Restructurer Ethereum : vers un chemin de simplicité

Ethereum, en tant que registre décentralisé mondial, a la responsabilité de porter les actifs civilisationnels et d'enregistrer, en fournissant un soutien de base aux infrastructures clés telles que la finance, la gouvernance et la certification des données de grande valeur. Pour réaliser cette vision grandiose, le système doit continuellement s'améliorer dans deux compétences clés : l'évolutivité et la résilience.

La récente fourche dure de Fusaka a apporté une amélioration significative de l'espace de données L2, et la feuille de route future prévoit également une extension similaire pour L1. En même temps, Ethereum a transitionné vers le consensus PoS grâce à la Merge, la diversité des clients s'est améliorée, et la recherche sur la vérifiabilité ZK et la résistance aux attaques quantiques se poursuit. Cependant, en plus de l'amélioration des performances, il existe une base de résilience souvent négligée mais tout aussi importante : la simplicité du protocole.

Simple : La protection ultime décentralisée

La raison pour laquelle le Bitcoin est si impressionnant réside en grande partie dans la simplicité extrême de son protocole. Sa logique fondamentale est claire et simple : la blockchain est constituée d'une série de blocs, chaque bloc étant connecté au bloc précédent par un hachage, la validité des blocs étant vérifiée par le PoW, et les transactions contenues dans chaque bloc étant consommées par la monnaie générée par le minage ou par des transactions antérieures.

Cette simplicité apporte de nombreux avantages : elle réduit le seuil de compréhension et de développement, diminue la complexité de la maintenance à long terme, réduit le risque de vulnérabilités de sécurité majeures et diminue la probabilité d'être manipulé par des intérêts particuliers. Cependant, Ethereum ne s'est pas bien comporté à cet égard, entraînant des coûts de développement inutiles, des risques de sécurité et une culture de recherche fermée.

Au cours des cinq prochaines années, Ethereum a le potentiel de se rapprocher de Bitcoin en termes de simplicité. Cet objectif peut être abordé sous deux angles : la couche de consensus et la couche d'exécution.

Couche de consensus simplifiée

Le nouveau mécanisme de consensus de l'avenir intégrera les résultats de recherche des dix dernières années dans les domaines de la théorie du consensus, des ZK-SNARK et de l'économie de staking, visant à construire une couche de consensus à long terme, optimale et significativement simplifiée. Les principales mesures comprennent :

1. Mécanisme de terminaison à trois fentes : simplifie la logique liée aux slots et aux époques, et élimine des mécanismes complexes tels que le mélange de comité et le comité de synchronisation.

2. Optimiser le choix de fork et la structure du réseau : adopter des règles de choix de fork plus simples et utiliser la technologie STARK d'agrégation pour réduire les coûts de confiance.

3. Redesign de la logique de transition d'état : simplifier les mécanismes d'ajout, de sortie, de retrait et de changement de clé des validateurs.

Innovation de la couche d'exécution

La couche d'exécution est la partie la plus complexe d'Ethereum, incluant l'ensemble d'instructions EVM, les contrats précompilés, SELFDESTRUCT et d'autres fonctionnalités difficiles à étendre. Une solution viable est de remplacer l'EVM par une VM simple, performante et compatible avec ZK (comme RISC-V). Les avantages de cette approche incluent :

• Amélioration significative des performances
• Intégration transparente avec les langages de programmation mainstream
• Prise en charge native des systèmes de preuve à divulgation nulle de connaissance
• Structure claire, facilitant l'audit et la vérification de sécurité
• Réduire la dépendance aux contrats précompilés

Pour une transition en douceur, il est possible de faire fonctionner les contrats existants dans un interpréteur EVM écrit en RISC-V, similaire à la façon dont Apple utilise Rosetta pour migrer vers des puces ARM.

Construire une base système élégante

Le protocole Ethereum de demain devrait intégrer davantage de composants partagés pour réduire la complexité globale du système :

• Code de répartition unifié : utilisé pour l'échantillonnage de disponibilité des données, le stockage historique et l'accélération de la diffusion P2P
• Format de sérialisation unifié (SSZ) : améliore l'efficacité et facilite le découplage L2
• Structure d'arbre d'état unifiée : adoption d'un arbre binaire plus adapté à la preuve ZK

Ces améliorations feront de la base d'Ethereum non plus un produit de divers compromis, mais un ensemble élégant de "blocs de protocole".

Embrasser la simplicité, revenir à l'essentiel

La simplicité, tout comme la décentralisation, est la pierre angulaire de la résilience du système. Accorder une véritable importance à la simplicité nécessite un changement culturel, dont les bénéfices peuvent ne pas être immédiatement quantifiables, mais à long terme, la valeur de la simplicité se révélera progressivement.

En s'inspirant de la pensée de tinygrad, on peut établir un objectif de nombre maximal de lignes de code de consensus pour la norme à long terme d'Ethereum, afin que sa complexité soit proche de celle de Bitcoin. En même temps, la conception globale doit adhérer au principe "simple d'abord", privilégiant l'encapsulation locale plutôt que la complexité systémique, et favorisant des choix d'architecture avec des attributs clairs et vérifiables.

Grâce à ces efforts, Ethereum devrait être en mesure de revenir à la simplicité tout en conservant de puissantes fonctionnalités, établissant ainsi une base solide pour un développement durable futur.