Lors de son lancement initial, Ethereum était considéré comme la monnaie alternative (alt) à la principale cryptomonnaie, Bitcoin. Au fil des années, la chaîne a été le lieu de développement de progrès technologiques à venir. Tout d'abord, il y a eu les NFT et leurs différentes places de marché, puis il y a eu la De-Fi, qui a apporté aux utilisateurs d'Ethereum des opportunités de prêt, d'emprunt et de yield farming.

Chaque changement a commencé comme une proposition d'amélioration d'Ethereum, soumise par des développeurs ou des membres de la communauté, pour la croissance du réseau Ethereum.

Les EIP restent une part importante du développement d'Ethereum, avec les propositions acceptées qui sont adoptées et ajoutées à la feuille de route du réseau. Une nouvelle proposition, la chaîne Beam d'Ethereum, a retenu l'attention de la communauté avec sa nouvelle approche du mécanisme de consensus et son accélération du développement de la feuille de route.

Qu'est-ce que la chaîne Beam?

Lors de l'événement Devcon de novembre 2024, Justin Drake, chercheur à la Fondation Ethereum, a proposé une importante refonte de la couche de consensus d'Ethereum. Sa proposition, appelée Ethereum Beam Chain, est née de l'observation selon laquelle "l'ambition de la feuille de route d'Ethereum ne correspondait pas au rythme des changements sur le réseau."

La feuille de route d'Ethereum est une liste de fonctionnalités mises en œuvre dans le réseau Ethereum à un rythme incrémentiel et périodique, principalement par le biais de forks réseau. Un exemple d'une fonctionnalité actuellement sur Ethereum qui a été mise en œuvre à partir de la feuille de route estla mise à niveau de la chaîne Beacon, qui a changé le mécanisme de consensus du réseau à partirPreuve de travail (PoW) à preuve d'enjeu (PoS). Le problème, cependant, avec ces mises à niveau est qu'au rythme actuel, il pourrait falloir des décennies à la communauté pour profiter des fonctionnalités plus importantes de la feuille de route d'Ethereum.

En réponse, Justin Drake a proposé la fourchette Beam, essentiellement une façon de regrouper plusieurs mises à jour en une seule fourchette plus importante, permettant au réseau Ethereum de mieux correspondre aux réseaux concurrents avec une technologie plus avancée introduite dans la chaîne via cette fourchette Beam. Beam cible la couche de consensus et d'exécution d'Ethereum, proposant des changements à la production de blocs, à l'enjeu et à la cryptographie sur le réseau.

Explication de la chaîne Beam

En résumé, la beam chain est une réécriture de la couche de consensus qui intègre certaines des plus grandes et des plus récentes avancées en matière de technologie blockchain dans le réseau ethereum. Avec la beam chain, les fonctionnalités prévues qui prendraient normalement des décennies à être achevées sont regroupées dans une seule mise à niveau majeure qui peut être réalisée et mise en œuvre d'ici 2029 (4-5 ans). Deux équipes de développement, l'équipe ZIM et Lambda Class, se sont déjà engagées à construire la beam chain.

La proposition de chaîne Beam comprend neuf éléments différents de la feuille de route Ethereum qui sont tous pertinents pour la couche de consensus. De tous les neuf éléments, cinq sont des changements incrémentaux de la feuille de route qui auraient normalement été mis en œuvre dans la feuille de route Ethereum via une fourchette, tandis que les quatre autres sont appelés gros titres qui sont mieux adaptés pour être construits à partir de zéro. La proposition de chaîne Beam présente trois grands domaines : production de blocs, participation et cryptographie.

Les seaux de Beam Chain : Production de blocs

Le seau de production de blocs comprend trois caractéristiques monumentales : la résistance à la censure, des validateurs isolés et des slots plus rapides. Les deux premières sont des changements incrémentiels.

Résistance à la censure

Sur la blockchain, la résistance à la censure fait référence à la liberté dont dispose un utilisateur d'un réseau pour effectuer des transactions sans confiscation et sans modification des transactions (c'est-à-dire l'altération par des tiers des transactions terminées). Le processus de vérification du réseau Ethereum comprend des constructeurs qui trient les transactions et soumettent des blocs, ainsi que des proposants qui sélectionnent les blocs à signer et les meilleurs à proposer à la chaîne. La structure actuelle du processus est très centralisée, ce qui donne au proposant le dernier mot et laisse la possibilité d'une collaboration entre le proposant et le constructeur pour censurer des transactions et obtenir des MEV.

La meilleure solution au problème maintenant adoptée dans la feuille de route de la chaîne beam est le concept des listes d'inclusion forcée (FOCIL) qui aide à décentraliser le processus de production de blocs en rendant nécessaire à chaque validateur de vérifier sa liste d'inclusion agrégée avec la liste diffusée par les membres du comité des listes d'inclusion.

Validateurs isolés

Les validateurs isolés sont une autre fonctionnalité liée à la MEV. L'objectif est de réduire le niveau de sophistication requis pour valider les transactions sur la blockchain, améliorant ainsi la santé du réseau.

Slots plus rapides

Le temps de slot d'Ethereum est de 12 secondes et il faut environ 15 minutes pour que chaque bloc atteigne la finalité. L'impact sur le réseau est particulièrement révélateur lorsqu'il s'agit d'applications à grande échelle et de la construction de rollups sur le réseau. Ethereum utilise un concept appelé Gasper pour sa finalité en un seul slot. Et bien qu'il soit fonctionnel, il y a place à l'amélioration. L'algorithme Gasper utilise une base d'époque pour atteindre la connectivité et, par conséquent, la finalité, car chaque slot doit être pris en compte avant la sécurité économique.

La chaîne beam propose un temps de slot plus court de 4 secondes qui sera atteint grâce à la préconfirmation, une fonctionnalité qui peut être facilement implémentée sur le réseau Ethereum même tel qu'il existe aujourd'hui. La préconfirmation est essentiellement un processus de blockchain qui "garantit" aux utilisateurs que leurs transactions seront incluses dans le prochain slot, ce qui permet aux utilisateurs de recevoir une confirmation de transaction beaucoup plus rapidement que le temps de slot habituel.

Les compartiments de Beam Chain : Staking

Le deuxième volet de la proposition comprend les éléments suivants : une émission plus intelligente, des validateurs plus petits et une finalité plus rapide. L'objectif ici est d'optimiser la courbe d'émission du réseau et de réduire l'exigence minimale de mise en jeu pour devenir un validateur. En conséquence, la santé globale du réseau augmente et l'objectif d'une finalité plus rapide est plus facilement atteint.

Les seaux de Beam Chain : Cryptographie

Ce seau est le plus difficile, car deux éléments sont marqués en rouge parmi les quatre principaux éléments. Les principales idées ici concernent la snarkification d'Ethereum et la résistance quantique.

La technologie Snark est loin d'être étrangère à l'industrie de la blockchain dans son ensemble. Les projets de couche 2 en tirent parti depuis un certain temps, tandis que des réseaux plus importants comme Ethereum sont à la traîne. L'objectif de Justin Drake, tel qu'il est indiqué dans sa proposition, est de rendre le client de consensus snarkifié en utilisant la technologie ZK. La chaîne Beam propose de remplacer le processus de réexécution de la chaîne de balises d'Ethereum pour confirmer la racine de l'état résultant par un système de vérification alimenté par la technologie ZK. L'idée avec cette nouvelle méthode est que les calculs et les données nécessaires pour parvenir à un consensus sur le réseau sont fournies par ZK, apportant efficacité à la taille des données et à la scalabilité du réseau, ce dernier étant un problème avec lequel Ethereum a longtemps eu du mal.

Enfin, il y a la sécurité quantique. Ethereum utilise actuellement des signatures BLS pour valider les signatures en tant que données d'attestation. Le problème est que les signatures BLS utilisent des courbes elliptiques, qui deviennent de plus en plus inférieures aux capacités de calcul des ordinateurs quantiques. Ainsi, l'objectif sous la proposition est d'atteindre des algorithmes de signature résistants aux ordinateurs quantiques et le chemin à suivre est une fois de plus la technologie ZK.

Débats sur le calendrier de mise en œuvre de la chaîne Beam

La grande idée de Justin Drake apporte de grands changements au réseau en termes de scalabilité et de sécurité, mais pas sans coût. L'implémentation proposée fixe l'accord de spécification en 2025, la codification de production en 2026 et les années entre 2027 et 2029 pour des tests exhaustifs.

Essentiellement, avec le calendrier proposé, le déploiement complet pourrait prendre jusqu'à 5 ans, en lançant publiquement en 2030. Les critiques soutiennent que cela fera encore plus retarder le réseau Ethereum par rapport à ses concurrents. Néanmoins, les partisans de la proposition estiment que le calendrier allongé est nécessaire pour une mise à niveau de cette envergure.

Comment la chaîne Beam va-t-elle impacter Ethereum?

Le Beam Chain est un hard fork qui vise à rénover la couche de consensus d'Ethereum. Les principales améliorations qu'il entend apporter à Ethereum sont la scalabilité et la sécurité en introduisant un temps de bloc plus rapide et une finalité, la snarkification de la chaîne à l'aide de zkEVMs, et la résistance quantique et à la censure.

Indéniablement, la proposition de chaîne Beam représente une étape importante vers la forme finale du réseau. Si elle est acceptée officiellement, elle pourrait apporter un changement significatif et durable à l'état du réseau Ethereum.

Beam Chain contre Beacon Chain

Lancée fin 2020, la mise à niveau de la chaîne de balises a considérablement modifié le réseau Ethereum en remplaçant le mécanisme de consensus de preuve de travail par un mécanisme de preuve d'enjeu plus rapide et moins énergivore.

Depuis le premier lancement public de la proposition, les membres de la communauté ont commencé à comparer la chaîne beam avec la mise à niveau plus ancienne de la chaîne de balises. Bien qu'il y ait des similitudes, il existe également de grandes différences. La chaîne de balises, qui a été introduite dans le cadre de la mise à niveau de fusion, a modifié l'ensemble de la couche de consensus : les participants et le processus de validation des transactions en cours de fonctionnement. Alors que la chaîne beam propose en fait des modifications à la couche de consensus, les modifications proposées ne sont pas aussi radicales.

La chaîne de balises a changé les participants au consensus, passant des mineurs de preuve de travail aux validateurs de preuve d'enjeu, mais la chaîne de faisceaux a l'intention de conserver les validateurs des deux côtés de la fourchette. Ce que propose plutôt la chaîne de faisceaux, c'est un changement de règles, telles que les règles relatives aux numéros de slot et à la finalité des transactions, ainsi que l'exigence minimale de mise en jeu.

Conclusion

La chaîne Ethereum Beam est une proposition révolutionnaire visant à remanier de manière significative la couche de consensus d'Ethereum. En intégrant des avancées telles que des temps de bloc plus rapides, une meilleure scalabilité et une sécurité renforcée grâce aux zk-EVM et à la résistance quantique, la chaîne Beam vise à propulser Ethereum dans une nouvelle ère de performance et d'efficacité.