Passage à l’échelle de Ethereum L1 et de ses L2 en 2025 et au-delà

L'objectif d’Ethereum reste inchangé depuis ses débuts : construire une blockchain globale, résistante à la censure et sans restriction d’accès. Une plateforme libre et ouverte pour des applications décentralisées, fondée sur les mêmes principes (qu'on pourrait aujourd'hui qualifier d'éthique regen et cypherpunk) que GNU/Linux, Mozilla, Tor, Wikipédia, et bien d'autres projets de logiciels libres et open source qui sont arrivés avant.

Au cours de la dernière décennie, Ethereum a développé une autre qualité que j'apprécie grandement : en plus de l'innovation en cryptographie et en économie, Ethereum incarne également une avancée en matière de technologie sociale. L'écosystème Ethereum est une démonstration vivante et fonctionnelle d'une manière plus ouverte et décentralisée de construire ensemble. Le philosophe politique Ahmed Gatnash décrit ainsi son expérience à Devcon comme la suivante :

"... Un aperçu de ce à quoi un monde alternatif pourrait ressembler – principalement libéré des barrières et détaché des systèmes hérités. Ici, les personnes les plus respectées socialement sont celles qui se consacrent à résoudre un problème de manière indépendante, avec une grande passion, sans jouer le jeu des hiérarchies des institutions traditionnelles. Presque tout le pouvoir ici est un soft power. C'était beau et très inspirant – cela donne l'impression que tout est possible dans un tel monde, et que ce monde est réellement à portée de main."

Le projet technique et le projet social sont intrinsèquement liés. Si vous avez un système technique décentralisé à un moment T, mais un processus social centralisé pour le maintenir, rien ne garantit que ce système restera décentralisé à T+1. De la même manière, le processus social est soutenu par la technologie : elle attire les utilisateurs, crée un écosystème qui incite les développeurs à s'impliquer, et maintient la communauté concentrée sur sa construction et pas seulement sociabiliser.

Lieux où vous pouvez utiliser Ethereum pour payer des choses dans le monde, octobre 2024.

Grâce à dix années de travail acharné régi par ce mélange de propriétés techniques et sociales, Ethereum en est venu à incarner une autre qualité importante : Ethereum permet des choses utiles pour tout un chacun et à grande échelle. Des millions de personnes détiennent des ETH ou des stablecoins comme forme d'épargne, et beaucoup d'autres utilisent ces actifs comme moyen de paiement : Je suis l'un d'entre eux. Ils disposent d'outils de protection de la vie privée efficaces et fonctionnels que j'utilise pour payer des VPN afin de protéger mes données internet. Ils disposent d’un nom de domaine ENS, une alternative décentralisée et robuste au DNS et plus généralement à l'infrastructure à clé publique. Ils disposent d'alternatives à Twitter qui fonctionnent et sont faciles à utiliser. Ils disposent d'outils DeFi qui offrent à des millions de personnes des actifs à faible risque et à rendement plus élevé que ceux auxquels ils ont accès dans le cadre de la finance traditionnelle.

Il y a cinq ans, je n'étais pas à l'aise pour parler de ce dernier cas d'utilisation pour une raison principale : l'infrastructure et le code n'étaient pas matures, nous n'étions qu'à quelques années des hacks massifs et hautement traumatisants des contrats intelligents de 2016-17, et il n'y a aucun intérêt à avoir un APY de 7 % au lieu d'un APY de 5 % si, chaque année, il y a 5 % de chances que vous obteniez à la place un APY de -100 %. En outre, les frais de transaction étaient trop élevés pour que ces outils puissent être utilisés à grande échelle. Aujourd'hui, ces outils ont démontré leur résistance au fil du temps, la qualité des outils d'audit s'est améliorée et nous sommes de plus en plus confiants dans leur sécurité. Nous savons ce qu'il ne faut pas faire. Le passage à l’échelle à l'échelle avec les L2 fonctionne. Les frais de transaction sont très bas depuis près d'un an .

Nous devons continuer à développer les propriétés techniques et sociales, ainsi que l'utilité de Ethereum. Si nous avons les propriétés techniques et sociales, mais pas l'utilité, alors nous nous transformons en une communauté « decel » - en décélération - de plus en plus inefficace qui peut hurler dans le vent que les différents acteurs du courant dominant sont immoraux et mauvais, mais qui n'est pas en mesure de proposer une meilleure alternative. Si nous avons l’utilité, mais pas la technique et le social, alors nous avons exactement la mentalité de Wall Street « Greed is Good » que beaucoup d'entre nous sont venus ici précisément pour fuir.

La dualité que je viens de décrire a de nombreuses implications. Dans ce billet, je souhaite me concentrer sur une implication spécifique, qui concerne grandement les utilisateurs de Ethereum à court et à moyen terme : La stratégie de mise à l'échelle de Ethereum.

Aujourd'hui, la voie que nous prenons pour augmenter le débit d’Ethereum passe par les layers 2 (L2). Les L2 en 2025 ne ressemblent plus du tout aux premières expérimentations de 2019. Ils ont atteint des étapes cruciales de décentralisation, sécurisant des milliards de dollars de valeur, et augmentent la capacité de transactions de Ethereum par un facteur de 17, réduisant les frais d'une ampleur similaire.

Rollups de stade 1 et de stade 2. Le 22 janvier 2025, Ink a été le sixième rollup de stade 1 et + (et le troisième rollup de stade 1+ full-EVM).

Les principaux rollups par TPS, avec Base en tête à environ 40 % de la capacité de Ethereum.

Tout cela arrive juste à temps pour une vague d'applications : diverses applications DeFi, des réseaux sociaux, des marchés de prédiction, des projets exotiques comme Worldchain (qui compte désormais 10 millions d'utilisateurs) et bien d'autres encore. Le mouvement de la « blockchain d'entreprise », largement considéré comme une impasse après l'échec des blockchains de consortium dans les années 2010, revient à la vie avec les L2, dont Soneium est un parfait exemple.

Ces succès témoignent également de l'aspect social de l'approche décentralisée et modulaire de la mise à l'échelle de Ethereum : au lieu que la Fondation Ethereum doive rechercher elle-même tous ces utilisateurs, des dizaines d'entités indépendantes sont motivées pour le faire. Ces entités ont également apporté des contributions cruciales à la technologie, sans lesquelles Ethereum serait loin d'être aussi avancé qu'il l'est aujourd'hui. Par conséquent, nous nous rapprochons enfin de la vitesse de croisière.

Les L2 sont aujourd'hui confrontées à deux défis majeurs :

• Mise à l’échelle : L'espace de blob disponible est à peine suffisant pour les besoins actuels des L2, et ne peut pas répondre à ceux de demain.
• Les défis de l’hétérogénéité : La première vision de la mise à l’échelle de Ethereum impliquait la création d'une blockchain contenant de nombreuses shards, chaque shard étant une copie de l'EVM traitée par une petite fraction des nœuds. Les L2 sont, en théorie, une mise en œuvre de cette approche. Dans la pratique, cependant, il existe une différence essentielle : chaque shard (ou ensemble de shards) est créé par un acteur différent, est traité par l'infrastructure comme une chaîne différente et suit souvent des normes différentes. Aujourd'hui, cela se traduit par des problèmes de composabilité et d'expérience utilisateur pour les développeurs et les utilisateurs.

Le premier problème est un défi technique facile à comprendre et une solution technique facile à décrire (mais difficile à mettre en œuvre) : donner plus de blobs à Ethereum. En plus de cela, le L1 peut également réaliser une mise à l'échelle modérée à court terme, ainsi que des améliorations de la preuve d'enjeu, de la vérification légère et sans état, du stockage, de l'EVM et de la cryptographie.

Le second problème, qui a reçu la plus grande partie de l'attention du public, est un problème de coordination. Ethereum n'est pas étranger à l'exécution de tâches techniques complexes entre plusieurs équipes : après tout, nous avons réalisé le merge. Ici, le problème de coordination est plus difficile à résoudre, en raison du plus grand nombre et de la plus grande diversité d'acteurs et d'objectifs, et du fait que le processus commence beaucoup plus tard dans le jeu. Néanmoins, notre écosystème a déjà résolu des problèmes difficiles par le passé, et il peut le faire à nouveau.

Un raccourci possible pour la mise à l'échelle est d'abandonner les L2 et de tout faire par le biais du L1 avec une limite de gaz beaucoup plus élevée (soit sur plusieurs shards, soit sur un seul shard). Cependant, cette approche compromet trop les avantages de la structure sociale actuelle de Ethereum, qui a été si efficace pour obtenir les avantages de différentes formes de recherche, de développement et de culture de construction d'écosystème en même temps. Par conséquent, nous devrions plutôt maintenir le cap, continuer la mise à l’échelle principalement grâce aux L2, tout en veillant à ce que les L2 remplissent réellement la promesse qu’ils sont censés remplir.

Cela signifie ce qui suit :

• • L1 doit accélérer la mise à l'échelle des blobs.
  • L1 doit également procéder à une mise à l'échelle modérée de l'EVM et augmenter la limite de gaz, afin de pouvoir gérer l'activité qu'elle continuera d'avoir même dans un monde dominé par les L2 (par exemple, les preuves, la DeFi à grande échelle, les dépôts et retraits, les scénarios exceptionnels de sortie en masse, les portefeuilles de stockage de clés, l’émission d'actifs).
  • Les L2 doivent continuer à améliorer leur sécurité. Les mêmes garanties de sécurité que celles que l'on peut attendre du sharding (y compris, par exemple, la résistance à la censure, la vérifiabilité par des clients légers, l'absence de partie de confiance intégrée) devraient être disponibles sur les L2.
  • Les L2 et les portefeuilles doivent accélérer l'amélioration et la normalisation de l'interopérabilité. Cela inclut les adresses spécifiques à une blockchain, les normes de passage de messages et de bridge, l'efficacité des paiements entre chaînes, les configurations sur la chaîne et bien plus encore. L'utilisation de Ethereum devrait donner l'impression d'utiliser un seul écosystème, et non 34 blockchains différentes.

• Les délais de dépôt et de retrait des L2 doivent devenir beaucoup plus rapides.

• Tant que les besoins d'interopérabilité de base sont satisfaits, l'hétérogénéité des L2 est une bonne chose. Certaines L2 seront des rollups basés sur une gouvernance minimisée qui exécutent des copies exactes de l'EVM. D'autres expérimenteront différentes VM. D'autres encore agiront davantage comme des serveurs qui utilisent Ethereum pour donner aux utilisateurs des garanties de sécurité supplémentaires. Nous avons besoin de L2 dans chaque partie de ce spectre.
• Nous devons réfléchir explicitement aux aspects économiques de ETH. Nous devons nous assurer que ETH continue d'accumuler de la valeur même dans un monde à forte densité de L2, en résolvant idéalement une variété de modèles sur la façon dont l'accumulation de valeur se produit.

Examinons maintenant chacun de ces domaines plus en détail.

Avec l'EIP-4844, nous avons maintenant 3 blobs par slot, soit une bande passante de 384 kB par slot. Un calcul rapide suggère que cela représente 32 kB par seconde, et que chaque transaction prend environ 150 octets sur la chaîne, ce qui donne environ 210 tx/sec. Les données de L2beat nous donnent presque exactement ce chiffre.

Avec Pectra, dont la sortie est prévue en mars, nous prévoyons de doubler ce nombre pour atteindre 6 blobs par slot.

L'objectif actuel de Fusaka est de se concentrer principalement sur PeerDAS, l'idéal étant de n'avoir rien d'autre que PeerDAS et EOF. PeerDAS pourrait augmenter le nombre de blobs immédiatement de 2 à 4 fois, puis de 8 fois ou plus au fil du temps.

Ensuite, l'objectif est de continuer à améliorer la technologie afin d'augmenter encore le nombre de blobs. Lorsque nous passerons à l'échantillonnage en 2D, nous pourrons atteindre 128 blobs par slot, et continuer à aller plus loin. Grâce à cela et aux améliorations apportées à la compression des données, nous pourrons atteindre 100 000 TPS sur la chaîne.

Jusqu'à présent, tout ce qui précède n'est qu'une reformulation de la feuille de route du statu quo d'avant 2025. La question clé est la suivante : que pouvons-nous réellement changer pour accélérer les choses ? Mes réponses sont les suivantes :

• Nous devrions être plus enclins à explicitement déprioriser les fonctionnalités qui ne sont pas des blobs.
• Nous devrions être plus clairs sur le fait que les blobs sont l'objectif, et faire de la R&D p2p une priorité pour l'acquisition de talents.
• Nous pouvons faire en sorte que l'objectif de blobs soit ajusté directement par les stakers, de la même manière que la limite de gaz. Cela permettrait à l'objectif de blob d'augmenter plus rapidement en réponse aux améliorations technologiques, sans attendre un hard fork.
• Nous pouvons envisager des approches plus radicales qui nous permettent d'obtenir plus de blobs plus rapidement avec des hypothèses plus fiables pour les stakers ayant moins de ressources, bien que nous devions être prudents à ce sujet.

Aujourd'hui, il y a trois rollups de stage 1 (Optimism, Arbitrum, Ink) et trois rollups de stage 2 (DeGate, zk.money, Fuel). La majorité de l'activité se déroule encore sur les rollups de stage 0 (c'est-à-dire des multisigs). Cela doit changer. L'une des principales raisons pour lesquelles cela n'a pas changé plus rapidement est qu'il est difficile de construire un système de preuve et d'obtenir suffisamment de confiance en lui pour être prêt à abandonner les roulettes d'entraînement et à s'en remettre entièrement à lui pour la sécurité.

Il existe deux voies pour y parvenir :

• Stage 2 + multi-provers + vérification formelle : utiliser plusieurs systèmes de preuve pour la redondance, et utiliser la vérification formelle (voir : l'initiative ZK-EVM vérifiée) pour s'assurer qu'ils sont sûrs.
• Les rollups natifs : faire de la vérification de la fonction de transition d'état EVM une partie du protocole lui-même, par exemple par le biais d'une précompilation (voir : [1] [2] [3] pour la recherche).

Aujourd'hui, nous devons travailler sur les deux en parallèle. Pour le stage 2 + multi-provers + vérification formelle, la feuille de route est relativement bien comprise. Le principal domaine pratique où nous pouvons accélérer les choses est de coopérer davantage sur les piles de logiciels, en réduisant la nécessité de dupliquer le travail tout en augmentant l'interopérabilité en tant que sous-produit.

Les rollups natifs sont encore une idée en phase préliminaire. Il y a beaucoup de réflexion à mener, en particulier sur la manière de rendre la précompilation d'un rollup natif aussi flexible que possible. L'objectif idéal serait qu'il prenne en charge non seulement les clones exacts de l'EVM, mais aussi les EVM ayant subi diverses modifications arbitraires, de telle sorte qu'une L2 avec un EVM modifié puisse toujours utiliser le précompilateur d’un rollup natif, et "apporter son propre prouveur" uniquement pour les modifications. Cela pourrait être fait pour les précompilations, les opcodes, l'arbre d'état et potentiellement d'autres éléments.

L'objectif est de faire en sorte que le déplacement d'actifs et l'utilisation d'applications sur différentes L2 se fassent de la même manière que s'il s'agissait de différents "shards" de la même blockchain. Depuis quelques mois, il existe une feuille de route assez bien comprise sur la manière d'y parvenir :

• Adresses spécifiques à une chaîne : l'adresse devrait inclure à la fois le compte de la chaîne et une sorte d'identifiant pour la chaîne elle-même. L'ERC-3770 est une première tentative dans ce sens, mais il existe maintenant des idées plus sophistiquées, qui déplacent également le registre des L2 vers Ethereum L1 lui-même.
• Cross-chain bridges standardisés et le passage de messages cross-chain : il devrait y avoir des moyens standard pour vérifier les preuves et passer des messages entre les L2, et ces normes ne devraient pas nécessiter de faire confiance à autre chose qu'aux systèmes de preuve des L2 elles-mêmes. Un écosystème reposant sur des bridge multisig n'est PAS acceptable. S'il s'agit d'une hypothèse de confiance qui n'existerait pas si nous avions fait du sharding comme en 2016, elle n'est pas acceptable aujourd'hui, point final.
• Accélérer les délais de dépôt et de retrait, de sorte que les messages "natifs" puissent prendre quelques minutes (et éventuellement un slot) plutôt que des semaines. Cela implique des prouveurs ZK-EVM plus rapides et l'agrégation de preuves.
• Lecture synchronisée du L1 à partir du L2. Voir : L1SLOAD, REMOTESTATICCALL. Cela facilite considérablement l'interopérabilité entre L2 et aide également les portefeuilles keystore.
• Séquençage partagé et autres travaux à plus long terme. Les based rollups sont précieux en partie parce qu'ils peuvent être en mesure de le faire plus efficacement.

Tant que ces standards sont respectés, les L2 peuvent encore avoir des propriétés très différentes les unes des autres : expérimentation avec différentes machines virtuelles, différents modèles de séquençage, compromis entre mise à l’échelle et la sécurité, et d'autres différences. Toutefois, les utilisateurs et les développeurs d'applications doivent savoir clairement quel niveau de sécurité ils obtiennent.

Pour progresser plus rapidement, une grande partie du travail peut être effectuée par des entités qui opèrent à travers l'écosystème : la Fondation Ethereum, les équipes de développement de client, les principales équipes d'application, etc. Cela réduira les efforts de coordination et rendra l'adoption de standards plus évidente, car le travail qui sera effectué par chaque L2 et portefeuille individuel sera réduit. Cependant, les L2 et les portefeuilles, en tant qu'extension de Ethereum, doivent encore intensifier leur travail sur le dernier kilomètre pour mettre en œuvre ces fonctionnalités et les proposer aux utilisateurs.

L'ETH comme actif à triple point

Nous devrions poursuivre une stratégie à plusieurs volets, afin de couvrir toutes les principales sources possibles de la valeur de ETH en tant qu'actif à triple point. Les éléments clés de cette stratégie pourraient être les suivants :

• Se mettre d'accord pour faire de ETH l'actif principal de la grande économie Ethereum (L1 + L2), soutenir les applications utilisant ETH comme garantie principale, etc.
• Encourager les L2 à soutenir ETH avec un certain pourcentage des frais. Cela pourrait se faire en brûlant une partie des frais, en les jalonnant de façon permanente et en faisant don des recettes aux biens publics de l'écosystème Ethereum, ou à un certain nombre d'autres formules.
• Soutenir les based rollups en partie comme un moyen pour le L1 de capturer de la valeur à travers le MEV, mais ne pas essayer de forcer tous les rollups à être des based rollups (parce que cela ne fonctionne pas pour toutes les applications), et ne pas supposer que cela seul résoudra le problème.
• Augmentez le nombre de blobs, envisagez un prix minimum pour les blobs et gardez les blobs à l'esprit comme un autre générateur de revenus possible. À titre d'exemple, si vous prenez le prix moyen des blobs des 30 derniers jours et que vous supposez qu'il reste le même (en raison de la demande induite) alors que le nombre de blobs augmente à 128, Ethereum brûlerait 713 000 ETH par an. Cependant, une courbe de demande aussi favorable n'est pas garantie, et il ne faut donc pas croire que cela suffira à résoudre le problème.

Ethereum a mûri en tant que solution technologique et écosystème social, nous rapprochant d'un avenir plus libre et plus ouvert où des centaines de millions de personnes pourront bénéficier des crypto-actifs et des applications décentralisées. Cependant, il reste encore beaucoup de travail à faire, et il est temps de redoubler d'efforts.

Si vous êtes un développeur de L2, contribuez à l'outillage pour faire évoluer les blobs de manière plus sûre, au code pour faire évoluer l'exécution de votre EVM, et aux fonctionnalités et standards pour rendre les L2 interopérables. Si vous êtes un développeur de portefeuilles, engagez-vous de la même manière à contribuer et à mettre en œuvre des standards pour rendre l'écosystème plus transparent pour les utilisateurs, et en même temps aussi sûr et décentralisé qu'il l'était quand Ethereum n'était qu'un L1. Si vous êtes un détenteur de ETH ou un membre de la communauté, participez activement à ces discussions ; il y a de nombreux domaines qui nécessitent encore une réflexion active et un brainstorming. L'avenir de Ethereum dépend du rôle actif de chacun d'entre nous.