Reconstruction de la couche de consensus d’Ethereum : Beam Chain, voie ultime ou impasse technologique ?

Le calendrier de mise en œuvre sur 5 ans de Beam Chain est-il raisonnable ? Que pense la communauté ?

Auteur : 0XNATALIE

Lors de la conférence Devcon, Justin Drake, membre clé de l’Ethereum Foundation, a proposé une refonte complète de la couche de consensus d’Ethereum, baptisée Beam Chain. En redéfinissant la couche de consensus, l’objectif est d’atténuer les problèmes de MEV, d’améliorer l’évolutivité et la sécurité, et d’utiliser la technologie ZK pour accroître les performances. Beam Chain se concentre principalement sur les changements de la couche de consensus, sans créer de nouveaux tokens ni modifier l’architecture actuelle de la blockchain.

La couche de consensus actuelle d’Ethereum (Beacon Chain) existe depuis cinq ans et, bien qu’elle ait bien fonctionné en matière de sécurité, la dette technique s’est accumulée au fil du temps. De plus, avec l’approfondissement des recherches de la communauté Ethereum sur le MEV et les progrès rapides de la technologie ZK, la couche de consensus actuelle s’adapte difficilement aux nouvelles technologies. Le plan de refonte Beam Chain vise à éliminer ce fardeau technique afin de rendre Ethereum plus flexible et adaptable à l’avenir.

Points techniques clés

Sur le plan technique, Beam Chain présente deux caractéristiques principales : la Snarkification via ZKVM et l’utilisation de signatures agrégées basées sur le hash.

La couche de consensus est principalement responsable de la manière dont tous les nœuds du réseau parviennent à un consensus sur l’état de la chaîne (par exemple, l’ordre des transactions, les soldes des comptes, etc.). Dans Ethereum, les tâches de la couche de consensus incluent la validation des blocs, la vérification des signatures, la gestion des forks, la maintenance et la mise à jour de l’état des comptes, etc. L’opération clé de la couche de consensus est la transition d’état, c’est-à-dire le passage de l’état d’un bloc (par exemple, le solde des comptes après une transaction) à l’état du bloc suivant. Ces opérations impliquent souvent de nombreux calculs, et la Snarkification est une technique qui convertit ces processus en preuves à connaissance nulle.

Beam Chain utilise ZKVM pour réaliser la Snarkification de la couche de consensus, transformant la fonction de transition d’état en preuve à connaissance nulle. ZKVM se charge de déplacer le processus de calcul hors chaîne, allégeant ainsi la charge de calcul sur la chaîne. Chaque nœud peut vérifier la validité de l’état simplement en validant la preuve à connaissance nulle, sans avoir à recalculer. De plus, Beam Chain permet aux validateurs de choisir le ZKVM approprié, sans imposer un ZKVM spécifique dans le protocole on-chain.

Parallèlement, avec le développement de l’informatique quantique, les technologies cryptographiques traditionnelles (telles que le chiffrement par courbe elliptique) pourraient être compromises. Cela signifie que la sécurité des systèmes blockchain actuels (comme la validation des clés privées et des signatures) pourrait être menacée par l’avènement des ordinateurs quantiques. Pour faire face à cette menace, Beam Chain introduit un schéma de signature agrégée basé sur le hash. Les fonctions de hash sont post-quantum sécurisées et peuvent résister aux attaques des ordinateurs quantiques. Ce schéma améliore non seulement l’efficacité de l’agrégation des signatures, mais offre également une sécurité accrue pour l’avenir.

En outre, Beam Chain adopte PBS, introduit des listes d’inclusion et des enchères d’exécution pour réduire les effets négatifs du MEV. Il est également prévu de réduire le seuil minimum de staking pour les validateurs de 32 ETH à 1 ETH afin de renforcer la décentralisation. La transition vers Beam Chain se fera par étapes, remplaçant progressivement les fonctions de Beacon Chain, et devrait durer cinq ans.

Opinions de la communauté

Préoccupations concernant la durée de développement : la communauté exprime généralement des inquiétudes quant au cycle de développement de cinq ans de Beam Chain, et certains membres se demandent si l’objectif de Beam Chain n’est pas de rapprocher progressivement Ethereum des caractéristiques de Solana.

• José Maria Macedo, associé fondateur de Delphi Ventures, s’est dit déçu par Beam Chain. Selon lui, les principales améliorations de Beam Chain ne sont qu’une refonte du code, incluant un temps de bloc de 4 secondes et une capacité « résistante aux attaques quantiques », mais ces changements ne devraient pas être réalisés avant 2029-2030. Ces améliorations ne suffisent pas à maintenir Ethereum L1 compétitif dans l’écosystème blockchain, ni à façonner une narration de compétitivité à long terme pour Ethereum.
• Mert, CEO de la plateforme de développement Solana Helius, partage également des inquiétudes concernant le calendrier de développement de Beam Chain. Si Beam Chain ne voit le jour qu’en 2029, Ethereum pourrait avoir du mal à rester compétitif dans un environnement blockchain en évolution rapide.
• Qi Zhou, cofondateur d’EthStorage, estime que le délai prévu jusqu’en 2030 pour Beam Chain est trop long. Il suggère de se concentrer sur le développement avec un seul langage de programmation (comme Rust ou Go) pour accélérer la réalisation. Ethereum pourrait s’inspirer du modèle « re-genesis » de Cosmos pour gérer la dette technique (recréation du bloc genesis en conservant les données d’état essentielles des utilisateurs et des contrats, tout en supprimant les données historiques et le code obsolète), afin de résoudre les problèmes techniques et hérités par une réinitialisation complète.
• Meir, cofondateur de Hydrogen Labs, s’inquiète du fait que le calendrier de Beam Chain est trop long et pourrait ne pas répondre aux besoins d’évolutivité d’Ethereum en tant que blockchain multifonctionnelle. Si l’objectif d’Ethereum est d’être une plateforme blockchain efficace et non simplement un DA, il faut des améliorations d’évolutivité plus rapides et plus audacieuses, plutôt que des optimisations progressives sur cinq ans.
• cygaar, développeur chez Abstract, explique pourquoi le calendrier de cinq ans de Beam Chain est nécessaire. Il souligne qu’Ethereum n’est pas une petite blockchain ordinaire, mais la deuxième plus grande blockchain mondiale, avec 60 milliards de dollars de TVL, 400 milliards de dollars de valeur d’actifs sous-jacents et des milliers d’applications qui en dépendent. Mettre en œuvre un changement aussi massif sur un réseau Ethereum distribué et en temps réel est extrêmement difficile et risqué, nécessitant une longue préparation et des tests rigoureux. Toute erreur pourrait entraîner des pertes importantes pour les utilisateurs.
• terence, mainteneur du client Ethereum Prysm, répond aux préoccupations concernant la durée de mise en œuvre de Beam Chain en affirmant que Beam Chain est « l’objectif final » d’Ethereum. Entre-temps, Ethereum continuera de s’améliorer via des hard forks. Certaines propositions de Beam Chain contribueront à renforcer la décentralisation et la résistance à la censure d’Ethereum. Avant sa mise en œuvre, Ethereum continuera également d’améliorer la disponibilité des données, la résistance à la censure, les performances de l’EVM, etc., pour répondre aux besoins changeants.
• Hasu, responsable de la stratégie chez Flashbots, estime que la proposition Beam Chain ne doit pas être trop médiatisée, car il s’agit d’un projet à long terme nécessitant au moins cinq ans, et la plupart des améliorations sont déjà présentes dans la feuille de route technique. La véritable nouveauté réside dans le fait de regrouper ces améliorations pour les tester et les remplacer globalement sur la chaîne à l’avenir, ce qui devrait accélérer le processus. Cependant, de nombreux membres de la communauté ont à tort interprété cette proposition comme un lancement excitant d’« Ethereum 3.0 », espérant même imiter certaines caractéristiques de Solana, ce qui a conduit à des attentes déçues.
• gabrielShapir0, fondateur de MetaLeX, estime que la valeur fondamentale d’Ethereum réside dans sa décentralisation et son autonomie, et que Beam Chain renforcera considérablement ces caractéristiques. Beaucoup souhaitent qu’Ethereum propose différents produits, services ou suive des tendances et narrations plus populaires, mais ce n’est pas la vocation d’Ethereum, qui se rapproche davantage de la direction de Solana.

Défis techniques

• Péter, membre clé de l’Ethereum Foundation, estime que la proposition Beam Chain regroupe trop de changements à la fois, ce qui pose des problèmes potentiels tant sur le plan technique que de la gouvernance. Sur le plan technique, la combinaison de trop de changements augmente le risque d’erreur. Sur le plan de la gouvernance, regrouper plusieurs changements peut conduire à négliger les détails et accroître le risque de controverse. Il suggère de traiter d’abord les tâches d’amélioration à faible difficulté sur Beacon Chain, puis de mettre en œuvre progressivement les changements plus complexes, afin de permettre au système de s’adapter progressivement et d’éviter une réforme globale d’un seul coup.
• mteam, chercheur chez Ethereum, indique que la proposition Beam Chain, bien qu’annoncée comme une nouvelle idée, regroupe en réalité de nombreux anciens concepts. Il soutient la proposition, mais craint que cette mise à niveau puisse perturber la recherche sur la couche d’exécution. Les couches d’exécution et de consensus sont deux axes de recherche indépendants qui devraient progresser en parallèle, sans interférer l’un avec l’autre.
• Max Resnick, directeur de la recherche chez SMG, estime qu’Ethereum a besoin d’une vision plus ambitieuse et ne devrait pas être limité à des améliorations progressives tous les cinq ans. Il appelle à un retour à la mission initiale d’Ethereum : devenir une plateforme informatique mondiale aidant les développeurs à résoudre les problèmes de coordination les plus complexes. Il propose plusieurs objectifs à atteindre pour Ethereum dans les cinq prochaines années, notamment : atteindre un temps de bloc d’une seconde ; la finalité en un seul slot (Single-slot Finality) pour faciliter l’interopérabilité cross-chain ; augmenter considérablement le débit (>1000 TPS) ; et permettre à plusieurs proposeurs parallèles d’assurer une résistance à la censure en temps réel.