# Plongée dans le parcours d'Ethereum vers la scalabilité

> La vision d'Ethereum est de devenir une blockchain qui résout le problème du trilemme de la blockchain. Cela signifie qu'elle deviendra plus scalable, et plus sûre, tout en restant décentralisée.

Par Shodipo Ayomide, publié le 19 sept. 2022. Version web : https://blog.shodipoayomide.com/fr/deep-dive-into-ethereum-journey-to-achieving-scalability

![](https://blog.shodipoayomide.com/banners/Deep-Dive-Into-Ethereum-Journey-To-Achieving-Scalability.png)

Après le lancement réussi d'Ethereum en 2015, le réseau s'est retrouvé face à quelques problèmes qui l'empêchaient d'atteindre son plein potentiel. La forte demande a engorgé le réseau avec des frais de transaction élevés, la croissance rapide a rendu difficile le fait de faire tourner un nœud, et le mécanisme de consensus Proof-of-Work ne permettait pas à Ethereum d'être durable.

Pour régler ces problèmes, Ethereum a entrepris de mettre à niveau son réseau et a divisé ces mises à niveau en 5 phases, à savoir ; the Merge, Surge, Verge, Purge, Splurge

![Les 5 phases d'Ethereum](https://i.ibb.co/6PK0hSM/miles.jpg)

*Représentation des phases de la mise à niveau d'Ethereum" [https://twitter.com/milesdeutscher/status/1550315295402668032?t=0M6hOoA6VYZo2ehiodXoIw&s=19]*

Il faut noter que ces phases se déroulent en parallèle et non de manière séquentielle.

# The Merge

La première phase du grand plan de mise à l'échelle d'Ethereum a eu lieu le 15 septembre 2022, et elle a marqué la transition d'Ethereum du modèle Proof-of-Work, gourmand en énergie, vers le modèle Proof-of-Stake, plus écologique.

Concrètement, lors du Merge, le mainnet, qui était la couche d'exécution d'Ethereum fonctionnant en PoW, a été fusionné avec la Beacon Chain, qui est la nouvelle couche de consensus PoS. Désormais, le réseau est sécurisé par le staking d'ETH.

### La Beacon Chain

La Beacon Chain a été livrée le 1er décembre 2020. C'était la blockchain PoS qui tournait en parallèle de la blockchain Ethereum PoW. Elle a été créée pour tester la logique du Proof-of-Stake, et s'assurer qu'elle était solide avant d'être intégrée au Mainnet. Maintenant que le Merge a eu lieu, il n'y a plus deux blockchains mais une seule chaîne Ethereum PoS.

### Résultats du Merge

**Durabilité accrue** -La restructuration fondamentale d'Ethereum a réduit les besoins en énergie de 99,95 %, ce qui rend désormais Ethereum plus durable. Cette restructuration a aussi permis à Ethereum de pouvoir évoluer par mises à niveau.
**Sécurité améliorée** - Le Proof of Stake a démocratisé la participation au réseau, ce qui se traduit par un niveau de sécurité plus élevé. Le Merge permet désormais à quiconque disposant d'une connexion internet et d'un solde d'ETH suffisant de participer au réseau. Ethereum compte plus de validateurs que toutes les blockchains PoS réunies, et la quantité d'ETH stakée rend une attaque contre Ethereum pratiquement trop coûteuse.
**Réduction de l'offre d'ETH** - Avec le modèle PoW, la quantité d'ETH mise en circulation était d'environ 13 000 ETH par jour (récompenses de minage), mais maintenant que le Merge a eu lieu, la quantité d'ETH mise en circulation est estimée à environ 1 600 ETH par jour (récompenses de staking). Cela réduit l'émission de nouveaux ETH d'environ 90 %. De plus, Ethereum prévoit de brûler environ 1 600 ETH chaque jour.

# The Surge

La phase Surge est celle où Ethereum introduit le sharding. Le concept de sharding n'est pas propre au monde de la blockchain, c'est en fait un concept d'informatique dans lequel une base de données est découpée en parties plus petites appelées shards, afin de réduire la charge sur la base de données principale.

![](https://i.ibb.co/LQ0DxqF/png-20220916-164227-0000.png)

*Vue d'ensemble des chaînes shardées d'Ethereum*

Le but du sharding est d'augmenter la vitesse des transactions et aussi de réduire la congestion du réseau.

Dans le cas d'Ethereum, une fois le sharding mis en place, le réseau sera divisé en 64 shards, et chaque shard agira comme une mini-blockchain avec son propre état, ses propres soldes de comptes et ses propres smart contracts.

Les validateurs n'auront plus besoin de vérifier chaque transaction diffusée sur le réseau Ethereum, ils se concentreront plutôt sur la vérification des nouveaux blocs de leurs propres shards, après quoi un comité de 128 validateurs confirme le tout sur la chaîne principale.

### Caractéristiques du sharding

**Tout le monde peut faire tourner un nœud** - Avec le sharding en place, la mise à l'échelle peut être atteinte sans sacrifier la décentralisation, car les exigences matérielles sont réduites. Comme les validateurs n'ont plus besoin de stocker l'intégralité des données de la base de données Ethereum, le coût du stockage des données diminue.

**Participation accrue au réseau** - Le sharding permet des transactions plus rapides, car le réseau est divisé en parties plus petites. Cela signifie que les transactions peuvent être traitées plus rapidement et plus efficacement.

### Versions des shard chains

Version 1 : **Disponibilité des données** - Grâce à des exigences matérielles plus faibles, on peut faire tourner Ethereum sur son ordinateur personnel ou son téléphone. Cela abaisse la barrière à l'entrée et augmente la sécurité du réseau puisque, désormais, tout le monde peut participer.

Version 2 : **Exécution de code** - Dans cette version, des fonctionnalités supplémentaires sont ajoutées aux shard chains pour les rendre beaucoup plus proches du mainnet. Elles pourront exécuter du code, traiter des transactions et contenir leur propre ensemble de soldes de comptes et de smart contracts. Il y aura aussi une communication entre shards.
La nécessité de faire passer les shard chains de la version 1 à la version 2 fait débat dans la communauté, compte tenu du gain qu'apporte déjà la version 1 (c.-à-d. 100 000 transactions par seconde)
Au départ, Ethereum envisageait de mettre en place le sharding avant le Merge, mais avec l'essor des solutions de scalabilité L2, il est devenu clair que la transition vers le PoS était plus importante.
Ethereum sans rollups traite entre 15 et 40 tps, les rollups seuls atteignent 1 500 à 4 000 tps, mais lorsque le sharding est combiné à la puissance des rollups, on peut atteindre environ 100 000 tps.

# The Verge

The Verge est la phase où les verkle trees sont introduits. Les verkle trees sont une amélioration puissante des Merkle trees. The Verge vise à optimiser le stockage et aussi à réduire la taille des nœuds. Pour situer le contexte, il faut d'abord comprendre ce que sont les Merkle trees.

### Que sont les Merkle trees

Les Merkle trees peuvent être décrits comme des arbres binaires qui utilisent des algorithmes de hachage cryptographique. Ils vérifient efficacement l'exactitude des données tout en réduisant les besoins en mémoire de cette vérification. Un avantage majeur des Merkle trees est que, comparés à d'autres structures de données, ils occupent moins d'espace.

Ethereum utilise actuellement un Merkle tree appelé Merkle Patricia tree, qui fournit une structure de données pouvant servir à stocker toutes les associations clé-valeur, et qui est authentifiée de manière cryptographique.

### Que sont les Verkle trees

![](https://i.ibb.co/wQzGKJB/Screenshot-2022-09-17-at-22-56-00.png)

*Représentation d'un Verkle tree hexaire (Vitalik.ca)*

Les Verkle trees ressemblent beaucoup aux Merkle trees, mais leur caractéristique la plus importante est l'efficacité de la taille de leurs preuves. Un Merkle tree aura besoin d'environ 1 kilooctet pour fournir une preuve sur un arbre de 1 milliard de points de données, alors qu'un Verkle tree aura besoin de moins de 150 octets. En s'appuyant sur des fonctions polynomiales, les Verkle trees décrivent les données à l'aide de Polynomial Commitments.

Grâce à la taille bien plus réduite de leurs preuves, les Verkle trees diminuent la quantité de cryptographie complexe nécessaire et ouvrent aussi la possibilité de rendre la blockchain Ethereum plus efficace et plus scalable.

# The Purge

The Purge est considérée comme la phase de nettoyage, où les données historiques sont supprimées pour réduire la congestion du réseau. Vitalik a expliqué que la Purge vise à réduire l'espace dont vous avez besoin sur votre disque dur, en cherchant à simplifier Ethereum et à ne plus obliger les nœuds à stocker l'historique.

Comme mentionné plus tôt, la réduction des exigences matérielles augmentera la décentralisation et, par conséquent, renforcera la sécurité du réseau.

# The Splurge

Vitalik considère cette phase comme « la partie amusante ». Elle vise à faire fonctionner le réseau de manière fluide une fois que toutes les autres mises à niveau auront été effectuées.

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# Conclusion

À l'avenir, quand Ethereum sera achevé à 100 %, il ressemblera à une agrégation de blockchains L2, de protocoles de disponibilité des données et de side-chains. L'avenir d'Ethereum est prometteur, et ça m'enthousiasme.