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Cours 9
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Ethereum 2.0 : une explication simple

Ethereum 2.0 fait référence à un ensemble de mises à jour qui visent à résoudre les limites actuelles d’Ethereum. Ces défis comprennent une évolutivité restreinte, des problèmes avec son algorithme de consensus et des besoins énergétiques excessifs.

  • Ethereum 2.0 est une mise à jour du réseau Ethereum qui met à niveau plusieurs aspects de l’écosystème et vise à résoudre un certain nombre de problèmes.

  • L’évolutivité est l’une des principales caractéristiques d’Ethereum 2.0.

  • Avec Ethereum 2.0, le réseau va passer à un algorithme proof-of-stake.

Dans ce cours, vous allez découvrir Ethereum 2.0.

Alors qu’un nombre croissant d’utilisateurs s’engage dans le réseau Ethereum, celui-ci a commencé à faire face à des obstacles qui doivent être surmontés pour assurer un avenir viable. Ces défis comprennent une évolutivité restreinte, les limites et les conséquences de l’algorithme de consensus proof-of-work, ainsi que les vastes besoins énergétiques du réseau. Ether est l'une des altcoins les plus populaires et les tokens ERC20 sont les tokens les plus populaires sur la blockchain Ethereum. Ethereum 2.0 est une mise à jour du réseau Ethereum actuel, qui doit résoudre divers problèmes pour améliorer son écosystème.

Les trois jalons du lancement d’Ethereum 2.0 

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Les trois plus grandes étapes de ce processus comprennent: 

  • L’implémentation de la chaîne phare, qui sera une force dirigeante de l’écosystème

  • Les chaînes de fragments, qui sont destinées à augmenter la disponibilité des données et à diminuer le temps de traitement des transactions

  • L’arrimage du mainnet Ethereum. 

Leur intégration devrait être achevée en 2023.

Phase 0 : Le lancement de la chaîne phare

La chaîne phare est en ligne depuis le 1er décembre 2020. En tant que premier élément d’Ethereum 2.0, son lancement est parfois appelé « Phase 0 ». La chaîne phare est le mécanisme de coordination derrière le nouvel écosystème Ethereum et prendra le contrôle une fois que toutes les mises à jour d’Ethereum 2.0 auront été implémentées.

La chaîne phare est responsable de l’introduction de la proof-of-stake (staking d’ETH) dans l’écosystème Ethereum. Elle est également l’entité de coordination des 64 fragments qui seront introduits ultérieurement lors de la phase des chaînes de fragments (sharding ou fragmentation). 

La chaîne phare est responsable de l’introduction de la proof-of-stake (staking d’ETH) dans l’écosystème Ethereum.

Il est important de noter que la chaîne phare n’apporte aucune modification au mainnet d’Ethereum. Les deux systèmes fonctionneront en parallèle l’un par rapport à l’autre sans que rien ne change pour le mainnet d’Ethereum.

Phase 1 : Les chaînes de fragments

Dans ce que l’on appelle la « Phase 1 », l’écosystème basculera progressivement de l’exécution de toutes les opérations sur une seule blockchain principale à la distribution de la charge sur 64 fragments (blockchains). 

Comme vous l’avez appris dans le cours 8 de la section Expert de la Bitpanda Academy, un fragment est une blockchain séparée dans un écosystème qui est connectée à la blockchain principale et à d’autres fragments dans le même écosystème. Dans Ethereum 2.0 spécifiquement, les 64 fragments initiaux seront interconnectés et régis par la chaîne phare une fois que la dernière phase de la mise à niveau sera implémentée.

Ces fragments seront contrôlés et connectés par la chaîne phare, qui leur permettra de communiquer et de transférer des données entre eux tout en sécurisant l’écosystème. Les fragments fonctionnent selon l’algorithme, permettant une validation plus rapide des transactions. En effet, les validateurs ne doivent se concentrer que sur un seul fragment (blockchain) relativement compact parmi les 64 qui leur a été attribué, au lieu de traiter toute une blockchain substantielle.

Augmentation de la capacité de transaction

Grâce à cette mise à jour, le réseau Ethereum gagnera en scalabilité car davantage de transactions pourront être traitées. En outre, les exigences matérielles sont appelées à diminuer considérablement pour les validateurs, étant donné que chaque validateur ne stocke que les données de son fragment respectif. À l’avenir, ces changements pourraient permettre d’exécuter Ethereum même sur un téléphone mobile ou un ordinateur portable.

Il n’est pas encore décidé si les fragments seront utilisés pour exécuter des DApp et des transactions. Ils permettront toutefois un stockage et un accès plus faciles aux données. Cette phase d’implémentation des fragments est toujours en cours et devrait être terminée courant 2023.

Phase 2 : L’arrimage du mainnet d’Ethereum

Après cette implémentation, la blockchain actuelle du mainnet d’Ethereum sera « arrimée » (connectée) au nouvel écosystème aux 64 fragments, complétant ainsi la mise à jour d’Ethereum 2.0 pendant la phase 1.5. 

Avec cette implémentation, l’algorithme proof-of-work sera éliminé de l’écosystème Ethereum et la proof-of-stake prendra pleinement effet sur l’ensemble du réseau. Le mainnet, une fois arrimé, apportera la capacité d’exécuter des smart contracts dans l’écosystème rénové d’Ethereum. 

Jusqu’à ce que l’arrimage ait lieu, le mainnet d’Ethereum continuera à fonctionner sans aucun des changements d’Ethereum 2.0 en parallèle avec la chaîne phare et ses fragments. Selon ethereum.org, l’arrimage devrait être terminé courant 2022 ou 2023.

Qu’est-ce qu’Ethereum 2.0 ?

Ethereum 2.0 fait référence à un ensemble de mises à jour qui visent à s’attaquer aux obstacles auxquels Ethereum est confronté. Il s’agit notamment de l’évolutivité restreinte, des limites de l’algorithme de consensus actuel, de la proof-of-work et des effets négatifs de l’importante consommation d’énergie du réseau sur l’environnement. 

Les idées centrales autour d’Ethereum 2.0 proviennent de Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum et du chercheur Vlad Zamfir, à l’époque de la création du réseau Ethereum, et ont été mises en œuvre depuis lors.

Principales caractéristiques d’Ethereum 2.0

Augmentation de l’évolutivité

Jusqu’à présent, le réseau Ethereum ne possédait qu’une seule blockchain, le mainnet d’Ethereum. Cela signifie que le nombre de transactions dans le mainnet était limité à une fréquence de 15 à 45 par seconde. Pour résoudre ce problème, le réseau passe d’une seule chaîne (mainnet d’Ethereum) à un ensemble de 64 chaînes (fragments) dans le cadre de l’implémentation d’Ethereum 2.0, diminuant ainsi le temps nécessaire à la validation des transactions. 

Changement de l’algorithme de consensus

La sécurité du réseau est actuellement fondée sur l’algorithme de consensus proof-of-work. Un problème persistant est le risque d’une attaque à 51 %, hautement improbable, mais réel. Par exemple, Ethereum Classic, un fork d’Ethereum, a été victime à plusieurs reprises d’attaques à 51 %. En outre, l’algorithme proof-of-work nécessite une grande puissance de calcul qui consomme de grandes quantités d’électricité. Par conséquent, la transition devrait également permettre de remédier aux aspects environnementaux et aux failles de sécurité du réseau existant. Avec Ethereum 2.0, l’écosystème passera à un algorithme de consensus de type proof-of-stake. 

Afin de devenir un validateur de transactions dans le réseau, c’est-à-dire la personne chargée de vérifier la légitimité des transactions en échange d’une compensation en ETH (Ether), le validateur potentiel doit d’abord mettre en jeu sa cryptomonnaie ETH. En l’occurrence, la mise en jeu suppose qu’un validateur fournisse au minimum 32 ETH.

Le staking sur le nouveau réseau

Plus un validateur met d’ETH en jeu, plus il a de chances d’obtenir une tâche de validation pour recevoir des récompenses. En misant suffisamment d’ETH, tout le monde peut devenir un validateur sans avoir besoin d’une puissance de calcul très performante (comme dans le système de proof-of-work), ce qui réduit la consommation d’électricité du réseau et le rend ainsi plus écologique.

L’algorithme proof-of-stake protège également le réseau de la possibilité d’attaques coordonnées qui pourraient survenir si un agent contrôlait 51 % ou plus de la puissance de calcul globale du réseau. 

Les avantages du staking

Avec l’algorithme proof-of-stake, si un ou plusieurs validateurs devaient agir illégalement et tenter d’attaquer un fragment, l’algorithme pourrait automatiquement détruire leur enjeu. Par conséquent, ce système de pénalités est destiné à dissuader toute attaque coordonnée. De plus, au fur et à mesure de l’adoption de l’écosystème à 64 fragments, les validateurs seront assignés de manière aléatoire à ces fragments et répartis entre eux afin de réduire considérablement les risques d’une attaque planifiée et concentrée sur un seul fragment.

AUTRES LECTURES

ARTICLES :

  • Auffray, Christophe — Avec ETH 2.0, l’Ether pourrait supplanter Bitcoin.

  • Cauffet, Clément — Ethereum 2.0 (ETH) : quel avenir pour les mineurs ? ;

  • Valente, Manuel — Vers la révolution Ethereum 2.0 ;

LIENS :

Algorithmes de consensus : la proof-of-stake

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