Ne croyez T aux rumeurs : Ethereum peut évoluer

Hunter Hillman est responsable de la croissance chez Connext. Steven McKie est cofondateur d'Amentum Capital. Eric Olszewski est développeur Ethereum et cofondateur de Committed..

Ces derniers mois, nous avons constaté un nombre important d'articles annonçant l'échec et l'effondrement imminents de la plateforme Ethereum en raison de son incapacité à évoluer et de son manque général d'attrait auprès des utilisateurs. Ce n'est guère surprenant ; de nombreuses nouvelles technologies émergentes connaissent un cycle d'engouement similaire. Dans le célèbre modèle de Gartner, le « pic des attentes démesurées » est rapidement suivi du « creux de la désillusion ».

Dans le cas d’ Ethereum, nous avons dépassé le premier et sommes en bonne voie pour le second.

Les inquiétudes soulevées dans ces articles sont légitimes, mais elles ignorent généralement les progrès considérables réalisés chaque jour en matière d'évolutivité. Non, Ethereum ne peut pas évoluer pour devenir un ordinateur mondial dans son état actuel. Son débit est faible et son coût exorbitant. Cependant, ces problèmes étaient anticipés et bien compris, bien avant le lancement d' Ethereum en tant que blockchain. Dans cet article, nous aborderons les différentes solutions développées ces dernières années pour pallier ces limitations.

Au cœur de la bulle des ICO, les volumes élevés de transactions ont encombré le réseau et fait grimper le prix du GAS, la petite quantité d'ether nécessaire aux transactions. Cela a engendré des défis de scalabilité, dont les développeurs Ethereum étaient bien conscients et avaient déjà commencé à s'attaquer, même si l'attention des médias pourrait laisser penser le contraire.

Bien que la mise à l'échelle Ethereum puisse être un nouveau monde pour certains, les options permettant d'aborder le débit sont sur le radar des développeurs depuis des années :

• Faites évoluer Ethereum lui-même pour pouvoir gérer la charge de transaction accrue (par exemple, via les mises à niveau connues sous le nom de Serenity et Casper).
• Réduisez la charge sur la chaîne principale en déplaçant la majeure partie des transactions vers une deuxième couche et en utilisant uniquement la couche de base pendant le règlement des transactions (par exemple, les canaux de paiement, les canaux d'état, le plasma et les chaînes latérales)

Les solutions de « couche ONE» comme le sharding et Casper figurent sur la feuille de route Ethereum depuis quelques années, mais ont connu de nombreux revers qui ont empêché des progrès significatifs en matière de mise en œuvre et de développement. Même après ces améliorations, des mécanismes de mise à l'échelle de « couche 2 » resteront nécessaires, offrant un débit encore plus élevé, des transactions privées et des frais de transaction réduits.

Avant d'aborder les différentes solutions de couche 2, nous vous invitons à considérer Ethereum comme une couche de règlement globale plutôt qu'un ordinateur mondial holistique. Cela signifie Ethereum sert à régler toutes les transactions effectuées hors de la chaîne principale et à assurer les transferts de valeur en conséquence. C'est ce cas d'usage de la blockchain, agissant comme un tiers impartial pour l'arbitrage, qui est à l'origine de toutes les solutions de couche 2.

À un niveau élevé, toute solution de couche deux suit cette formule, ou une variante de celle-ci :

• Deux ou plusieurs parties conviennent d’un ensemble de règles selon lesquelles elles devront rejoindre et quitter une solution de couche deux.
• Ces parties encodent ensuite ces règles dans un contrat intelligent qui exige que chaque partie verse un dépôt de garantie.
• Après avoir déposé leurs dépôts de garantie, toutes les parties peuvent opérer entre elles hors chaîne tout en soumettant des mises à jour intermittentes au contrat intelligent en chaîne.
• ONE ou plusieurs parties souhaitent quitter la solution de couche deux, elles fournissent généralement une preuve cryptographique qui est une représentation précise du dépôt de garantie restant de chaque partie.
• Il existe une période de contestation pendant laquelle la preuve peut être contestée et rejetée. Passée cette période, les parties concernées quitteront la solution de niveau 2 avec leurs soldes mis à jour.

Les innovations de couche 2, comme Plasma et les canaux de paiement/canaux d'état, dont certaines traitent déjà des paiements réels en production, faciliteront la majeure partie des transactions Ethereum . La mise à l'échelle d'une blockchain publique (surtout ONE d'un mécanisme de consensus aussi robuste) est certes difficile. Mais ce n'est en aucun cas impossible ; en effet, la prise en charge des contrats intelligents et la machine virtuelle Ethereum (EVM) offrent des solutions de mise à l'échelle innovantes et une plus grande extensibilité que d'autres chaînes qui tentent de se déployer via une deuxième couche avec des scripts basés uniquement sur les sorties de transactions non dépensées (UTXO), lesquelles ne sont T aussi extensibles, par conception (un ensemble différent de compromis et d'avantages, comme tout en informatique).

Les difficultés des applications distribuées (dapps) à fidéliser leurs utilisateurs sont bien connues. Mais des années de recherche et de mise en œuvre à grande échelle permettent d'offrir l'expérience utilisateur et la faible latence nécessaires pour prendre en charge les dapps avec un nombre élevé d'utilisateurs actifs mensuels (MAU).

En bref, les solutions de couche deux d'Ethereum sont presque prêtes à être PRIME , avec des entreprises comme Centet Spankchain (avertissement :NSFW), et d'autres, déjà au service des utilisateurs sur la blockchain active, sont sur le point de renverser le discours selon lequel Ethereum ne peut T évoluer. Les sections suivantes abordent les limites des méthodes d'évolutivité traditionnelles tant vantées et plaident en faveur de la suite de solutions robustes et généralisables d'Ethereum.

Méthodes de mise à l'échelle traditionnelles

La plupart des méthodes traditionnelles de mise à l'échelle se résument au constat que de nombreuses interactions ne nécessitent T de consensus rigoureux pour être considérées comme définitives par les parties concernées. Par exemple, si un détaillant et un client conviennent qu'un service a été rendu de manière satisfaisante en échange d'un paiement spécifié, il n'y a aucune raison de recourir à une confirmation par un tiers, un quatrième ou un cinquième intervenant.

Ce qui compte, ce sont deux facteurs : (i) la certitude que le payeur remplira sa part du marché, et (ii) que ni le payeur ni le bénéficiaire n’ont à faire confiance à un tiers pour exécuter fidèlement la transaction en leur nom.

Ce cadre nous permet d'envisager une évolutivité hors chaîne, où les transactions sont effectuées hors de la blockchain principale et réglées ultérieurement sur la chaîne. Pour se conformer à (i), les payeurs doivent s'engager de manière cryptographique et irrévocable à transférer des fonds ; pour se conformer à (ii), ces fonds doivent être transférés de manière non fiduciaire et la transaction doit être exécutoire sur la chaîne si nécessaire.

Ces critères sous-tendent le réseau Lightning de Bitcoin, qui a (à juste titre) fait l'objet d'une large couverture médiatique. Imaginez-le comme une addition au bar : les participants acceptent de payer de petites sommes au cours d'une soirée, mais ne règlent leur compte qu'en fin de soirée. Il s'agit bien sûr d'une simplification excessive du réseau Lightning ; une explication plus détaillée est disponible.ici.

Lightning est indéniablement bénéfique pour Bitcoin et recèle un potentiel considérable pour la mise à l'échelle de la couche 2 du Bitcoin . En raison notamment de sa large couverture médiatique, Lightning est souvent considéré comme la solution miracle aux problèmes de mise à l'échelle du Bitcoin. Parallèlement, de nombreux articles ont salué les « blockchains tueuses d'Ethereum » et ont affirmé que ce Ethereum était incapable de mise à l'échelle. En bref, c'est faux.

Premièrement, Ethereum est largement capable d'augmenter le volume des paiements de manière très similaire à Lightning. Les canaux de paiement basés sur des contrats temporels hachés (HTLC) sont tout aussi réalisables sur Ethereum que sur Bitcoin. De fait, Ethereum permet des stratégies multi-sauts plus innovantes et conviviales que bBitcoin, et leur déploiement est bien plus simple.

Bitcoin utilisant un modèle UTXO, les fonds doivent être transmis par messagerie cryptographique traditionnelle pour effectuer des transactions (même hors chaîne). En revanche, le système de solde de compte d'Ethereum permet des mises à jour de solde hors chaîne plus simples et moins coûteuses.

Par exemple, Connextmise en œuvre des canaux de paiement(qui a ététraitement des paiements en production pour Spankchain(depuis près de quelques mois) utilise des « threads », une implémentation multi-sauts qui permet aux parties de se transmettre directement les mises à jour de solde plutôt que de recourir à un routage de paiement verrouillé par hachage. Il s'agit d'une approche moins coûteuse en termes de calcul, tout aussi rapide et tout aussi sécurisée, probablement mieux adaptée à de nombreux modèles de transaction que Lightning.

De plus, les interactions contractuelles complexes nécessitent un déploiement BIT intensif, car les scripts Bitcoin sont quelque peu limités. Le modèle UTXO, bien qu'excellent pour envoyer et recevoir des transactions signées à vérifier sur un réseau blockchain, nécessite d'adapter vos scripts pour des cas d'utilisation plus novateurs (par exemple, les dépôts fiduciaires).

Avec la généralisabilité d' Ethereum et la capacité de créer des jetons, des registres, des actifs non fongibles (comme CryptoKitties, ou identifiants numériques pour les produits de luxe) et d'autres normes de contrats intelligents acceptées par la communauté, la création de contrats modulaires et interopérables ciblant l'EVM est tout simplement plus transparente.

Canaux d'état généralisés

La prise en charge des contrats intelligents et des EVM sur Ethereum permet une grande variété d'applications qui ne sont actuellement pas réalisables sur des systèmes nonTuring-complet des plateformes comme Bitcoin, en raison de son architecture et de ses décisions de conception – qui réduisent sa surface d'attaque globale, ce qui à son tour met davantage l'accent sur son cas d'utilisation de paiements peer-to-peer sans autorisation comme sa fonctionnalité la plus vantée.

Cependant, comme les scripts Turing-complets sont plus compliqués à exécuter que les transactions simples, ces capacités augmentent la congestion globale sur Ethereum (et entraînent la taille du Étatcroître à un rythme beaucoup plus rapide).

Nous avons déjà expliqué comment les canaux de paiement peuvent réduire les frais et la latence des paiements peer-to-peer, mais Ethereum prend en charge une logique de transaction beaucoup plus complexe que les canaux de paiement n'abordent T .

Les canaux d'état généralisés proposent toutefois une solution aux problèmes de mise à l'échelle liés aux interactions contractuelles complexes. À l'heure actuelle, les interactions contractuelles avec état, qui permettent les cas d'utilisation pour lesquels Ethereum est connu, doivent être exécutées sur la blockchain. L'idée de nombreux investisseurs baissiers sur Ethereum est qu'à mesure que le nombre de contrats déployés augmente, appels de fonction va progressivement submerger le réseau et faire grimper les prix du GAS en flèche.

La mise à l'échelle de la couche ONE , qui a reçu la grande majorité de la couverture médiatique, demande comment nous pouvons accueillir davantage de ces interactions complexes sur la blockchain en direct, ou le réseau principal ; les solutions de couche 2 comme les canaux d'état généralisés et Plasma (plus d'informations à ce sujet plus tard) demandent comment nous pouvons déplacer davantage de ces fonctions hors chaîne, tout en conservant la sécurité et l'intégrité que nous offre le réseau principal (compte tenu de certains compromis).

La sécurité des canaux de paiement repose sur la capacité de chaque partie à « se connecter à la chaîne » et à utiliser un contrat intelligent pour régler et rectifier les litiges. Autrement dit, les canaux de paiement permettent à deux parties de se comporter comme si elles effectuaient des transactions sur la chaîne, même si ce n'est T.

Comme ils peuvent accéder à la chaîne à tout moment (les mises à jour de solde qu'ils FORTH pèsent sur les transactions en chaîne), en cas de litige, le contrat détermine simplement quelle mise à jour de solde est la plus récente en interrogeant la chaîne du réseau principal. La résolution des litiges en chaîne est toutefois coûteuse en temps et en GAS; les acteurs rationnels éviteraient donc ce scénario. De plus, si la plupart des canaux d'état utilisent des normes sécurisées et auditées, nous pouvons créer des systèmes interopérables à finalité rapide, soumis aux mêmes garanties cryptographiques que les interactions sur le réseau principal, avec un coût en GAS considérablement réduit, voire nul.

Instanciation contrefactuelle

Cette approche soulève la question suivante : si nous pouvons inciter les parties à se comporter comme si un contrat simple existait sur la chaîne, pouvons-nous faire de même pour une logique plus complexe ? Une stratégie est connue sous le nom d'instanciation contrefactuelle.

Il existe quelques implémentations différentes, mais elles reposent toutes sur le même principe : l'état est transmis au framework généralisé une fois au début et peut être manipulé selon un contrat spécifié (mais non déployé) à l'ouverture du canal. Les litiges sont également réglés par le contrat. Cependant, comme les participants ont la possibilité d'invoquer le contrat sur la chaîne, tous sont incités à se comporter comme s'il existait.

Les effets des canaux d’état généralisés prêts pour la production qui exploitent l’instanciation contrefactuelle seront doubles :

• Les opérations impliquant des contrats désormais instanciables de manière contrefactuelle se dérouleront toutes hors chaîne ; le volume de contrats déployés diminuera par rapport au statu quo. Cela réduira la congestion du réseau, au bénéfice des contrats devant être déployés sur la chaîne.
• Les opérations qui se produisent hors chaîne dans les canaux d'état généralisés n'entraînent T de délais de confirmation ni de frais de GAS ; cela améliorera radicalement l'expérience utilisateur et permettra à Ethereum (dans son ensemble) de s'adapter à des volumes de transactions d'un ordre de grandeur supérieur.

Connexion,Contrefactuel,Péroun, et d'autres travaillent activement à l'élaboration de frameworks de canaux d'état généralisés (GCA) qui répondront directement aux problèmes de congestion du réseau, d'expérience utilisateur et de coût, souvent cités comme les points faibles d'Ethereum. Ces solutions, basées sur des contrats intelligents, sont nettement plus extensibles que les solutions de mise à l'échelle basées sur UTXO, préservent la sécurité de la blockchain sous-jacente et ont le potentiel d'ouvrir de nouveaux Marchés et opportunités commerciales promis par Ethereum. Nous pensons que les GCA ont le potentiel d'être aussi transformateurs pour Ethereum que Serenity ; que ce soit en raison d'un manque d'accès à l'information ou d'une communication insuffisante, ils n'ont pas reçu l'attention qu'ils méritaient.

Foudre

Lightning a été le point de départ des canaux de paiement basés sur UTXO,échanges atomiques, et bien plus encore. Le travail réalisé par Olaoluwa Osuntokun, Joseph Poon et tout l'écosystème des chercheurs et ingénieurs spécialisés dans la foudre est impressionnant.

Il existe quelques implémentations fonctionnelles du protocole et de la spécification Lightning, notamment le projet LND (par Lightning Labs, dirigé par son scientifique en chef, Olaoluwa et écrit dans le langage de programmation Go), et leProjet C-Lightning(écrit en C).

En plus d'ajouts intéressants comme les « Watchtowers » (services qui surveillent vos canaux de paiement pour détecter les fraudes et restent en ligne afin que votre nœud n'ait pas à l'être - en échange de frais), lePortefeuille Neutrino(Client léger expérimental de Lightning Labs, également écrit en Go), il existe une multitude d'autres améliorations dans le pipeline comme la spécification Lightning etla communauté des développeurs mûrit et grandit.

Certaines des recherches approfondies se concentrent actuellement sur : l'épissage (dépôt/retrait partiel et déploiement de canaux parallèles) ; Wumbo (suppression de la limite de capacité du canal) ; les paiements multi-chemins (diviser un paiement en plusieurs, lui permettant d'être acheminé sur plusieurs routes - pensez au sharding) ; les destinations cachées (routes publiques pour les paiements vers des canaux privés) et d'autres travaux plus approfondis sont effectués à plusieurs reprises lors de conférences et par des équipes indépendantes dans le monde entier.

Le travail de l'équipe Lightning et la mise à l'échelle des chaînes UTXO, grâce à des implémentations Crypto de pointe, constituent un véritable exploit et ne peuvent être sous-estimés. Le problème est souvent que les utilisateurs cherchent à comparer directement les mesures de mise à l'échelle de couche 2 de Lightning et d'Ethereum en utilisant des méthodologies similaires, T tenir compte des compromis et des capacités uniques offerts par les deux solutions, en raison de l'architecture unique de la chaîne racine sous-jacente (c'est-à-dire le modèle UTXO par rapport au modèle de compte d' Ethereum).

Plasma

Les canaux d'état généralisés sont loin d'être la seule option pour faire évoluer Ethereum. Plasma est une solution de mise à l'échelle de deuxième couche qui, associée aux canaux d'état, vise à offrir un débit et une finalité supplémentaires, mais avec des compromis supplémentaires.

Considérez Plasma comme une sorte de « proto-chaîne », ONE cherche à imiter autant que possible l'intégrité et la sécurité de la chaîne racine, simplement avec une composante de coût variable, qui est généralement plus élevée que celle des canaux d'état (en raison de la réplication d'une plus grande partie des fonctionnalités de la chaîne principale sur un nouveau substrat au-dessus).

Plasma prend l'intégralité de l'état hors chaîne et conserve un état complet de celui-ci, haché sur la chaîne principale racine (qui a son propre ensemble de compromis de risque, bien que cela soit constamment amélioré grâce à des recherches supplémentaires).

Bien que le débit puisse être supérieur à celui de la chaîne principale, contrairement aux canaux d'état où il n'y a pas d'algorithme de consensus formel, les chaînes Plasma peuvent apporter leur propre algorithme de consensus unique, avec ses temps de blocage personnalisés également (qui possèdentleur propre série de compromis). Bien que le débit et la finalité ne soient pas aussi rapides, ils sont bien plus accessibles que les canaux d'état, car n'importe qui peut accéder à l'état de la chaîne racine diffusé et s'y joindre, tandis que les canaux d'état ne sont accessibles qu'à leurs contreparties convenues (dans la plupart des implémentations actuelles). De plus, les canaux d'état ne sont plus disponibles après la fermeture d'un canal, ce qui en fait des machines économiques à durée de vie limitée, car ils sont conçus pour être plus semi-permanents.

Cependant, dans Plasma, comme chaque interaction d'état doit être enregistrée dans la chaîne racine, depuis la chaîne enfant, ces coûts sont plus élevés selon la version de Plasma choisie. Avec des avancées régulières dans la mise en œuvre optimale de Plasma au sein de nombreuses équipes réparties dans le monde entier, nous sommes convaincus qu'une norme commune émergera, avec un ensemble de compromis judicieux et applicable à un large éventail de cas d'utilisation.

Le pouvoir des normes interopérables

La liquidité non dépositaire – et la manière de la transmettre de la manière la plus efficace et la plus sûre dans un certain nombre de scénarios différents impliquant plusieurs participants – est une À découvrir en cours qui continue d’élargir la science émergente de la crypto-économie et la manière dont divers mécanismes fonctionnent dans des conditions conflictuelles.

Des normes comme ERC-20 (pour les jetons) et ERC-721 (pour les actifs non fongibles) renforcent la sécurité sociale des technologies d'évolutivité de couche 2 Ethereum et des dApps, car il existe des normes et des bonnes pratiques acceptées par la communauté concernant les normes à mettre en œuvre pour certains cas d'utilisation. Ceci est particulièrement important lorsque ces différentes normes – qui cherchent à interagir de ONE fluide pour permettre la « Finance décentralisée » – peuvent communiquer de manière interopérable, avec un minimum de frictions et de coûts.

Ces interactions et économies sans friction qui naissent de la nouvelle interopérabilité entre les jetons, les actifs non fongibles et l'évolutivité de la couche 2 créent une sécurité supplémentaire pour le grand réseau Ethereum , car tous les participants sont désormais liés dans une activité économique complexe sur les couches supplémentaires au-dessus ; le tout étant construit sur des normes sécurisées, qui ont été auditées et acceptées par la grande communauté technique.

L'importance d'une architecture non dépositaire, combinée à la voie de moindre résistance vers les fonctionnalités les plus extensibles et généralisables, ne peut être sous-estimée. Il s'agit de composants et de principes fondamentaux essentiels à la mise en œuvre de nouvelles machines économiques innovantes, autrefois considérées comme impossibles à mettre en œuvre dans le monde réel en raison des coûts, de la réglementation et des limitations informatiques.

Il est temps d'adopter un nouveau récit

La mise à l'échelle des blockchains est difficile, et Ethereum ne fait pas exception. Mais glorifier les blockchains « tueuses d'Ethereum », ou leurs alternatives préexistantes, sous prétexte Ethereum ne peut T évoluer, minimise le travail remarquable accompli par la communauté Ethereum sur la Technologies de couche 2. Des solutions de couche ONE sont en cours d'élaboration et transformeront probablement le réseau à terme, mais les solutions de couche 2 arrivent déjà sur le marché.

L'idée selon laquelle Ethereum ne peut T évoluer et que les solutions de couche ONE constituent les seules solutions pour faire évoluer le réseau sont rébarbatives et sont activement réfutées quotidiennement dans les environnements de production. Aujourd'hui, Ethereum est une plateforme lente et imparable pour la monnaie programmable ; le potentiel d'un tel système est évident. Un système financier entièrement nouveau pourrait être construit sur Ethereum, et les solutions de couche 2 ouvriront la voie à de nouveaux Marchés radicaux exploitant cette infrastructure financière décentralisée.

Le transfert de valeur, la gouvernance, de nouveaux types de Marchés et de structures incitatives, la coordination communautaire et même la mise en œuvre efficace de la Juridique fiscale sont possibles sur Ethereum. Les développeurs Ethereum anticipent cet avenir et développent les dApps pour le concrétiser. D'autres développeurs Ethereum développent les protocoles permettant au réseau d'être utilisable à une échelle suffisamment importante pour ouvrir la voie à cet avenir.

Cet article ne vise pas à critiquer les implémentations alternatives de blockchain, dont beaucoup repoussent les limites de la recherche cryptographique, comme indiqué précédemment. Il ne s'agit pas non plus d'un plaidoyer en faveur des ICO, du shilling et du battage médiatique malavisé.

Il s’agit plutôt d’un argument en faveur de l’évolutivité Ethereum , d’un avenir économique décentralisé qui utilise la blockchain Ethereum comme couche de règlement et facilite la majeure partie des transactions avec les technologies de couche deux.

C'est un cas pour l' Ethereum que nous voyons, et nous espérons qu'il sera reconnu comme il se doit par le public et verra le jour.

Image Ethereum via les archives CoinDesk .