Titre original :L'ordinateur mondial cryptographique ; Auteur original : Vitalik
Compilé par Odaily Planet Daily (@OdailyChina) ; Traducteur : Asher (@Asher_ 0210)
Nous appelons souvent Ethereum une « blockchain », et ce nom fait facilement penser qu'il s'agit essentiellement de la même technologie que le Bitcoin créé par Satoshi Nakamoto en 2009. À bien des égards, c'est vrai ; même le futur « Lean Ethereum » construit selon la feuille de route Strawmap conservera encore certaines caractéristiques de base d'une blockchain.
Mais au cours des quinze dernières années, cette technologie a beaucoup changé, et elle continuera de se développer au cours des trois prochaines années.Ce vers quoi Ethereum se dirige pourrait être un système fondamentalement différent de la blockchain primitive.
L'Ethereum d'aujourd'hui prend en charge le calcul à usage général et utilise la preuve d'enjeu. Il existe déjà des applications sur chaîne utilisant des preuves à divulgation nulle de connaissance, et les L2 fournissent également une mise à l'échelle et une protection de la confidentialité. L'Ethereum du futur pourra choisir, en fonction des besoins des applications, entre un calcul à très grande échelle et une capacité de calcul entièrement à usage général ; les blocs pourront être construits conjointement par plusieurs parties de diverses manières ; la preuve d'enjeu sera encore optimisée ; et les preuves à divulgation nulle de connaissance joueront également un rôle clé au niveau de la couche de base.
En regardant le livre blanc de Bitcoin, qu'est-ce qu'Ethereum a changé ?
En revisitant le livre blanc original de Bitcoin, puis en le comparant section par section avec Ethereum en 2015, 2025 et l'horizon 2030 envisagé, presque chaque partie a subi des changements majeurs.
Prenons l'autorisation des transactions comme exemple. La blockchain primitive reposait principalement sur des signatures, tandis qu'à l'avenir, elle pourrait également utiliser des signatures résistantes aux attaques quantiques ou des preuves à divulgation nulle de connaissance. Vérifier les blocs ne nécessite plus nécessairement de télécharger toutes les données et de réexécuter tous les calculs ; au lieu de cela, la disponibilité des données peut être vérifiée via PeerDAS, puis le SNARK peut être vérifié. Le processus par lequel les transactions entrent dans les blocs, la manière dont les calculs et le stockage sont traités, et ce que les clients légers peuvent vérifier par eux-mêmes, sont tous très différents de la blockchain primitive.
Presque tous les attributs fondamentaux qui définissent une « blockchain » ont déjà changé, ou sont sur le point de changer :
- Méthode de vérification : du téléchargement des blocs et de la réexécution, à l'échantillonnage via PeerDAS et à la vérification des SNARKs ;
- Mécanisme de consensus : de la PoW à la PoS, puis à une PoS plus hautement optimisée ;
- Droits de construction des blocs : d'un seul mineur construisant des blocs, à plusieurs parties participant à la construction.
Par conséquent, après avoir terminé la mise à niveau Lean, Ethereum est encore appelé une « blockchain », en grande partie simplement pour perpétuer un nom historique. Il conserve à la fois les idées fondamentales proposées par Satoshi Nakamoto et utilise également des outils cryptographiques développés au cours des cinquante dernières années de recherche universitaire. Ces outils n'existaient pas en 2009, ou n'étaient pas encore matures.
La cryptographie n'est pas la seule discipline importante. La vérification formelle, la théorie des bases de données, les réseaux pair-à-pair, la théorie de l'information et l'économie jouent également un rôle. Cependant, les progrès dans ces domaines n'ont pas changé le processus de base de la blockchain primitive. Tout le monde essaie de générer le prochain bloc conforme aux règles de la PoW ; après qu'un participant réussit, il diffuse le bloc, les autres le téléchargent et le réexécutent, et ainsi de suite. Le développement de la cryptographie, cependant, change ce processus lui-même.
Qu'obtiennent les utilisateurs, et que doivent changer les développeurs ?
Ces changements technologiques modifieront également les compromis auxquels les utilisateurs font face lorsqu'ils utilisent le réseau Ethereum.
Le réseau Ethereum de 2015 pouvait continuer à fonctionner, résister à la censure des transactions, garantir que les transactions sont exécutées selon des règles préécrites et rendre les transactions irréversibles. Mais ces garanties s'accompagnaient de coûts très élevés. La capacité de confidentialité du réseau était limitée, et la confirmation des transactions prenait du temps. Si les utilisateurs voulaient vérifier par eux-mêmes, ils devaient exécuter un nœud assez puissant ; sinon, ils ne pouvaient faire confiance qu'à d'autres.
Le réseau Ethereum envisagé en 2030 conservera ces garanties et assurera en outre que les transactions entrent dans les blocs en temps réel grâce à FOCIL. Dans certains scénarios, la protection de la vie privée qu'il offre pourrait être plus forte que celle des serveurs. Cependant, le calcul à usage général reste coûteux et il est également difficile de protéger pleinement la vie privée. De nombreux calculs spécialisés peuvent être beaucoup moins coûteux, et de nombreuses applications spécialisées peuvent également offrir une protection de la vie privée plus forte.
La confirmation des transactions prend encore du temps. En 2015, le réseau Ethereum produisait un bloc environ toutes les 17 secondes, et attendre 12 confirmations prenait environ 200 secondes.D'ici 2030, un seul slot pourrait être raccourci à environ 4-8 secondes, et atteindre la finalité pourrait prendre environ 8-32 secondes.Les utilisateurs doivent encore exécuter leurs propres nœuds pour obtenir les garanties de vérification les plus complètes, mais les exigences pour exécuter un nœud seront bien moindres.
En même temps, la manière dont les développeurs organisent le calcul affectera directement les coûts des applications. Dans les débuts de la blockchain, la même quantité de données et de calcul signifiait généralement des frais similaires. L'avenir est différent : si toutes les opérations sont entassées dans une seule transaction qui ne peut être exécutée que séquentiellement, le coût sera élevé ; si les dépendances entre les étapes sont clarifiées afin qu'elles puissent être traitées en parallèle, ou agrégées avant d'entrer dans le bloc final, le coût peut être réduit.
Cela changera progressivement la conception des applications Ethereum. À long terme, peut-être seules les informations impliquant des changements d'état et leur ordre d'exécution, qui doivent être gérées par la blockchain, doivent être mises on-chain. D'autres contenus peuvent être agrégés à l'avance, permettant à la blockchain de se concentrer davantage sur son propre travail.
La décentralisation pourrait aussi devenir un avantage de performance
Peut-être le changement le plus important est que la décentralisation du réseau n'est plus simplement un coût supporté pour la sécurité et la robustesse. Dans quelques cas, elle peut aussi devenir un avantage de performance. Un réseau décentralisé peut stocker plus de données en parallèle et peut également accomplir de grandes quantités de calcul en parallèle, dont une grande partie peut être effectuée dans le mempool. Dans certains cas, il peut également renforcer la confidentialité, car seul un réseau décentralisé peut effectivement masquer des informations telles que l'origine des données et des requêtes.
C'était autrefois une vision d'Ethereum au milieu des années 2010.La décentralisation ne devrait pas seulement servir à améliorer la robustesse du système, mais devrait aussi aider le système à passer à l'échelle.Puisqu'un système centralisé peut améliorer les performances en répartissant le travail entre différents participants, un système décentralisé devrait également pouvoir le faire.
La condition clé manquante à l'époque était la vérification. Après avoir divisé le travail, il faut confirmer que chaque partie a été correctement accomplie. Les premières conceptions tentaient d'utiliser des comités sélectionnés aléatoirement, mais établir des comités était complexe et coûteux, et augmentait considérablement la latence ; si le comité manquait à ses devoirs, il n'y avait pas non plus de remède. Aujourd'hui, la cryptographie moderne a résolu ce problème, et les surcoûts apportés par les schémas associés diminuent également mois après mois.
La latence est une autre direction qui mérite attention. Ethereum lui-même ne pourra jamais égaler la latence d'un serveur, mais l'infrastructure construite autour de lui le peut peut-être. Globalement, si une couche décentralisée plus forte peut être établie entre les utilisateurs et la chaîne, et que cette couche n'est pas elle-même la chaîne, Ethereum pourrait acquérir des capacités plus fortes sans nuire aux propriétés fondamentales de la chaîne.
De la blockchain à l'« ordinateur mondial cryptographique »
Plus loin dans l'avenir, Ethereum pourrait également connaître un autre changement, à savoir l'essor de l'obfuscation indistinguable (iO). Idéalement, une technologie d'obfuscation utilisable peut éliminer le compromis entre confidentialité et généralité, permettant à un nombre illimité de participants de participer à un calcul à usage général de manière sécurisée et chiffrée. Même des formes plus faibles de technologie d'obfuscation peuvent être utilisées dans des scénarios tels que les mempools chiffrés. Cependant, les changements discutés plus tôt dans cet article n'ont pas besoin d'attendre que cette technologie mûrisse pour se produire.
C'est l'« ordinateur mondial cryptographique ».Ethereum ne sera plus simplement un registre où les gens placent des données et des calculs à exécuter, mais deviendra une architecture combinant blockchain, technologies cryptographiques de confidentialité et de vérification, et puissants composants off-chain décentralisés.
Pour construire pleinement un tel système, il reste encore de nombreux défis. Rendre les preuves à divulgation nulle de connaissance suffisamment efficaces et sûres n'est pas facile, mais la portée de ce problème est relativement claire, et il est actuellement continuellement optimisé à l'aide d'outils d'IA. Le problème plus difficile, à l'échelle du système, pourrait être de savoir comment gérer un état massif et permettre à différents participants d'accéder à cet état en parallèle. Des solutions associées ont déjà vu le jour, mais elles doivent encore être continuellement améliorées à mesure que les besoins des applications futures deviennent progressivement plus clairs.
D'après la feuille de route Strawmap, le fork Hegota prévu pour l'année prochaine pourrait être le dernier fork « régulier » d'Ethereum. Les fonctionnalités et technologies qu'il adopte seraient encore à peu près reconnaissables pour les gens de 2015. Le travail qui suivra impliquera des STARK récursifs, une vérification formelle automatisée, des algorithmes de consensus hautement optimisés, et rendre tout cela résistant aux attaques quantiques.
PeerDAS a déjà commencé la transformation d'Ethereum, d'une simple blockchain en un système plus puissant. Après Hegota, cette transformation deviendra la ligne principale du développement d'Ethereum. En fin de compte, Ethereum devrait fournir un calcul hautement sécurisé qui est moins coûteux, à plus grande échelle et plus privé que par le passé.
