Points clés à retenir

  • Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) est la composante de consensus qui apporte la finalité des blocs à Ethereum, et elle est en direct depuis The Merge, le 15 septembre 2022.

  • Le mécanisme de consensus actif d’Ethereum s’appelle Gasper : il s’agit d’une combinaison de Casper-FFG et de LMD-GHOST, qui déterminent ensemble quels blocs sont finalisés et quelle chaîne est la chaîne canonique.

  • Dans le cadre de la preuve d’enjeu (PoS), les validateurs misent un minimum de 32 ETH pour proposer et attester des blocs, et ils peuvent être pénalisés (slashed) en cas de comportement malhonnête.

  • La transition de la preuve de travail (PoW) a supprimé le processus de minage énergivore d’Ethereum ; le réseau nécessite désormais nettement moins d’énergie pour fonctionner.

  • Casper-CBC, une approche alternative proposée par Vlad Zamfir, a joué un rôle important dans les premières recherches sur la PoS, mais elle n’est désormais plus activement développée au sein d’Ethereum.

Binance Academy courses banner

Introduction

Casper est le nom donné au mécanisme de finalité qui sous-tend la transition d’Ethereum de la preuve de travail (PoW) à la preuve d’enjeu (PoS). Lorsqu’Ethereum a été lancé en 2015, le réseau reposait sur un minage énergivore pour sécuriser le système. Les développeurs planifiaient déjà un passage à long terme vers un modèle basé sur le staking, et Casper était le protocole conçu pour rendre ce changement possible.

Cette transition n’est désormais plus un élément de feuille de route. Le 15 septembre 2022, Ethereum a achevé The Merge, la mise à niveau qui a mis définitivement fin au minage PoW et a activé la couche de consensus PoS. Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) est maintenant un composant en direct et opérationnel du réseau Ethereum.

Casper FFG et Casper CBC

Deux implémentations de Casper ont été développées en parallèle pendant la phase de recherche d’Ethereum.

Casper FFG (Friendly Finality Gadget)

Casper-FFG a été proposé par le cofondateur d’Ethereum Vitalik Buterin comme un surcouche de finalité pour la chaîne PoS. Son rôle consiste à faire passer les blocs de point de contrôle d’epoch au statut « justified » (justifiés) une fois que les deux tiers des ETH misés votent en leur faveur, puis au statut « finalized » (finalisés) une fois qu’un point de contrôle ultérieur est également justifié. Inverser des blocs finalisés nécessiterait de détruire au moins un tiers de tous les ETH misés, rendant ce type d’attaque extrêmement coûteux.

Casper-FFG est la version qui a été retenue pour la mise en production. Combiné avec la règle de choix de chaîne de fork-choice via LMD-GHOST, il forme Gasper, le mécanisme de consensus en direct d’Ethereum depuis The Merge.

Casper CBC (Correct-by-Construction)

Casper-CBC a été proposé par le chercheur de la Fondation Ethereum Vlad Zamfir. L’approche visait à construire des protocoles PoS qui sont prouvablement sûrs par conception, couvrant une famille plus large de modèles de consensus. Bien que Casper-CBC ait contribué de manière significative aux premières recherches sur la PoS, il n’est désormais plus activement développé dans le protocole central d’Ethereum. Ses idées continuent toutefois d’influencer plus largement les recherches en matière de consensus de blockchain.

Comment fonctionne Gasper

Le mécanisme de consensus actuel d’Ethereum s’appelle Gasper, qui combine Casper-FFG (finalité) avec LMD-GHOST (choix de fork). Ensemble, ils déterminent quelle chaîne est canonique et à quel moment les blocs deviennent irréversibles.

Validateurs et staking

Pour participer au consensus, les utilisateurs doivent miser un minimum de 32 ETH dans un contrat de dépôt, ce qui active un validateur. Les validateurs sont responsables de la proposition et de l’attestation des nouveaux blocs à chaque créneau de 12 secondes. Des centaines de milliers de validateurs actifs sécurisent actuellement le réseau Ethereum.

Ceux qui accomplissent leurs tâches honnêtement gagnent des récompenses de staking. Ceux qui tentent de tricher — par exemple en votant deux fois ou en proposant des blocs contradictoires — sont soumis au slashing, c’est-à-dire qu’une partie de leurs ETH misés est détruite et qu’ils sont finalement contraints de quitter l’ensemble des validateurs.

Finalité et points de contrôle d’epoch

Le temps sur Ethereum est divisé en slots (12 secondes chacun) et en epochs (32 slots, soit environ 6,4 minutes). À la fin de chaque epoch, un bloc de point de contrôle est désigné. Lorsque deux tiers des validateurs attestent ce point de contrôle, il devient « justified ». Lorsque le point de contrôle suivant est également « justified », le point de contrôle précédent devient « finalized ».

Les blocs finalisés sont considérés comme permanents dans des conditions normales de fonctionnement du réseau. Les renverser exigerait qu’un attaquant contrôle plus d’un tiers de tous les ETH misés et soit prêt à le perdre via le slashing.

Inactivity leak

Si le réseau ne peut pas finaliser les blocs parce que trop de validateurs sont hors ligne, Casper-FFG active un inactivity leak. Au fil du temps, le stake des validateurs hors ligne s’écoule progressivement, réduisant leur part du stake total jusqu’à ce que la majorité active puisse à nouveau atteindre le seuil des deux tiers nécessaire à la finalité. Ce mécanisme est conçu pour aider la chaîne à se rétablir même dans des scénarios de perturbation sévères.

Une brève histoire de Casper

Les origines de Casper-FFG remontent à 2014–2015, lorsque Vitalik Buterin a commencé à formaliser un « finality gadget » PoS. La Beacon Chain, une chaîne PoS dédiée exécutant Gasper, a été lancée le 1er décembre 2020 en tant que chaîne parallèle en direct aux côtés du réseau principal PoW existant d’Ethereum. Cela a donné à la communauté Ethereum près de deux ans pour tester intensivement la conception avant The Merge.

Le 15 septembre 2022, le réseau principal Ethereum a fusionné avec la chaîne Beacon, achevant la transition de la preuve de travail (PoW) à la preuve d’enjeu (PoS). Ce changement a mis fin au minage d’Ethereum entièrement. Les validateurs ont remplacé les mineurs en tant que producteurs de blocs du réseau, et la consommation d’énergie a chuté d’environ 99 % par rapport à l’ère PoW. L’appellation « Ethereum 2.0 », autrefois utilisée pour décrire la feuille de route de mise à niveau vers la PoS, a été officiellement abandonnée par la Fondation Ethereum après The Merge.

Avantages de Casper et de l’Ethereum PoS

Consommation d’énergie nettement plus faible

Les systèmes de preuve de travail (PoW) exigent des mineurs qu’ils fassent tourner du matériel spécialisé, très gourmand en énergie, en continu. Avec la PoS, les nœuds validateurs sont relativement plus légers. La transition vers un consensus basé sur Casper a réduit drastiquement la consommation d’énergie d’Ethereum, rendant le réseau plus efficace en ressources sans compromettre la sécurité.

Une sécurité économique renforcée

Casper-FFG relie directement la sécurité du réseau aux enjeux économiques. Les validateurs qui agissent contre les règles du protocole perdent une valeur réelle grâce au slashing (réduction/forfait). Pour perturber la finalité, un attaquant devrait contrôler plus d’un tiers de l’ensemble des ETH misés, et pour finaliser des blocs malveillants, il faudrait atteindre les deux tiers. Dans tous les cas, l’attaquant perdrait cet enjeu via le slashing, ce qui rend les attaques à grande échelle économiquement prohibitives.

Finalité déterministe

Sous PoW, la finalité des blocs est probabiliste : un bloc n’est considéré comme « final » qu’après qu’un nombre suffisant de confirmations s’accumulent. Casper-FFG apporte une finalité déterministe : une fois qu’un bloc est finalisé, le renverser exigerait de détruire une part substantielle des ETH misés. Cela offre aux applications et aux utilisateurs des garanties plus solides concernant la permanence des transactions.

Participation des validateurs élargie

Le minage PoW nécessite un investissement matériel initial important, ce qui tend à concentrer la participation parmi des opérations bien financées. La PoS ouvre la participation à toute personne capable de respecter le minimum de 32 ETH misés. Pour les utilisateurs qui n’atteignent pas ce seuil, des services de staking mutualisé et des protocoles de liquid staking permettent de participer avec des montants plus faibles, même si chacun comporte son propre profil de risque.

Limites

Casper-FFG repose sur le fait qu’une supermajorité de validateurs est en ligne et honnête. Si plus d’un tiers des validateurs conspirent ou passent hors ligne simultanément, la finalité peut se bloquer. Le mécanisme d’inactivity leak répond à ce scénario, mais il introduit une période d’incertitude pendant que le réseau se rétablit.

La sécurité augmente aussi avec la valeur totale des ETH misés. À mesure que le staking se concentre dans de grands pools, les hypothèses liées à la décentralisation peuvent être mises sous pression au fil du temps. Les chercheurs continuent d’étudier les scénarios d’attaque et les cas limites, avec des améliorations continues de la spécification Gasper.

Les protocoles de liquid staking sont devenus une façon courante pour les utilisateurs de participer sans immobiliser 32 ETH, mais ils introduisent aussi des risques liés aux contrats intelligents et à la concentration qu’il convient de comprendre avant de s’y engager.

Dernières réflexions

Casper-FFG n’est plus une proposition de recherche : c’est le mécanisme de finalité en production qui alimente Ethereum aujourd’hui, fonctionnant via le système de consensus Gasper en parallèle avec LMD-GHOST. The Merge a achevé ce que des années de recherche et la chaîne Beacon avaient préparé : une transition complète de la preuve de travail à la preuve d’enjeu.

Comprendre Casper, c’est comprendre comment Ethereum parvient à un accord, pourquoi les blocs finalisés sont considérés comme permanents, et quels risques courent les validateurs lorsqu’ils participent. Alors qu’Ethereum continue d’évoluer grâce aux futures mises à niveau, les fondations posées par Casper-FFG restent au cœur de la manière dont le réseau fonctionne.

Pour aller plus loin

  • Qu’est-ce que le staking en crypto (PoS) et comment fonctionne-t-il ?

  • Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

  • Qu’est-ce que le staking crypto et comment ça marche ?

  • La mise à niveau The Merge d’Ethereum : tout ce que vous devez savoir

  • Qu’est-ce que le liquid staking ?

Avertissement : ce contenu vous est présenté « tel quel », à des fins d’information générale et uniquement à des fins éducatives. Il ne constitue aucune déclaration ni garantie de quelque nature que ce soit. Il ne doit pas être interprété comme un conseil financier, juridique ou autre conseil professionnel, et il ne vise pas à recommander l’achat d’un produit ou d’un service spécifique. Vous devez demander votre propre avis à des conseillers professionnels appropriés. Lorsque le contenu est fourni par un contributeur tiers, veuillez noter que les opinions exprimées appartiennent au contributeur tiers et ne reflètent pas nécessairement celles de Binance Academy. Les prix des actifs numériques peuvent être volatils. La valeur de votre investissement peut baisser ou augmenter et vous pourriez ne pas récupérer le montant investi. Vous êtes seul responsable de vos décisions d’investissement et Binance Academy n’est pas responsable des pertes que vous pourriez subir. Pour plus d’informations, consultez nos Conditions d’utilisation, l’Avertissement relatif aux risques et les Conditions de Binance Academy.