de Londres le 4 août 2021. L'un des éléments clés de la mise à niveau de Londres est la conception de l'EIP-1559. L'EIP-1559 a modifié le modèle de frais entièrement basé sur l'enchère en un modèle “frais de base + pourboire”. Les frais de base doivent être payés et leur niveau sera déterminé en fonction des frais de base du bloc précédent et du taux d'utilisation des ressources du bloc ; la partie pourboire est le montant que les utilisateurs choisissent de payer en supplément pour “griller la file d'attente” et confirmer la transaction. Cela a lissé les frais de confirmation des transactions, empêchant les frais de confirmation rapide d'augmenter indéfiniment et les frais bas de ne pas être confirmés. Cela garantit à la fois l'efficacité et, dans une certaine mesure, l'équité.

En outre, la conception de l'EIP-1559 prévoit que les frais de base de chaque transaction soient détruits. Cela signifie que : plus il y a d'activités économiques au sein de l'économie du réseau Ethereum, plus la quantité d'ETH détruite est importante. D'un point de vue économique : la destruction d'ETH en tant que frais de base entraîne une certaine déflation d'Ethereum ; et l'optimisation basée sur les frais signifie que plus il y a d'applications économiques sur la chaîne Ethereum, plus la demande pour Ethereum en tant qu'achat augmente ; tandis qu'en tant que vente, une partie des revenus des mineurs est détruite, ce qui augmente davantage la valeur de stockage d'Ethereum.

3. Explosion de la difficulté de conception, permettant aux mineurs de passer du Mining POW au Mining POS.

Théoriquement, le POS est effectivement plus efficace et économe en énergie que le POW, et après la mise à jour de Londres, les frais de transaction sont également plus bas. Bien sûr, les utilisateurs de transactions sur la chaîne publique Ethereum et les entrepreneurs voteront avec leurs pieds en faveur du POS. Mais comment faire en sorte que les mineurs abandonnent également le POW et se tournent vers le POS ? C'est là que la difficulté augmente considérablement. Les mineurs ont investi d'énormes sommes d'argent, achetant des machines de minage et construisant des sites de minage. Leur demander soudainement d'abandonner toute cette productivité pour choisir une autre voie et recommencer à zéro pour lever des fonds pour le minage, c'est trop difficile.

Si Ethereum se contente de lancer la chaîne de balises et de permettre à l'exploitation minière POW et POS de se dérouler simultanément, alors le passage d'Ethereum à la version 2.0 pourrait être assez difficile. En effet, les mineurs pourraient continuer à s'accrocher à l'exploitation minière POW, ce qui rendrait la situation stagnante.

C'est pourquoi Ethereum a conçu l'explosion de difficulté. Mais il était initialement prévu de lancer cela en même temps que la mise à niveau de Londres, mais cela a été retardé à plusieurs reprises. Pourquoi cela ?

L'explosion de la difficulté, c'est essentiellement augmenter la difficulté du minage pour les mineurs POW. Et cette difficulté augmente de manière exponentielle. Cela signifie qu'à un certain niveau, le minage devient très difficile, et les mineurs peuvent ne rien obtenir. Pour être clair : l'explosion de la difficulté est une conception qui pousse les mineurs à abandonner le POW. Si les mineurs ne sont pas satisfaits, cela peut facilement conduire à un fork. Parce que l'essence du fonctionnement de la blockchain est le « consensus ». En outre, si le mécanisme POS n'a pas résolu les problèmes d'efficacité de confirmation des transactions, de décentralisation et de sécurité ; la chaîne POW, en raison de l'explosion de la difficulté, empêche les mineurs de miner, ce qui entraîne l'incapacité de confirmer les transactions et provoque des congestions de réseau. Cela pourrait directement entraîner l'effondrement du réseau Ethereum. Ainsi, il est très important de savoir comment utiliser l'explosion de la difficulté pour permettre une transition fluide du POW vers le POS.

Il est évident que, du moins avant l'explosion de la difficulté, la performance de la chaîne POS doit être suffisamment grande pour prendre en charge le travail de la POW, en gérant toutes les transactions. Elle doit être efficace tout en répondant aux exigences de décentralisation et de sécurité.

À cet égard, Ethereum a-t-il une solution ? Oui, en utilisant des chaînes de fragmentation.

4. Chaîne de shards.

Souvent, nous pensons que l'amélioration spectaculaire des performances d'Ethereum 2.0 est due au passage du POW au POS. En réalité, le POS ne peut pas directement réduire la congestion du réseau ou améliorer la vitesse de traitement des transactions, mais c'est le POS qui rend possible le Shard. Le shard est la technologie clé qui améliore l'efficacité du réseau, permettant au réseau blockchain de passer de quelques dizaines de transactions par seconde à des milliers ou des centaines de milliers de transactions. Comment cette technologie améliore-t-elle réellement l'évolutivité du réseau ?

Actuellement, Ethereum n'a qu'une seule chaîne publique, et les blocs sont générés dans un ordre séquentiel. Ainsi, la vitesse de génération des blocs et le nombre de transactions que chaque bloc peut enregistrer déterminent le nombre de transactions qu'Ethereum peut traiter par seconde. C'est comme si, dans un supermarché, il n'y avait qu'un seul point de caisse ouvert. Tout le monde doit faire la queue à ce point pour payer. À moins que le supermarché ne soit peu fréquenté, il est alors très difficile de payer rapidement. Mais si plusieurs caisses sont ouvertes et que les paiements sont effectués en même temps, l'efficacité sera considérablement améliorée.

Le shard est basé sur ce principe. Pour améliorer la vitesse de traitement des transactions, Ethereum 2.0 divise la chaîne unique qui porte les données et valide les nœuds en 64 chaînes de fragments, traitant ainsi les transactions simultanément. Il est évident que cette approche améliorera considérablement l'efficacité. Cependant, chaque chaîne traite les informations séparément, et les informations ne sont pas synchronisées sur tout le réseau, ce qui pourrait permettre des doubles dépenses et des actes malveillants. La solution d'Ethereum 2.0 est la suivante : les informations des différents fragments sont interconnectées, permettant ainsi la confirmation des transactions entre les différents fragments ; et la chaîne de balises est conçue comme la chaîne principale, sur laquelle des contrats intelligents sont établis pour attribuer aléatoirement les nœuds de validation ; 128 nœuds de validation formeront un comité pour produire des blocs et distribuer des récompenses ; et après la production de 64 blocs, la chaîne de balises sélectionnera à nouveau aléatoirement une série de nœuds de validation. Cela réduit considérablement la possibilité d'actes malveillants.

En outre, afin de prévenir plus efficacement les attaques de double dépense et les comportements malveillants des nœuds, Ethereum 2.0 met en place un mécanisme de punition pour les malfaiteurs. Cela signifie que dès qu'un nœud malveillant est détecté, tous les ETH qu'il a mis en jeu seront confisqués. Cela est bien plus sévère que la punition des “malfaiteurs” dans le mécanisme POW.

Avec cette couche de défense, la sécurité du fonctionnement de la blockchain sous le mécanisme POS est considérablement améliorée, et n'est en rien inférieure à celle du mécanisme POW.

04 Conclusion

Cependant, cette technologie est vraiment trop complexe. Ethereum est encore en développement. Pour pleinement réaliser la technologie de sharding et intégrer toutes les données de la version 1.0, cela prendra probablement beaucoup de temps. Ainsi, Ethereum 2.0 est prometteur pour l'avenir, mais il ne faut absolument pas agir trop rapidement. En réalité, cela dépend des progrès techniques du projet Ethereum. C'est pourquoi, lorsqu'on investit dans les cryptoactifs, nous devons souligner l'importance de l'équipe technique derrière chaque jeton. Car la technologie peut sembler lointaine et insaisissable, mais elle est en réalité cruciale pour le succès d'un jeton ou d'une chaîne. C'est la clé pour savoir si un jeton ou une chaîne peut se développer. **$DOGE **$DOT