L’EIP-4844 : Qu’est-ce que le proto-danksharding ?

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

Le proto-danksharding est une mise à jour du réseau Ethereum qui constitue une étape importante dans la feuille de route de la scalabilité de la blockchain Ethereum et fait partie de la mise à jour plus large appelée Dencun. Le proto-danksharding a été déployé via la proposition EIP-4844, tandis que la mise à jour Dencun comprend plusieurs EIP ayant chacune leur propre amélioration pour le réseau. Toutes ces propositions partagent un objectif commun : rendre les transactions moins coûteuses et le réseau Ethereum plus évolutif.

Le proto-danksharding introduit une nouvelle structure de données plus efficace et constitue une phase intermédiaire simplifiée vers le danksharding complet. Il introduit déjà des éléments fondamentaux tels que les blobs et les références de commitment, mais sans encore utiliser de véritables shards de données. Il pose ainsi les bases techniques pour une mise à l’échelle future.

À retenir

• L’EIP-4844 (proto-danksharding) est une mise à jour qui rend Ethereum plus évolutif en ajoutant les blobs.

• Les blobs sont une nouvelle structure de données qui stocke temporairement de grandes quantités de données en dehors de l’EVM, spécialement conçue pour les rollups.

• Les blobs remplacent les calldata comme méthode moins coûteuse pour publier des données sur Ethereum, sans surcharger le mainnet avec un stockage inutile.

• Les blobs disposent d’un mécanisme de tarification propre, indépendant des frais de transaction classiques, garantissant des transactions peu coûteuses en cas de congestion du réseau Ethereum.

• Le nombre de blobs par bloc est actuellement limité à six afin d’éviter le spam.
  Cette limite protège le réseau et assure un fonctionnement stable du mécanisme de tarification.

• Le proto-danksharding est une étape intermédiaire vers le danksharding complet dans la feuille de route d’Ethereum.
  Il constitue la base technique pour de futures mises à jour avec des shards de données et une plus grande évolutivité, sans compromis sur la sécurité ou la décentralisation.

Que permet le proto-danksharding ?

Le proto-danksharding introduit un nouveau type de transaction sur le réseau : la blob-carrying transaction. Un blob est un emplacement de stockage temporaire de données dans lequel, via un rollup, les données sont agrégées. Ces données comprennent des transactions et d’autres informations utilisées par les rollups, telles que les données de preuve (informations prouvant que les transactions sont valides) ou des métadonnées. Ces données ne sont pas stockées de manière permanente dans la Ethereum Virtual Machine (EVM). À la place, seule une référence (appelée commitment) au blob est enregistrée dans l’EVM. L’agrégation des transactions dans un blob et l’absence de nécessité de stocker toutes les données de manière permanente permet de réduire les coûts et d’améliorer l’évolutivité. Cela réduit la quantité de données à traiter par transaction, ce qui entraîne une baisse des coûts.

Les blobs sont spécifiquement conçus pour les rollups du réseau, tels que les solutions Layer 2 comme Optimism et Arbitrum. Ces solutions n’ont généralement besoin de leurs données que temporairement. Avant les blobs, les données devaient être envoyées via calldata, ce qui les stockait de façon permanente sur la blockchain Ethereum. Tous les nœuds conservaient ces données, même si cela n’était pas nécessaire, ce qui entraînait des coûts inutiles. En revanche, les données des blobs sont conservées environ deux semaines. Passé ce délai, les données sont supprimées. Les rollups sont eux-mêmes responsables de la conservation temporaire et de la disponibilité de leurs données tant qu’elles sont nécessaires à la vérification.

Le mécanisme de tarification des blobs

Les blobs possèdent également un mécanisme de tarification propre. Ils ne fonctionnent donc pas selon le modèle de frais de transaction introduit par EIP-1559. À la place, ils utilisent une “blob base fee” séparée, totalement indépendante des frais de gas classiques. Cette blob base fee détermine combien vous payez pour ajouter un blob (les données utilisées par les rollups) à un bloc.

La blob base fee fonctionne avec son propre mécanisme d’offre et de demande :

• Si la demande de blobs est élevée (beaucoup de rollups), la blob base fee augmente.
• Si la demande est faible, la base fee diminue automatiquement.
• Les utilisateurs paient la base fee + un éventuel pourboire pour que leur blob soit ajouté plus rapidement.

La séparation entre les transactions blob et les transactions classiques permet d’éviter que les coûts des transactions blob n’explosent en cas de forte congestion du réseau Ethereum, et rend les coûts plus prévisibles. Cela permet de maintenir les transactions rollup abordables, même en période de forte activité sur la blockchain Ethereum. Ainsi, les solutions Layer 2 deviennent une alternative très attrayante, car bien plus économique.

Le nombre de blobs pouvant être inclus dans un bloc est actuellement limité à six. Cette limite vise à empêcher le spam et à éviter que le réseau ne soit submergé de données. Elle garantit aussi la stabilité du mécanisme de tarification des blobs. Le nombre de transactions pouvant être incluses dans un blob dépend de la solution de rollup utilisée. Il existe grosso modo deux types de rollups : les ZK-rollups et les Optimistic rollups. Chacun fonctionne différemment, ce qui influence le nombre de transactions qu’ils peuvent traiter par blob. Les ZK-rollups sont en général plus efficaces et peuvent traiter plus de 1 000 transactions par blob. Les Optimistic rollups en traitent généralement entre 100 et 1 000 par blob.

Quels problèmes l’EIP-4844 (proto-danksharding) résout-il ?

L’EIP-4844 (proto-danksharding) résout plusieurs problèmes importants liés à la scalabilité du réseau Ethereum, en se concentrant sur les rollups. Voici les principaux problèmes de scalabilité qu’il permet d’adresser :

Un stockage des données plus efficace grâce aux blobs

Avant le proto-danksharding, les rollups devaient soumettre leurs données via calldata. Il s’agit d’un type de données envoyé aux smart contracts. Les rollups utilisaient calldata pour les données de transaction, lesquelles étaient ensuite stockées de manière permanente sur la blockchain, augmentant ainsi les frais de gas et donc le coût. De plus, calldata entrait en concurrence avec d’autres transactions pour être ajoutée à un bloc, ce qui entraînait un système inefficace et peu évolutif où des données inutiles devaient être conservées.

Avec l’introduction des blobs, les données sont stockées temporairement en dehors de l’Ethereum Virtual Machine (EVM). L’EVM ne conserve qu’une référence au blob, ce qui évite de stocker des données supplémentaires inutiles sur la blockchain Ethereum. Cela réduit la pression sur le stockage et donc les coûts par transaction. En outre, les blobs sont spécialement optimisés pour les applications gourmandes en données comme les rollups, sans affecter les transactions classiques.

Plus de stockage de données

Grâce au proto-danksharding, il est possible de traiter de plus grandes quantités de données dans un seul bloc. Les blobs permettent de traiter plus de données que calldata, sans surcharge pour l’EVM et la blockchain. Cela est possible car les blobs stockent les données en dehors de l’EVM et les rendent disponibles temporairement (environ deux semaines), évitant ainsi un stockage permanent sur Ethereum.

Cette approche augmente le débit de données global du réseau. Les rollups peuvent ainsi transmettre de grands paquets de données dans une seule transaction, ce qui génère des économies d’échelle. Cela permet de déployer plus d’applications sur la couche 2, sans surcharger le réseau Ethereum lui-même.

Une scalabilité améliorée tout en préservant la décentralisation et la sécurité

Le proto-danksharding améliore la scalabilité d’Ethereum sans compromettre la décentralisation ni la sécurité du réseau. Contrairement aux solutions centralisées qui externalisent le stockage, Ethereum utilise un mécanisme permettant de stocker temporairement les données hors blockchain via des blobs, tout en les traitant efficacement dans le réseau décentralisé existant.

Cela garantit que le fonctionnement décentralisé d’Ethereum est maintenu, sans compromettre la fiabilité de l’infrastructure lors des périodes de forte activité. Avec l’EIP-4844, les rollups restent responsables du traitement des transactions, tandis qu’Ethereum assure simplement la disponibilité des données associées. Cela permet de construire un système évolutif qui préserve la sécurité du mainnet, tout en ouvrant la voie à des milliers de transactions par seconde via les solutions Layer 2.

Une préparation au danksharding et à d’autres extensions futures

L’EIP-4844 constitue une amélioration fondamentale du réseau Ethereum et prépare la transition vers le danksharding complet. La mise à jour proto-danksharding introduit déjà plusieurs éléments du danksharding complet : les blobs, les références de commitment et un nouveau mécanisme de tarification pour les transactions blob. Ces composants forment la base technique sur laquelle les futures mises à jour d’Ethereum pourront s’appuyer.

Lorsque le danksharding sera déployé, ces éléments pourront être facilement étendus à un système à multiples shards. Cela permettra à Ethereum de gérer une bien plus grande capacité de données de manière sécurisée et décentralisée, sans devoir introduire un mécanisme entièrement nouveau.

Quelle place pour le proto-danksharding dans la feuille de route d’Ethereum ?

Le proto-danksharding (EIP-4844) n’est qu’un des nombreux éléments visant à améliorer la scalabilité d’Ethereum sur le long terme. Il s’agit néanmoins d’une mise à jour cruciale, car elle introduit des technologies indispensables à l’avancement du danksharding complet et d’autres mises à jour à venir.

La proposition a été déployée dans le cadre de la mise à jour Dencun, activée sur le mainnet Ethereum le 13 mars 2024. Dencun est une combinaison de deux mises à jour : Deneb (pour la couche de consensus) et Cancun (pour la couche d’exécution). Ces deux mises à jour regroupent plusieurs EIP qui rendent Ethereum plus efficace, moins coûteux et plus évolutif.

Bien que toutes les EIP apportent une contribution, l’EIP-4844 est considérée comme la pièce maîtresse de Dencun. Elle a jeté les bases du danksharding complet, qui sera intégré dans une phase ultérieure de la feuille de route d’Ethereum, et a permis de préparer l’ajout futur de data shards et de data sampling. Ces éléments doivent permettre à Ethereum de devenir une infrastructure complète de données shardées.

Le proto-danksharding, Dencun et le danksharding complet s’intègrent dans la phase plus large de la feuille de route d’Ethereum appelée The Surge, qui se concentre sur la scalabilité via les rollups. Il s’agit d’une étape essentielle vers un réseau Ethereum capable de traiter des milliers de transactions par seconde, sans compromis sur la décentralisation ni sur la sécurité.

Que signifie cela pour les utilisateurs et les développeurs ?

L’introduction de l’EIP-4844 a eu un impact significatif pour les utilisateurs et les développeurs de l’écosystème Ethereum. D’une part, les développeurs de solutions Layer 2 comme zkSync, Arbitrum et Optimism bénéficient de cette mise à jour, car ils peuvent regrouper leurs données à moindre coût grâce aux blobs. Ils peuvent également traiter plus de données dans une seule transaction, ce qui optimise et améliore la scalabilité de leurs opérations.

Pour les utilisateurs des solutions Layer 2, cela signifie que les transactions deviennent moins coûteuses via ces solutions d’échelle. En particulier lors des périodes de forte activité sur le mainnet, l’utilisation des réseaux Layer 2 devient ainsi bien plus avantageuse.

En résumé

L’EIP-4844, également connu sous le nom de proto-danksharding, constitue une étape majeure pour rendre Ethereum plus évolutif. En introduisant les blobs comme solution de stockage temporaire et efficace, cette mise à jour offre des avantages directs aux rollups, développeurs et utilisateurs. Les coûts de transaction diminuent, la capacité de données augmente et la pression sur le réseau se réduit, le tout sans compromettre la décentralisation ni la sécurité.

En outre, le proto-danksharding marque le début d’une transition technique plus large. Il pose les fondations du danksharding complet et de la montée en puissance future d’Ethereum. Bien qu’il ne soit qu’un des composants de la mise à jour Dencun, il s’agit d’un élément fondamental pour l’Ethereum de demain : accessible, évolutif et robuste.