Qu’est-ce que l’Ethereum 2.0 ?

octobre 26, 2020

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

Une fois lancĂ©, Ethereum 2.0 sera principalement un rĂ©seau de test pour tester le système d’algorithme de consensus Proof-of-Stake. La plupart de l’activitĂ© Ă©conomique et des contrats intelligents continueront de fonctionner sur le rĂ©seau Ethereum d’origine, qui continuera d’ĂŞtre un système parallèle Ă  Ethereum 2.0. Les dĂ©veloppeurs implĂ©mentent la possibilitĂ© de transition d’Eth1 vers Eth2, mais l’inverse sera impossible.

Quelles sont les trois phases du dĂ©ploiement d’Ethereum 2.0 ?

Phase 0: Beacon Chain

Il est possible que cette phase dĂ©marre en juillet 2020. Cela comprend uniquement le test du nouveau mĂ©canisme de preuve d’enjeu, de sorte que le rĂ©seau sera principalement pilotĂ© 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 gĂ©nĂ©rateur de nombres alĂ©atoires qui vous aide Ă  sĂ©lectionner les producteurs de blocs et les conservateurs de jalonnement;
  • Les parties prenantes votent pour les propositions de taille de bloc;
  • Distribution des rĂ©compenses et attribution des pĂ©nalitĂ©s aux parieurs.

Phase 1: Sharding

Un rĂ©seau expĂ©rimental avec 64 fragments sera initialement dĂ©ployĂ©. Alors que la phase 0 vise Ă  tester l’infrastructure de base de PoS, en l’absence d’activitĂ© Ă©conomique significative, la phase 1 vise Ă  tester le modèle de sharding de base. Au cours de cette phase, 65 blockchains fonctionneront en parallèle – la Beacon Chain, qui existait Ă  l’Ă©tape 0, et 64 nouveaux fragments. Il y aura Ă©galement un mĂ©canisme de communication et de liaison bidirectionnel entre la chaĂ®ne Beacon et les 64 fragments.

Phase 2: Mise en place du nouveau mode de fonctionnement

On suppose qu’Ă  ce stade, les contrats intelligents commenceront Ă  fonctionner sur le rĂ©seau et que l’activitĂ© Ă©conomique commencera. Les fragments ne seront plus des magasins de donnĂ©es brutes, mais commenceront Ă  ressembler Ă  des machines virtuelles et Ă  des contrats intelligents Ethereum 1.0. Les spĂ©cifications pour la phase 2 sont en cours de dĂ©veloppement.

Fixation unilatérale

Après le lancement d’Ethereum 2.0, deux rĂ©seaux fonctionneront en parallèle – Eth1 et Eth2. Il sera initialement possible de convertir des pièces Eth1 en pièces Eth2, mais pas l’inverse, donc en thĂ©orie les pièces Eth2 devraient se nĂ©gocier Ă  un prix infĂ©rieur ou Ă©gal Ă  la valeur des pièces Eth1. Cependant, dans les premiers stades de la transition, il est peu probable que les pièces Eth2 soient tarifĂ©es ou soutenues par des bourses, car leur seule utilisation serait le jalonnement. MĂŞme les transactions de base ne seront pas possibles.

Pour transfĂ©rer Eth1 vers Eth2, vous devrez utiliser le contrat d’entiercement Eth1. Cet accord dĂ©truit les pièces sur Eth1, puis la destruction peut ĂŞtre utilisĂ©e comme confirmation pour Ă©mettre de nouvelles pièces Eth2. Les pièces sont brĂ»lĂ©es de façon permanente, bien que la rĂ©cupĂ©ration des pièces puisse ĂŞtre rĂ©alisĂ©e grâce Ă  un changement de protocole rĂ©sultant 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 rĂ©compense du validateur sont dĂ©terminĂ©s par la valeur des pièces de la mise. Les spĂ©cifications Eth2 stipulent que chaque validateur doit avoir 32 ETH. Si le contrat reçoit plus de 32 ETH, alors le jalonneur ne reçoit pas de rĂ©compense de ces pièces supplĂ©mentaires. S’il y a moins de 32 pièces ETH, le staker ne sera pas activĂ©. Par consĂ©quent, vous devrez transfĂ©rer ETH vers Eth2 par portions de 32 pièces. Chaque portion de 32 ETH peut ĂŞtre un piquet distinct.

Ă€ quoi ressemblera l’Ă©mission de pièces ?

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

Pendant cette pĂ©riode, les deux groupes de validateurs, de mineurs et de stakers recevront des rĂ©compenses, de sorte que le taux d’inflation d’Ethereum augmentera – au moins jusqu’Ă  la fusion des deux systèmes.

Le niveau d’Ă©mission d’Eth2 dĂ©pendra du nombre de jetons impliquĂ©s dans le processus de jalonnement. Le niveau d’Ă©mission annuel sera basĂ© sur un algorithme dans lequel Eth2 est le nombre de jetons Ethereum impliquĂ©s dans le pool de validation Proof-of-Stake (la source de ces chiffres est un article de Vitalik Buterin publiĂ© en avril 2019):

La formule est basĂ©e sur l’idĂ©e que plus il y a d’ETH transfĂ©rĂ© Ă  Eth2, plus de nouvelles pièces seront Ă©mises, mais les revenus d’investissement diminueront proportionnellement Ă  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’Ă©mission dĂ©termine le montant de la rĂ©munĂ©ration. Le prix vise Ă  motiver les utilisateurs Ă  dĂ©placer des pièces vers Eth2 et vers le steak. La rĂ©compense diminuera proportionnellement au nombre de pièces dĂ©placĂ©es, car le succès d’Eth2 en rĂ©duira le besoin. Un tel modèle peut garantir que le nombre de pièces dĂ©placĂ©es est suffisant pour augmenter considĂ©rablement la taille du rĂ©seau; cependant, l’Ă©mission ne deviendra pas trop Ă©levĂ©e si Eth2 est populaire.
Un tel modèle semble contredire le plan original d’Ethereum pour une «inflation linĂ©aire permanente».

Certains facteurs peuvent attĂ©nuer l’impact d’une Ă©ventuelle hausse de l’inflation:

  • Dans la phase 1, le système de commission devrait inclure deux Ă©lĂ©ments: une commission de base au cours de laquelle les pièces sont brĂ»lĂ©es et une commission bonus pour les parieurs. Les pièces brĂ»lĂ©es rĂ©duiront l’inflation.
  • Si les validateurs ne peuvent pas participer au processus de validation – par exemple, si les nĹ“uds cessent de fonctionner ou perdent leur connexion au rĂ©seau – alors la rĂ©compense de jalonnement est annulĂ©e.
  • Si les validateurs enfreignent les règles, ils sont condamnĂ©s Ă  une amende et les pièces confisquĂ©es sont brĂ»lĂ©es.

Ces mĂ©canismes pourraient entraĂ®ner la combustion d’un grand nombre de jetons Ethereum, attĂ©nuant potentiellement l’effet d’une inflation Ă©levĂ©e.

Comment se déroulera la fusion blockchain ?

Ă€ l’avenir, Eth1 et Eth2 pourraient fusionner Ă  nouveau en un seul système dans quelques annĂ©es. En fait, Eth1 deviendra un fragment Ă  l’intĂ©rieur d’Eth2, permettant Ă  Ethereum de se dĂ©placer entre les fragments dans les deux sens, et les deux pièces fusionneront en un seul. Vraisemblablement, la majeure partie de l’activitĂ© Ă©conomique qui se dĂ©roule actuellement sur Eth1 continuera Ă  se dĂ©rouler Ă  l’intĂ©rieur 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 Ă  fonctionner, mais après un nombre donnĂ© de blocs – par exemple, tous les 100 blocs – le consensus du bloc dĂ©terminera la preuve d’enjeu. En fin de compte, il sera possible d’abandonner complètement la preuve de travail: les rĂ©compenses 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 prĂ©fĂ©rence est donnĂ©e Ă  la chaĂ®ne sur laquelle la plupart des pièces de monnaie votent. Les principes fondamentaux du système de vote pour Eth2 sont les mĂŞmes que ceux trouvĂ©s dans les propositions d’Ethereum 2018 et sont basĂ©s sur l’idĂ©e du gadget Casper Friendly Finalty. Cependant, le système a Ă©tĂ© mis Ă  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 rĂ©cente et gourmande la plus lourde observĂ©e (Casper FFG et LMD GHOST).

Le moteur du système de vote contient les composants suivants. Tout d’abord, un grand pool de stakers, chacun reprĂ©sentant jusqu’Ă  32 ETH (32 ETH sont nĂ©cessaires pour activer un staker; ce montant peut ĂŞtre rĂ©duit Ă  16 ETH, ce qui entraĂ®ne la dĂ©sactivation). Ce pool ne vote pas directement pour les blocs – il est divisĂ© en comitĂ©s dont les membres sont choisis au hasard parmi les membres du pool plus large.

La raison de la division en comitĂ©s est que tous les acteurs ne peuvent pas voter pour chaque bloc – sinon, la blockchain contiendrait trop de donnĂ©es de vote, ce qui rendrait la mise Ă  l’Ă©chelle impossible.

De plus, les comitĂ©s vous permettent de collecter des donnĂ©es de vote dans des Ă©lĂ©ments de donnĂ©es contrĂ´lĂ©s. Par consĂ©quent, des sous-groupes d’acteurs sont choisis au hasard pour voter dans ces comitĂ©s.

Selon les spĂ©cifications Eth2, le nombre cible d’acteurs dans chaque comitĂ© est de 128 (le minimum souhaitĂ©). Les dĂ©veloppeurs estiment qu’il s’agit d’un nombre suffisant de parieurs pour fournir une garantie probable de la sĂ©lection des blocs. Les signatures vocales peuvent ĂŞtre combinĂ©es pour rĂ©duire la taille de bloc requise et mettre Ă  l’Ă©chelle le rĂ©seau.

Les comitĂ©s sont Ă©lus au hasard par un système tel que RanDAO. La sĂ©lection alĂ©atoire dĂ©finit une phrase mnĂ©motechnique qui est ajoutĂ©e chaque fois qu’un bloc est suggĂ©rĂ©. Pour contrer les attaques par fragmentation de bloc, le bloc d’offre n’a que deux options qui peuvent affecter la phase mnĂ©motechnique: offrir le bloc ou non. Par consĂ©quent, les possibilitĂ©s de manipulation sont limitĂ©es.

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 contrĂ´le de bloc (point de contrĂ´le), et l’intervalle de temps entre les points de contrĂ´le est appelĂ© une Ă©poque. Dans les limites de chaque Ă©poque, il y a 32 intervalles de temps (intervalles) de 12 secondes dans lesquels des blocs peuvent ĂŞtre proposĂ©s.

Ainsi, chaque Ă©poque compte 32 ensembles de crĂ©neaux pour 32 comitĂ©s. Ă€ la fin de chaque Ă©poque, les membres du comitĂ© changent de place. Chaque tranche horaire dispose d’un comitĂ© (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 Ă©galement appelĂ© attestation

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

En rĂ©alitĂ©, les choses peuvent ĂŞtre plus compliquĂ©es que dans ces graphiques. Ainsi, dans la phase zĂ©ro, un crĂ©neau peut avoir jusqu’Ă  64 comitĂ©s au maximum, et pas un. Par consĂ©quent, si chaque comitĂ© compte 128 membres, chaque Ă©poque peut accueillir jusqu’Ă  262 144 participants, ce qui correspond Ă  environ 8,4 millions d’ETH.

Chaque staker est affectĂ© Ă  un comitĂ©. Plus il y a d’acteurs, plus il y a de comitĂ©s. La taille maximale du comitĂ© est de 2048, ce qui correspond Ă  peu près Ă  la totalitĂ© de l’offre d’Ethereum utilisĂ©e Ă  chaque Ă©poque (64 comitĂ©s * 32 ETH * 32 slots * 2048 stakers par comitĂ© = 134,2 millions ETH).

Le graphique ci-dessous illustre comment le nombre de comitĂ©s et le nombre de membres du comitĂ© varient en fonction du nombre d’ETH dans le pool de piquetage. Il montre qu’Ă  mesure que le pool de jalonnement grandit, le nombre de comitĂ©s augmente d’abord Ă  64, puis, lorsqu’il y a environ 8,4 millions d’ETH dans le pool de jalonnement, la taille des comitĂ©s commence Ă  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 comitĂ© votent pour un bloc, ils votent non seulement pour une proposition de bloc spĂ©cifique, mais ils doivent Ă©galement rĂ©fĂ©rencer et voter pour un point de contrĂ´le de bloc historique spĂ©cifique. C’est ce mĂ©canisme qui garantit la stabilitĂ© du processus de vote. Par consĂ©quent, en fait, il existe deux procĂ©dures 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 ĂŞtre stockĂ©s.

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

Un bloc peut devenir “confirmĂ©” si un bloc de point de contrĂ´le est crĂ©Ă© au-dessus de celui-ci, et dans l’index (catalogue) de tous les comitĂ©s d’une Ă©poque plus des deux tiers des membres du comitĂ© se rĂ©fèrent Ă  ce point de contrĂ´le dans leur vote.

Le plus tĂ´t oĂą un bloc peut devenir “confirmĂ©” est après les deux tiers d’une ère.

La prochaine Ă©tape est la finalisation. Un bloc est finalisĂ© lorsque la blockchain contient deux blocs confirmĂ©s après. Par consĂ©quent, dans la plupart des cas, lorsque le seuil des deux tiers des votants est atteint assez rapidement, grâce Ă  des canaux de communication efficaces, l’utilisateur devra attendre une Ă©poque (6,4 minutes) pour la confirmation, et deux Ă©poques (12,8 minutes) pour la finalisation. Ce processus est illustrĂ© dans le graphique ci-dessous.

Le processus de confirmation et de finalisation d’un bloc dans la chaĂ®ne de balises dans un scĂ©nario normal:

Comment fonctionne le sharding dans Ethereum 2.0 ?

Dans la phase 1, des fragments sont ajoutĂ©s au système. Le plan initial Ă©tait de commencer avec 1 024 fragments, mais ce nombre a maintenant Ă©tĂ© rĂ©duit Ă  64. La chaĂ®ne Beacon est toujours considĂ©rĂ©e comme la chaĂ®ne principale ou parent, mais elle contient dĂ©sormais Ă©galement des rĂ©fĂ©rences de fragments. Puisqu’il y a 64 fragments et que chaque bloc Beacon peut ĂŞtre associĂ© Ă  64 fragments, on suppose qu’en fonctionnement normal, chaque beacon chain peut ĂŞtre associĂ© Ă  chaque fragment.

Il existe un mĂ©canisme de liaison bidirectionnel – les blocs de blockchain de fragments font rĂ©fĂ©rence aux blocs Beacon (avec un hachage de ces blocs), et les blocs Beacon peuvent faire rĂ©fĂ©rence Ă  des blocs de blockchain de fragments (rĂ©fĂ©rences croisĂ©es). Certains fragments peuvent ne pas ĂŞtre rĂ©fĂ©rencĂ©s dans les blocs Beacon, mais chaque bloc de fragments doit faire rĂ©fĂ©rence Ă  une chaĂ®ne Beacon.

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

Les flèches bleues représentent le hachage du bloc, qui doit être inclus dans chaque bloc. Les flèches grises représentent des fragments de référence croisée, qui ne sont pas nécessairement inclus dans le bloc Beacon, comme indiqué sur le côté droit du graphique.

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 assignĂ©s au hasard – soit dans la chaĂ®ne de balises ou dans un fragment spĂ©cifique. 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 consĂ©quent, tous les votes et mises sur les blockchains de fragments peuvent Ă©galement ĂŞtre utilisĂ©s dans le calcul des règles de choix d’un fork et dans le processus de finalisation de la chaĂ®ne Beacon principale. Le système de preuve de participation fonctionne comme avant, sauf que la chaĂ®ne Beacon ne contient pas les donnĂ©es de vote dans le rĂ©pertoire du comitĂ© (index), mais les donnĂ©es de vote de chaque fragment.

Les blockchains de fragments individuels n’ont pas de blocs de point de contrĂ´le et il n’y a pas de processus de confirmation ou de finalisation. Pour vous assurer que la transaction est terminĂ©e dans les fragments, vous devez attendre la chaĂ®ne Beacon. Une fois les blocs rĂ©els de la chaĂ®ne de balises finalisĂ©s, les utilisateurs peuvent ĂŞtre sĂ»rs que les transactions sont effectuĂ©es 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. ExĂ©cutez tous les autres types d’interaction de partition – par exemple, dĂ©placez l’ETH d’une partition Ă  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 possibilitĂ© de gĂ©rer un nĹ“ud avec la qualitĂ© de la flexibilitĂ© – capable de tout gĂ©rer, y compris la chaĂ®ne Beacon et chaque fragment. Seule la chaĂ®ne de balises peut ĂŞtre gĂ©rĂ©e, ce qui inclut les en-tĂŞtes pour les chaĂ®nes de blocs de fragments individuels.

Il existe Ă©galement une troisième possibilitĂ©: contrĂ´ler le nĹ“ud qui vĂ©rifie la chaĂ®ne de balises et le segment de partition sĂ©lectionnĂ©. Si l’utilisateur choisit de ne pas gĂ©rer le nĹ“ud qui traite chaque partition, il doit s’appuyer sur d’autres utilisateurs pour vĂ©rifier l’authenticitĂ© des processus dans ces partitions. Cependant, il existe une forte probabilitĂ© que certains utilisateurs choisissent de valider ces fragments, offrant ainsi des garanties.

Quelles sont les perspectives d’Ethereum 2.0 ?

Les dĂ©tenteurs d’Ethereum ont tendance Ă  expĂ©rimenter de nouveaux systèmes sophistiquĂ©s – 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 ?

Ă€ court terme, un nombre important de jetons ETH peuvent ĂŞtre bloquĂ©s dans la chaĂ®ne Beacon, car les utilisateurs seront attirĂ©s par la possibilitĂ© de gagner de l’argent en crĂ©ant de nouveaux blocs. Ainsi, le stock d’ETH sur le marchĂ© peut diminuer et le prix peut augmenter. D’un autre cĂ´tĂ©, il est possible que l’ETH soit simplement attirĂ©e par d’autres contrats, oĂą ils sont considĂ©rĂ©s comme bloquĂ©s. Pour qu’Ethereum 2.0 devienne un catalyseur de la croissance du prix du jeton Ă  long terme, le stock ne doit pas seulement ĂŞtre limitĂ©, mais la demande gĂ©nĂ©rĂ©e est Ă©galement nĂ©cessaire.

  • Pour que le rĂ©seau Ethereum 2.0 rĂ©ussisse, la preuve d’enjeu et le système de partitionnement doivent fonctionner et ĂŞtre suffisamment convaincants pour attirer des composants Ă©conomiquement importants de l’Ă©cosystème Ethereum.
  • Les contrats intelligents et les systèmes DeFi devront choisir le fragment qui leur convient et investir dans la mise Ă  niveau de leur technologie pour ĂŞtre compatible avec les limites du système fragmentĂ©.

Quel est le principal inconvĂ©nient d’Ethereum 2.0 ?

Ethereum 2.0 est extrĂŞmement complexe. Dans un système avec de nombreux comitĂ©s, fragments et diffĂ©rents types de vote, il existe un risque Ă©levĂ© d’Ă©checs et de retards dans la mise en Ĺ“uvre des mises Ă  jour.

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