L’un des principaux obstacles à l’adoption massive d’Ethereum réside dans les frais de gaz élevés que les utilisateurs doivent payer pour effectuer des transactions ou interagir. Lorsque l’activité en chaîne augmente, les frais de gaz augmenteront également considérablement, augmentant ainsi le seuil d’utilisation.

Afin d'améliorer les performances d'Ethereum L1+L2 et de résoudre le problème des frais de gaz, la Fondation Ethereum a proposé d'utiliser l'EIP-4844 pour réduire les frais de gaz et augmenter le débit comme solution de transition à moyen terme. Cet article détaillera l'EIP-4844 et pourquoi il est essentiel à la mise en œuvre de la feuille de route Ethereum.

EIP-4844Introduction

Ethereum EIP-4844 est le contenu principal de la mise à niveau de Cancun, qui introduit un nouveau type de transaction (transaction de portage blob) pour réduire les frais de transaction Ethereum. Un blob effectue une transaction comme une transaction Ethereum classique, mais avec des données supplémentaires, appelées blob. Comparé aux données d'appel actuelles qui stockent les données de transaction de manière immuable et en lecture seule en mémoire, le stockage blob est beaucoup plus volumineux et moins cher.

À en juger par la différence entre blockspace et blobspace dans l'image ci-dessus, les blobs sont différents des blocs visibles par la machine virtuelle Ethereum (EVM). Les blobs ne sont disponibles que pendant une courte période et ne sont pas visibles par EVM. De plus, les blobs résident sur la couche de consensus Ethereum plutôt que sur la couche d’exécution axée sur le calcul. Plus important encore, le blobspace est beaucoup moins cher que le blockspace.

EIP-4844, également connu sous le nom de Proto-Danksharding, mettra en œuvre le même cadre et la même logique Danksharding que le nouveau format de transaction et les nouvelles règles de vérification.

Chronologie de développement EIP-4844

Au cours des 3 dernières années, Ethereum a connu une série de mises à niveau, passant du consensus PoW au PoS et rendant sa blockchain plus évolutive.

Voici une chronologie et un aperçu des mises à jour importantes d’Ethereum :

Le 1er décembre 2020, la chaîne de balises pilotée par PoS a été mise en ligne et les utilisateurs d'Ethereum peuvent miser leurs ETH sur une chaîne de balises distincte pour vérifier les transactions.

En septembre 2022, la Beacon Chain a fusionné avec le réseau principal Ethereum, réunissant la couche d'exécution et la couche de consensus du réseau.

Le 13 avril 2023, la mise à niveau de Shanghai (EIP-4895) a été lancée, ouvrant la fonction de gage et de retrait d'ETH pour les validateurs d'Ethereum.

Ces mises à niveau sont nécessaires pour qu’Ethereum augmente l’évolutivité, mais elles n’améliorent pas directement les vitesses de transaction de la blockchain ni les prix du gaz. Les futures mises à niveau telles que le sharding et le Danksharding rendront Ethereum véritablement évolutif.

Qu’est-ce que le partage ?

Le Sharding fait référence à la division d'un réseau blockchain en unités plus petites appelées « chaînes de fragments ». Chaque chaîne de fragments peut traiter les transactions en parallèle pour maximiser le débit des transactions, réduire la congestion du réseau et réduire les frais de gaz. En d’autres termes, le partitionnement est une méthode permettant de diviser une base de données en bases de données plus petites qui gèrent des segments de données spécifiques, augmentant ainsi l’efficacité et les performances de ces bases de données.

En raison de la grande difficulté de la technologie de sharding, Ethereum a décidé d'adopter une solution intermédiaire, c'est-à-dire d'implémenter d'abord le Proto-Danksharding, et enfin de passer au Danksharding, plus facile à mettre en œuvre.

Qu’est-ce que le Danksharding ?

Danksharding est une nouvelle architecture de partitionnement qui s'appuie sur des données de grande capacité appelées blobs pour faire évoluer la blockchain Ethereum. Les protocoles de couche 2 centrés sur le cumul utilisent un espace de données blob supplémentaire pour atténuer la congestion du réseau, réduisant ainsi les frais de transaction.

Actuellement, le TPS de la couche de base d’Ethereum est d’environ 15 et le TPS de sa deuxième couche est d’environ 100. Selon des estimations approximatives, Danksharding devrait augmenter le TPS d'Ethereum (en considérant L1+L2 dans leur ensemble) à 100 000.

Une autre innovation de Danksharding est le marché des frais fusionnés, dans lequel un seul proposant sélectionne les transactions pour tous les fragments, plutôt que chaque fragment ait son propre proposant. Afin de garantir le bon fonctionnement de ce marché de frais fusionné et d'atténuer le problème de la valeur maximale extractible (MEV), une méthode appelée Proposer vs. Builder Separation sera également mise en œuvre (le proposant fait référence au choix des transactions à inclure dans le prochain bloc du protocole Ethereum. validateur).

Cependant, la mise en œuvre complète du Danksharding sur Ethereum ne se fait pas du jour au lendemain, mais nécessite la mise en œuvre progressive de plusieurs mises à niveau, telles que EIP-4844 (Proto-Danksharding).

Qu’est-ce que le Proto-Danksharding ?

Le Proto-Danksharding, du nom de deux chercheurs d'Ethereum, Proto Lambda et Dankrad Feist, augmentera le TPS d'Ethereum à environ 1 000 et constitue une étape plus simple requise avant d'atteindre le Danksharding complet. Plus important encore, il introduira de nouveaux types de transactions acceptant les données blob, ce qui constitue un élément important pour rendre possible le Danksharding complet.

Vitalik Buterin estime que Proto-Danksharding implémente la plupart de la logique et du cadre de Danksharding, mais n'implémente toujours aucun partitionnement réel. En d’autres termes, Proto-Danksharding est le prototype de Danksharding, qui fournit le cadre nécessaire à la mise en œuvre d’autres mises à niveau de partitionnement à l’avenir.

EIP-4844 Comment réduire les frais de gaz ?

L'objectif principal de l'EIP-4844 (Proto-Danksharding) est de réduire les frais de gaz Ethereum en utilisant des blobs pour effectuer des transactions. Les données blob sont moins chères, la machine virtuelle Ethereum (EVM) ne peut pas y accéder et ne peut voir que l'engagement envers le blob. De plus, la bande passante des données dans Proto-Danksharding est fixée à 1 Mo par emplacement.

Étant donné que le simple fait de rendre CallData moins cher peut conduire à des inadéquations dans le cas moyen ou dans le pire des cas, les développeurs d'Ethereum ont tenté de réduire les frais de gaz en créant de nouveaux types de transactions transportant des blob (axées sur les transactions du L2 Rollup).

La taille moyenne des blocs Ethereum est d’environ 90 Ko, mais en théorie, la taille maximale des blocs est d’environ 1,8 Mo. Cela signifie que les blocs Ethereum peuvent accueillir davantage de transactions pendant les périodes de forte activité du réseau, mais à des frais de gaz très élevés. Si les données d'appel sont 10 fois moins chères, le volume des transactions augmentera de 10 fois et, dans les cas extrêmes, la taille des blocs augmentera de 10 fois (18 Mo). Il est évident qu’Ethereum ne peut pas accueillir des blocs aussi énormes dans son réseau.

solution

ProtoDanksharding résout la crise des prix du gaz grâce au marché multidimensionnel des frais EIP-1559.

Avant que ProtoDanksharding ne soit proposé, EIP-4488 avait tenté de résoudre le problème des frais de gaz élevés.

EIP-4488 a deux règles : le coût du gaz des données d'appel est réduit de 16 unités de gaz par octet à 3 unités de gaz ; la limite de 1 Mo par bloc plus 300 octets par transaction, la valeur maximale peut être d'environ 1,4 Mo.

Les limites de taille de bloc constituent le moyen le plus simple de garantir que les pics de charge moyens des blocs n'entraînent pas de pics de charge extrêmes. De plus, la taille de bloc la plus extrême (1,4 Mo) est toujours inférieure à la taille de bloc maximale actuelle (1,8 Mo).

Puisque l'EIP-4488 a déjà proposé une solution au problème du gaz, pourquoi la communauté Ethereum a-t-elle finalement choisi l'EIP-4844 pour réduire les frais de gaz ? Parce que l'EIP-4488, tout en minimisant les changements actuels (en maintenant la stabilité), nécessitera davantage de changements à l'avenir. En revanche, le but du Proto-Danksharding est d’apporter davantage de modifications au cadre pour aider le réseau Ethereum à passer au danksharding à l’avenir.

Proto-Danksharding crée un type de transaction distinct qui enregistre les données du cumul L2 dans des blobs de grande capacité, et le nombre de blobs qui existent dans chaque bloc est plafonné, ce qui réduira considérablement les frais L2. Le blob est stocké sur la couche de consensus, et non sur la couche d'exécution, et n'est donc pas accessible par la machine virtuelle Ethereum (EVM).

Même après le Proto-Danksharding, le partitionnement restera une tâche complexe, mais la complexité sera limitée à la couche de consensus. Par conséquent, les équipes clientes de la couche d’exécution et les développeurs de rollups n’ont pas besoin d’effectuer de travail supplémentaire pour passer du Proto-Danksharding au partitionnement complet.

EIP-4844 sépare également les données blob des données d'appel, ce qui facilite le stockage des données blob pendant des périodes plus courtes.

Options de stockage de données pour EIP-4844

Un proto-Danksharding d'environ 1 Mo par emplacement (12 secondes) générera 2,5 To de données par an. La couche consensus peut résoudre les problèmes de stockage des données avec des périodes de conservation historiques (EIP-4444) et mettre en œuvre une logique pour supprimer automatiquement les données blob après une période de temps.

Concernant la question de savoir comment accéder aux anciennes données blob, il existe plusieurs façons de stocker les données historiques sur des protocoles décentralisés. Par exemple, les protocoles spécifiques aux applications tels que le rollup, Bittorrent, le réseau de portail Ethereum, les explorateurs de blocs, les fournisseurs d'API et les protocoles d'indexation tiers (The Graph) peuvent tous stocker un historique complet.

Quelles sont les mises à niveau avant et après EIP-4844 ?

Les développeurs d'Ethereum ont proposé plusieurs mises à niveau avant l'EIP-4844 pour réduire les frais de gaz. Par exemple, l'EIP-3651 réduit les frais de gaz qui empêchent les constructeurs de blocs d'interagir avec le logiciel de création de blocs Ethereum Coinbase, l'EIP-3855 réduit les frais de gaz pour les développeurs via Push 0 et l'EIP-3860 réduit les frais de gaz pour des cas d'utilisation spécifiques.

EIP-4844 est une étape vers le partage complet qui étendra le réseau Ethereum et réduira les frais de gaz. Les développeurs prévoient un « Verge » après EIP-4844, où des arbres Verkle seront introduits pour l'évolutivité.

Impact de l'EIP-4844

L'objectif principal de l'EIP-4844 est de réduire les frais de gaz L2 d'Ethereum de 10 à 100 fois en utilisant de nouvelles transactions transportant des blob, facilitant ainsi la transition vers le partage complet puisque toutes les mises à niveau futures n'auront lieu que sur la couche de consensus.

Au niveau architectural, EIP-4844 a introduit des transactions de transport de blob. C'est la première fois qu'Ethereum construit une couche de données distincte pour L2, jetant ainsi les bases d'un Danksharding complet ultérieur.

Au niveau du modèle économique, EIP-4844 introduira un nouveau marché payant pour les blobs, ce qui constituera également la première étape pour Ethereum vers un marché multidimensionnel.

En termes d'expérience utilisateur, la perception la plus intuitive des utilisateurs est la réduction significative des frais de L2. Cette amélioration sous-jacente importante constituera une base importante pour l'explosion de L2 et de sa couche applicative.

résumé

EIP-4844 est une mise à niveau majeure qui rend le réseau Ethereum plus évolutif tout en permettant de nécessiter moins de mises à jour pour un partitionnement complet à l'avenir. Proto-Danksharding augmente l'espace du groupe de données blob, ce qui permettra davantage de traitement des données, réduisant ainsi la congestion du réseau et les frais de gaz.

En tant que mise à niveau de protocole très complexe, EIP-4844 est une partie importante de la feuille de route Ethereum et est également liée à d'autres mises à niveau du système, telles que la séparation des proposants et des constructeurs et les ajustements des frais de blob EIP-1559.

En plus d'introduire des transactions de transport de blob, EIP-4844 mettra en œuvre une logique de couche d'exécution, des règles de validation, un marché du gaz multidimensionnel et d'autres modifications du système requises pour un partitionnement complet à l'avenir.

Il convient de noter que même si l'EIP-4844 implémentera la majeure partie de la logique Danksharding complète, il n'implémentera aucun partitionnement réel. En plus de rapprocher Ethereum des niveaux de coût et de débit nécessaires pour parvenir à une adoption massive, l’EIP-4844 peut également améliorer l’évolutivité et les économies de coûts.

Bien que l'EIP-4844 n'ait pas encore de date de sortie exacte, il devrait être mis en œuvre plus tard cette année. Après la mise en œuvre d'EIP-4844, les utilisateurs constateront des améliorations significatives d'Ethereum, en particulier L2, principalement des transactions plus rapides et des frais réduits. La mise en œuvre réussie de l’EIP-4844 rendra également Ethereum plus compétitif dans le domaine des cryptomonnaies.