Guide du débutant sur le danksharding et le proto-danksharding

Le réseau Ethereum est la référence pour les applications décentralisées (dApps) grâce à ses capacités de smart contracts. Il reste le réseau le plus populaire pour les applications blockchain, mais cela a un coût. Le réseau subit une forte pression en raison du nombre important de plateformes, protocoles, applications et tokens qu’il héberge, ce qui entraîne des délais de traitement des transactions plus longs et des frais élevés.

Pour répondre au problème de scalabilité, le plan de développement d’Ethereum a proposé plusieurs améliorations. The Merge a transformé Ethereum en un réseau proof-of-stake, réduisant considérablement sa consommation d’énergie et permettant aux réseaux PoS d’introduire des fonctionnalités innovantes. Cependant, Ethereum doit encore progresser pour rendre les transactions plus abordables et efficaces.

Le sharding comme solution

Une solution envisagée pour réduire la congestion du réseau et les frais sur la blockchain Ethereum consiste à mettre en place le sharding, qui divise la blockchain en sections plus petites. Cependant, une alternative, le danksharding, a été identifiée pour accélérer et rendre les transactions plus accessibles.

Mettre à jour le réseau Ethereum est complexe en raison de son activité intense et du grand nombre d’applications qui en dépendent. Par conséquent, les mises à jour majeures du consensus du réseau peuvent prendre plusieurs mois, voire des années. Une solution sur mesure est donc nécessaire. Proto-dank sharding est la solution qui fait le lien entre le réseau Ethereum actuel et sa future version danksharding. 
Mais d’abord, voyons ce que signifie le danksharding.

Qu’est-ce que le Danksharding ?

Le danksharding propose une méthode de communication avec les solutions layer two existantes d’Ethereum, bien plus simple à mettre en œuvre que le sharding de l’ensemble du réseau. Il permet également de traiter plus de données par bloc, ce qui autorise des transactions plus complexes sans compromettre la vitesse du réseau ni augmenter les frais de gaz.

L’objectif ici est d’augmenter l’efficacité des rollups blockchain. Pour comprendre comment cela fonctionne, voyons comment les rollups interagissent avec la blockchain Ethereum. 

Actuellement, les rollups traitent par lots les transactions Ethereum sur leur chaîne Layer-2, puis envoient une « validity proof » à la chaîne principale Ethereum. Si cette approche réduit les coûts, plus de 90 % des frais de transaction des rollups sont toujours dirigés vers le mainnet Ethereum pour publier cette preuve.
 

Avec le danksharding, le réseau Ethereum peut gérer des transactions groupées issues des rollups layer two sans stocker de façon immuable toutes leurs données. Cela réduit, sur le long terme, la charge de données sur le mainnet Ethereum.

Qu’est-ce que le proto-danksharding (EIP-4844) ?

Proto-danksharding est une proposition visant à introduire le danksharding sur le réseau Ethereum. Elle a été présentée dans l’Ethereum Improvement Proposal 4844 et porte le nom des chercheurs Ethereum Dankrad Feist et Proto Lambda. Elle devait être mise en œuvre dans le cadre de la mise à niveau Dencun d’Ethereum qui a eu lieu le 13 mars 2024.

Comment fonctionne le proto-danksharding ?

Pendant la préparation du danksharding, le proto-danksharding a introduit un nouveau type de transaction appelé « blob-carrying transactions » et son type de données associé, les « blobs ». Ces fonctionnalités permettent au réseau Ethereum de traiter plus efficacement les données issues des rollups blockchain. Voyons plus en détail comment cela fonctionne.

Que sont les blobs (Binary Large Objects) ?

Les blobs sont un format standard de stockage temporaire de données. Ils sont relativement nouveaux sur le réseau Ethereum, mais on les retrouve dans de nombreux langages de programmation comme Javascript ou Python.

Actuellement, Ethereum stocke toutes ses données sur chaque nœud du réseau, et ce de manière permanente. Cela est rendu possible grâce au calldata : une mémoire persistante. Cependant, cette méthode est très gourmande en ressources et coûteuse.

En comparaison, les blobs sont plus économiques à maintenir car ils ont une date d’expiration de 4096 époques, soit environ 18 jours. Cela réduit considérablement les coûts de stockage. Un blob peut contenir jusqu’à 128 ko de données, et chaque bloc peut transporter jusqu’à 16 blobs de données. Cela offre un espace de stockage suffisant pour des besoins à court terme. Au final, cela signifie que le réseau Ethereum stocke moins de données par bloc au fil du temps.

Qu’est-ce qu’une blob-carrying transaction ?

Blob-carrying transactions sont conçues pour gérer les blobs et transporter une validity proof que la chaîne Ethereum peut utiliser pour vérifier leur authenticité sans lire le blob lui-même.

En utilisant un mécanisme de KZG commitment scheme, l’EVM peut vérifier un engagement sur un blob sans accéder aux données réelles du blob, grâce aux preuves Zero-Knowledge. Les transactions qui transportent des blobs ont leur propre mempool, séparée de celle de l’EVM, ce qui garantit la sécurité des données tout en maximisant l’espace de bloc.

En tant que nouveau type de transaction, les blob-carrying transactions disposent d’un nouveau mécanisme de frais. La structure tarifaire de ces transactions est dynamique et basée sur l’offre et la demande. Plus de trois blobs par transaction entraînent généralement des frais plus élevés, qui varient d’environ 12,5 % d’un bloc à l’autre.

Quels sont les avantages du danksharding ?

• Réduction des frais de gaz
  L’un des avantages du danksharding est la baisse des frais de transaction. En effet, les frais élevés sur le réseau Ethereum sont principalement dus à la congestion du réseau. Celle-ci survient lorsque de nombreux utilisateurs accèdent simultanément à des applications et plateformes blockchain sur Ethereum. 
  
  Comme vous le savez, Ethereum héberge la majorité des dApps, ce qui rend la congestion fréquente pour les utilisateurs. Le danksharding aidera Ethereum à éviter la congestion en facilitant le traitement des rollups par le réseau. Cela aura un impact positif sur les frais de gaz pour l’ensemble du réseau Ethereum, pas seulement sur une chaîne L2.

   

• Transactions plus rapides
  Le danksharding permet à Ethereum de traiter les transactions plus rapidement. Il stocke temporairement les données, ce qui profite aux nœuds du réseau. Avant le danksharding, chaque nœud devait stocker l’intégralité de l’historique de la blockchain, une tâche lourde. 
  
  Avec le danksharding, les nœuds stockent et traitent moins de données, ce qui les rend plus efficaces. En conséquence, les transactions deviennent beaucoup plus rapides, ce qui est un vrai avantage.

Quels sont les inconvénients du danksharding ?

• Problèmes de sécurité
  Bien que le danksharding soit proposé comme solution aux problèmes de scalabilité d’Ethereum, certains soulèvent des inquiétudes concernant sa sécurité.
  
  La méthode danksharding est une implémentation plus simple sur le réseau que le sharding, car elle implique la validation des blob-carrying transactions hors chaîne. Cependant, cela présente un risque de sécurité, car des acteurs malveillants pourraient cibler des rollups moins populaires, ces chaînes étant plus petites et moins expérimentées, donc plus faciles à attaquer. 
  
  Par conséquent, des blob-carrying transactions malveillantes pourraient se retrouver sur le mainnet Ethereum. Même si les rollups disposent de mesures de sécurité pour se défendre, celles-ci restent moins robustes que celles du mainnet Ethereum.

Quelle est la suite pour le proto-danksharding sur Ethereum ?

La blockchain Ethereum a rencontré des obstacles pour faire évoluer son infrastructure afin de répondre à la demande croissante. Cependant, les efforts continus pour améliorer l’évolutivité — comme le sharding et la mise à niveau Dencun — montrent des progrès encourageants pour renforcer la capacité et la performance du réseau. La mise à niveau Dencun d’Ethereum est entrée en vigueur le 13 mars. On peut s’attendre à ce que le réseau Ethereum explore diverses solutions pour accompagner sa croissance potentielle. Le danksharding n’est qu’une des pistes envisagées.