Qu’est-ce que l’Ethereum 2.0 ?

Ethereum 2.0 est une mise à niveau du réseau Ethereum qui devrait avoir lieu en 2020.

Une fois lancé, Ethereum 2.0 sera principalement un réseau de test pour tester le système d’algorithme de consensus Proof-of-Stake. La plupart de l’activité économique et des contrats intelligents continueront de fonctionner sur le réseau Ethereum d’origine, qui continuera d’être un système parallèle à Ethereum 2.0. Les développeurs implémentent la possibilité de transition d’Eth1 vers Eth2, mais l’inverse sera impossible.

Quelles sont les trois phases du déploiement d’Ethereum 2.0 ?

Phase 0: Beacon Chain

Il est possible que cette phase démarre en juillet 2020. Cela comprend uniquement le test du nouveau mécanisme de preuve d’enjeu, de sorte que le réseau sera principalement piloté par les tests, bien qu’il utilisera de vrais jetons Ethereum. Au cours de cette phase, les aspects suivants du PoS devraient devenir fonctionnels:

• Gestion de l’ensemble des stakers (staking);
• Gestion des fonds des parties prenantes;
• Un générateur de nombres aléatoires qui vous aide à sélectionner les producteurs de blocs et les conservateurs de jalonnement;
• Les parties prenantes votent pour les propositions de taille de bloc;
• Distribution des récompenses et attribution des pénalités aux parieurs.

Phase 1: Sharding

Un réseau expérimental avec 64 fragments sera initialement déployé. Alors que la phase 0 vise à tester l’infrastructure de base de PoS, en l’absence d’activité économique significative, la phase 1 vise à tester le modèle de sharding de base. Au cours de cette phase, 65 blockchains fonctionneront en parallèle – la Beacon Chain, qui existait à l’étape 0, et 64 nouveaux fragments. Il y aura également un mécanisme de communication et de liaison bidirectionnel entre la chaîne Beacon et les 64 fragments.

Phase 2: Mise en place du nouveau mode de fonctionnement

On suppose qu’à ce stade, les contrats intelligents commenceront à fonctionner sur le réseau et que l’activité économique commencera. Les fragments ne seront plus des magasins de données brutes, mais commenceront à ressembler à des machines virtuelles et à des contrats intelligents Ethereum 1.0. Les spécifications pour la phase 2 sont en cours de développement.

Fixation unilatérale

Après le lancement d’Ethereum 2.0, deux réseaux fonctionneront en parallèle – Eth1 et Eth2. Il sera initialement possible de convertir des pièces Eth1 en pièces Eth2, mais pas l’inverse, donc en théorie les pièces Eth2 devraient se négocier à un prix inférieur ou égal à la valeur des pièces Eth1. Cependant, dans les premiers stades de la transition, il est peu probable que les pièces Eth2 soient tarifées ou soutenues par des bourses, car leur seule utilisation serait le jalonnement. Même les transactions de base ne seront pas possibles.

Pour transférer Eth1 vers Eth2, vous devrez utiliser le contrat d’entiercement Eth1. Cet accord détruit les pièces sur Eth1, puis la destruction peut être utilisée comme confirmation pour émettre de nouvelles pièces Eth2. Les pièces sont brûlées de façon permanente, bien que la récupération des pièces puisse être réalisée grâce à un changement de protocole résultant d’un hard fork.

Les pièces transférées vers Eth2 vont automatiquement au pool de validateurs.

Proof-of-Stake

Selon le concept de preuve de mise, le « poids » du vote et le montant de la récompense du validateur sont déterminés par la valeur des pièces de la mise. Les spécifications Eth2 stipulent que chaque validateur doit avoir 32 ETH. Si le contrat reçoit plus de 32 ETH, alors le jalonneur ne reçoit pas de récompense de ces pièces supplémentaires. S’il y a moins de 32 pièces ETH, le staker ne sera pas activé. Par conséquent, vous devrez transférer ETH vers Eth2 par portions de 32 pièces. Chaque portion de 32 ETH peut être un piquet distinct.

À quoi ressemblera l’émission de pièces ?

Eth1 continuera à fonctionner sur une base de preuve de travail, tandis qu’Eth2 fonctionnera sur une base de preuve d’enjeu.

Pendant cette période, les deux groupes de validateurs, de mineurs et de stakers recevront des récompenses, de sorte que le taux d’inflation d’Ethereum augmentera – au moins jusqu’à la fusion des deux systèmes.

Le niveau d’émission d’Eth2 dépendra du nombre de jetons impliqués dans le processus de jalonnement. Le niveau d’émission annuel sera basé sur un algorithme dans lequel Eth2 est le nombre de jetons Ethereum impliqués dans le pool de validation Proof-of-Stake (la source de ces chiffres est un article de Vitalik Buterin publié en avril 2019):

La formule est basée sur l’idée que plus il y a d’ETH transféré à Eth2, plus de nouvelles pièces seront émises, mais les revenus d’investissement diminueront proportionnellement à l’augmentation du nombre de pièces de la mise. Graphique illustrant le taux d’inflation d’Ethereum 2.0:

Taux d’inflation Ethereum 2.0:

Le taux d’émission détermine le montant de la rémunération. Le prix vise à motiver les utilisateurs à déplacer des pièces vers Eth2 et vers le steak. La récompense diminuera proportionnellement au nombre de pièces déplacées, car le succès d’Eth2 en réduira le besoin. Un tel modèle peut garantir que le nombre de pièces déplacées est suffisant pour augmenter considérablement la taille du réseau; cependant, l’émission ne deviendra pas trop élevée si Eth2 est populaire.
Un tel modèle semble contredire le plan original d’Ethereum pour une «inflation linéaire permanente».

Certains facteurs peuvent atténuer l’impact d’une éventuelle hausse de l’inflation:

• Dans la phase 1, le système de commission devrait inclure deux éléments: une commission de base au cours de laquelle les pièces sont brûlées et une commission bonus pour les parieurs. Les pièces brûlées réduiront l’inflation.
• Si les validateurs ne peuvent pas participer au processus de validation – par exemple, si les nœuds cessent de fonctionner ou perdent leur connexion au réseau – alors la récompense de jalonnement est annulée.
• Si les validateurs enfreignent les règles, ils sont condamnés à une amende et les pièces confisquées sont brûlées.

Ces mécanismes pourraient entraîner la combustion d’un grand nombre de jetons Ethereum, atténuant potentiellement l’effet d’une inflation élevée.

Comment se déroulera la fusion blockchain ?

À l’avenir, Eth1 et Eth2 pourraient fusionner à nouveau en un seul système dans quelques années. En fait, Eth1 deviendra un fragment à l’intérieur d’Eth2, permettant à Ethereum de se déplacer entre les fragments dans les deux sens, et les deux pièces fusionneront en un seul. Vraisemblablement, la majeure partie de l’activité économique qui se déroule actuellement sur Eth1 continuera à se dérouler à l’intérieur du fragment Eth2.

La prochaine étape pourrait être la fusion des systèmes de consensus. Le fragment Eth1 peut progressivement passer à Proof-of-Stake.

La preuve de travail peut continuer à fonctionner, mais après un nombre donné de blocs – par exemple, tous les 100 blocs – le consensus du bloc déterminera la preuve d’enjeu. En fin de compte, il sera possible d’abandonner complètement la preuve de travail: les récompenses pour le bloc de preuve de travail deviendront inutiles. Cela donnera aux utilisateurs et aux investisseurs d’Ethereum plus de certitude concernant le calendrier de l’inflation.

Comment la preuve d’enjeu fonctionnera-t-elle dans Eth 2.0 ?

La Proof-of-Stake est un concept général de la règle de sélection de fourche.

La préférence est donnée à la chaîne sur laquelle la plupart des pièces de monnaie votent. Les principes fondamentaux du système de vote pour Eth2 sont les mêmes que ceux trouvés dans les propositions d’Ethereum 2018 et sont basés sur l’idée du gadget Casper Friendly Finalty. Cependant, le système a été mis à jour en fonction de la combinaison du gadget Casper Friendly Finalty et de la règle de choix de la fourche de sous-arbre la plus récente et gourmande la plus lourde observée (Casper FFG et LMD GHOST).

Le moteur du système de vote contient les composants suivants. Tout d’abord, un grand pool de stakers, chacun représentant jusqu’à 32 ETH (32 ETH sont nécessaires pour activer un staker; ce montant peut être réduit à 16 ETH, ce qui entraîne la désactivation). Ce pool ne vote pas directement pour les blocs – il est divisé en comités dont les membres sont choisis au hasard parmi les membres du pool plus large.

La raison de la division en comités est que tous les acteurs ne peuvent pas voter pour chaque bloc – sinon, la blockchain contiendrait trop de données de vote, ce qui rendrait la mise à l’échelle impossible.

De plus, les comités vous permettent de collecter des données de vote dans des éléments de données contrôlés. Par conséquent, des sous-groupes d’acteurs sont choisis au hasard pour voter dans ces comités.

Selon les spécifications Eth2, le nombre cible d’acteurs dans chaque comité est de 128 (le minimum souhaité). Les développeurs estiment qu’il s’agit d’un nombre suffisant de parieurs pour fournir une garantie probable de la sélection des blocs. Les signatures vocales peuvent être combinées pour réduire la taille de bloc requise et mettre à l’échelle le réseau.

Les comités sont élus au hasard par un système tel que RanDAO. La sélection aléatoire définit une phrase mnémotechnique qui est ajoutée chaque fois qu’un bloc est suggéré. Pour contrer les attaques par fragmentation de bloc, le bloc d’offre n’a que deux options qui peuvent affecter la phase mnémotechnique: offrir le bloc ou non. Par conséquent, les possibilités de manipulation sont limitées.

En plus de la répartition des intervenants par comités, il existe une autre sous-catégorie de blocs et de blocs de points de contrôle.

Un bloc sur 32 est un point de contrôle de bloc (point de contrôle), et l’intervalle de temps entre les points de contrôle est appelé une époque. Dans les limites de chaque époque, il y a 32 intervalles de temps (intervalles) de 12 secondes dans lesquels des blocs peuvent être proposés.

Ainsi, chaque époque compte 32 ensembles de créneaux pour 32 comités. À la fin de chaque époque, les membres du comité changent de place. Chaque tranche horaire dispose d’un comité (le «minimum souhaité» est de 128 membres). Un membre a le droit exclusif de proposer un bloc dans un intervalle de 12 secondes, et les autres membres peuvent voter pour le bloc. Ce vote est également appelé attestation

Affectation des intervenants aux comités de Beacon Chain (en supposant un comité par emplacement):

En réalité, les choses peuvent être plus compliquées que dans ces graphiques. Ainsi, dans la phase zéro, un créneau peut avoir jusqu’à 64 comités au maximum, et pas un. Par conséquent, si chaque comité compte 128 membres, chaque époque peut accueillir jusqu’à 262 144 participants, ce qui correspond à environ 8,4 millions d’ETH.

Chaque staker est affecté à un comité. Plus il y a d’acteurs, plus il y a de comités. La taille maximale du comité est de 2048, ce qui correspond à peu près à la totalité de l’offre d’Ethereum utilisée à chaque époque (64 comités * 32 ETH * 32 slots * 2048 stakers par comité = 134,2 millions ETH).

Le graphique ci-dessous illustre comment le nombre de comités et le nombre de membres du comité varient en fonction du nombre d’ETH dans le pool de piquetage. Il montre qu’à mesure que le pool de jalonnement grandit, le nombre de comités augmente d’abord à 64, puis, lorsqu’il y a environ 8,4 millions d’ETH dans le pool de jalonnement, la taille des comités commence à augmenter.

Nombre de comités et nombre de membres du comité:

Comment la finalisation aura-t-elle lieu dans Ethereum 2.0 ?

Lorsque les membres du comité votent pour un bloc, ils votent non seulement pour une proposition de bloc spécifique, mais ils doivent également référencer et voter pour un point de contrôle de bloc historique spécifique. C’est ce mécanisme qui garantit la stabilité du processus de vote. Par conséquent, en fait, il existe deux procédures de vote sur le modèle de la preuve de participation, l’une dans l’autre. Le graphique ci-dessous illustre comment les deux types de vote se produisent et dans quels blocs ces votes peuvent être stockés.

Vote et références, en supposant une communication efficace (en supposant un comité par créneau):

Un bloc peut devenir « confirmé » si un bloc de point de contrôle est créé au-dessus de celui-ci, et dans l’index (catalogue) de tous les comités d’une époque plus des deux tiers des membres du comité se réfèrent à ce point de contrôle dans leur vote.

Le plus tôt où un bloc peut devenir « confirmé » est après les deux tiers d’une ère.

La prochaine étape est la finalisation. Un bloc est finalisé lorsque la blockchain contient deux blocs confirmés après. Par conséquent, dans la plupart des cas, lorsque le seuil des deux tiers des votants est atteint assez rapidement, grâce à des canaux de communication efficaces, l’utilisateur devra attendre une époque (6,4 minutes) pour la confirmation, et deux époques (12,8 minutes) pour la finalisation. Ce processus est illustré dans le graphique ci-dessous.

Le processus de confirmation et de finalisation d’un bloc dans la chaîne de balises dans un scénario normal:

Comment fonctionne le sharding dans Ethereum 2.0 ?

Dans la phase 1, des fragments sont ajoutés au système. Le plan initial était de commencer avec 1 024 fragments, mais ce nombre a maintenant été réduit à 64. La chaîne Beacon est toujours considérée comme la chaîne principale ou parent, mais elle contient désormais également des références de fragments. Puisqu’il y a 64 fragments et que chaque bloc Beacon peut être associé à 64 fragments, on suppose qu’en fonctionnement normal, chaque beacon chain peut être associé à chaque fragment.

Il existe un mécanisme de liaison bidirectionnel – les blocs de blockchain de fragments font référence aux blocs Beacon (avec un hachage de ces blocs), et les blocs Beacon peuvent faire référence à des blocs de blockchain de fragments (références croisées). Certains fragments peuvent ne pas être référencés dans les blocs Beacon, mais chaque bloc de fragments doit faire référence à une chaîne Beacon.

Graphique: structure de bloc dans le système de fragments Ethereum (affiche deux fragments)

Dans la phase 1, le système de partitionnement et le processus de jalonnement sont intimement liés. Les comités de validation des emplacements de la phase 0 sont affichés dans des fragments. Chaque fragment se voit attribuer son propre comité de piqueurs de vote, qui change au cours de chaque «période de comité» du bloc proposé.

De même, dans la chaîne Beacon, un membre du comité se voit confier la tâche de produire un bloc à un intervalle de temps spécifié, tandis que les autres membres du comité votent sur chaque proposition à ce moment-là. Le facteur clé est que lorsque la chaîne de balises fait référence à des chaînes de blocs de fragments via un système de référence croisée, toutes les données de vote sont incluses dans la chaîne de balises.

Le graphique ci-dessous illustre la localisation possible des stakers dans les blockchains de fragments. Dans la phase 1, les piqueurs sont assignés au hasard – soit dans la chaîne de balises ou dans un fragment spécifique. S’il y a moins de 8,4 millions d’ETH dans la participation, il n’y a pas assez de piqueurs pour servir pleinement tous les fragments, de sorte que le travail des fragments peut ralentir dans une certaine mesure.

Répartition possible des comités de staker par fragments:

Cela laisse le Beacon Chain avec un seul comité de validation par emplacement. Cependant, chaque blockchain de fragments contient le hachage du dernier bloc Beacon, et chaque bloc Beacon peut contenir toutes les données de vote des fragments (références croisées).

Par conséquent, tous les votes et mises sur les blockchains de fragments peuvent également être utilisés dans le calcul des règles de choix d’un fork et dans le processus de finalisation de la chaîne Beacon principale. Le système de preuve de participation fonctionne comme avant, sauf que la chaîne Beacon ne contient pas les données de vote dans le répertoire du comité (index), mais les données de vote de chaque fragment.

Les blockchains de fragments individuels n’ont pas de blocs de point de contrôle et il n’y a pas de processus de confirmation ou de finalisation. Pour vous assurer que la transaction est terminée dans les fragments, vous devez attendre la chaîne Beacon. Une fois les blocs réels de la chaîne de balises finalisés, les utilisateurs peuvent être sûrs que les transactions sont effectuées en fragments.

Ainsi, les liens croisés permettent de:

1. Comptez les votes des acteurs des comités de blockchain de fragments comme des votes sur la principale chaîne de balises.
2. Finalisez et validez les blocs de blockchain de fragments.
3. Exécutez tous les autres types d’interaction de partition – par exemple, déplacez l’ETH d’une partition à l’autre ou d’autres types d’actifs.

Les mécanismes nécessaires à cet effet ne sont pas encore suffisamment développés. Ils peuvent devenir en demande avec le début de la phase 2.

Le framework de partitionnement vous donne la possibilité de gérer un nœud avec la qualité de la flexibilité – capable de tout gérer, y compris la chaîne Beacon et chaque fragment. Seule la chaîne de balises peut être gérée, ce qui inclut les en-têtes pour les chaînes de blocs de fragments individuels.

Il existe également une troisième possibilité: contrôler le nœud qui vérifie la chaîne de balises et le segment de partition sélectionné. Si l’utilisateur choisit de ne pas gérer le nœud qui traite chaque partition, il doit s’appuyer sur d’autres utilisateurs pour vérifier l’authenticité des processus dans ces partitions. Cependant, il existe une forte probabilité que certains utilisateurs choisissent de valider ces fragments, offrant ainsi des garanties.

Quelles sont les perspectives d’Ethereum 2.0 ?

Les détenteurs d’Ethereum ont tendance à expérimenter de nouveaux systèmes sophistiqués – DAO, Maker, DeFi.

Certains membres de la communauté Ethereum craignent que la technologie Ethereum existe depuis cinq ans, mais reste à la traîne, ils pensent donc que de nouvelles technologies sont nécessaires.

Ethereum 2.0 satisfait la demande de la communauté pour de nouvelles idées, et des fonds importants et des récompenses de jalonnement (peut-être des milliards de dollars en ETH) peuvent être attendus.

Comment le lancement d’Ethereum 2.0 affectera-t-il le prix ?

À court terme, un nombre important de jetons ETH peuvent être bloqués dans la chaîne Beacon, car les utilisateurs seront attirés par la possibilité de gagner de l’argent en créant de nouveaux blocs. Ainsi, le stock d’ETH sur le marché peut diminuer et le prix peut augmenter. D’un autre côté, il est possible que l’ETH soit simplement attirée par d’autres contrats, où ils sont considérés comme bloqués. Pour qu’Ethereum 2.0 devienne un catalyseur de la croissance du prix du jeton à long terme, le stock ne doit pas seulement être limité, mais la demande générée est également nécessaire.

• Pour que le réseau Ethereum 2.0 réussisse, la preuve d’enjeu et le système de partitionnement doivent fonctionner et être suffisamment convaincants pour attirer des composants économiquement importants de l’écosystème Ethereum.
• Les contrats intelligents et les systèmes DeFi devront choisir le fragment qui leur convient et investir dans la mise à niveau de leur technologie pour être compatible avec les limites du système fragmenté.

Quel est le principal inconvénient d’Ethereum 2.0 ?

Ethereum 2.0 est extrêmement complexe. Dans un système avec de nombreux comités, fragments et différents types de vote, il existe un risque élevé d’échecs et de retards dans la mise en œuvre des mises à jour.