Vitalik Buterin propose une migration vers un arbre d'états binaire et une transition vers une VM RISC-V pour l'efficacité du protocole

Vitalik Buterin, cofondateur d’Ethereum, a publié une proposition technique détaillée préconisant deux grandes mises à niveau du protocole : la transition du Merkle Patricia Tree hexary actuel vers une structure d’arbre d’état binaire, et éventuellement le remplacement de la Machine Virtuelle Ethereum par une architecture basée sur RISC-V.

Les propositions, exposées dans un article de mars 2026, visent à résoudre les goulets d’étranglement en matière d’efficacité de preuve, à réduire les besoins en bande passante de données et à améliorer les capacités de vérification côté client. Buterin a qualifié la migration vers l’arbre binaire d’une mise à niveau « omnibus » intégrant dix ans d’apprentissage sur la conception des arbres d’état, tout en positionnant les changements de VM comme une feuille de route à plus long terme qui pourrait rendre les précompilés largement inutiles et simplifier l’architecture du protocole.

Migration vers l’Arbre d’État Binaire pour Améliorer l’Efficacité des Preuves

Buterin a présenté l’EIP-7864, actuellement en développement, qui remplacerait l’arbre Merkle Patricia keccak hexary d’Ethereum par une structure d’arbre binaire utilisant des fonctions de hachage plus efficaces. La modification proposée réduirait la longueur des branches Merkle d’un facteur de quatre, passant de 512*log(n)/4 à 32*log(n) octets.

Cette réduction diminuerait les besoins en bande passante pour les outils de vérification côté client, tels que Helios et les systèmes de récupération d’informations privées. L’efficacité des preuves s’améliorerait de trois à quatre fois rien qu’avec des branches plus courtes, avec des gains supplémentaires liés au choix de la fonction de hachage. Parmi les candidats potentiels, on trouve blake3, offrant environ trois fois plus d’efficacité que keccak, ou des variantes Poseidon, qui pourraient fournir un gain de 100x en efficacité sous réserve d’une analyse de sécurité supplémentaire.

La conception de l’arbre binaire intègre un regroupement en « pages » qui combine des emplacements de stockage adjacents en pages de 64 à 256 emplacements, représentant 2 à 8 kilo-octets de données. Cette structure permettrait d’atteindre des bénéfices d’efficacité similaires à ceux du chargement et de la modification du code. Les en-têtes de blocs et les premiers environ 1 à 4 kilo-octets de code et de stockage seraient contenus dans la même page, ce qui pourrait économiser plus de 10 000 gas par transaction pour les applications décentralisées accédant fréquemment aux premiers emplacements de stockage.

Parmi les autres avantages cités figurent la réduction de la variance de la profondeur d’accès entre grands et petits contrats, une mise en œuvre plus simple comparée aux structures hexary, et la possibilité d’incorporer des bits de métadonnées nécessaires pour de futures implémentations d’expiration d’état.

Transition de la Machine Virtuelle vers une Architecture RISC-V

Buterin a présenté un argument en faveur du remplacement de la Machine Virtuelle Ethereum par une architecture basée sur RISC-V, décrivant l’EVM comme étant limitée dans sa capacité à répondre aux besoins du design généraliste d’Ethereum. La proposition identifie plusieurs objectifs d’efficacité pour une nouvelle VM.

Les améliorations brutes d’efficacité d’exécution pourraient éliminer la majorité des précompilés. L’efficacité des prouveurs augmenterait, répondant aux limitations actuelles où les prouveurs sont écrits pour RISC-V plutôt que pour EVM. La capacité de preuve côté client permettrait aux utilisateurs de générer des ZK-proofs sur le comportement des comptes dans des conditions de données spécifiques. La simplicité d’implémentation serait assurée par un interpréteur RISC-V nécessitant seulement quelques centaines de lignes de code.

Une feuille de route en trois phases a été esquissée. La première phase limiterait la nouvelle VM aux fonctions de précompilation, avec environ 80 % des précompilés existants et de nouveaux implémentés en tant que code NewVM. La deuxième phase permettrait le déploiement par les utilisateurs de contrats NewVM. La troisième phase supprimerait complètement l’EVM, qui serait réimplémentée en tant que contrat intelligent écrit dans la nouvelle VM.

Les utilisateurs d’EVM conserveraient une compatibilité totale lors de cette transition, avec principalement des changements de coûts en gas, mais Buterin a noté que ces changements seraient éclipsés par les travaux d’extension de l’échelle en cours dans les années suivantes.

Contexte d’Évolution du Protocole et Considérations pour les Développeurs

Buterin a décrit ces deux propositions comme visant à résoudre les principaux goulets d’étranglement en matière de preuve efficace, qui représentent ensemble plus de 80 % de la surcharge de preuve. Ces changements sont considérés comme obligatoires pour divers cas d’utilisation de preuve côté client.

La migration vers l’arbre binaire a été présentée comme intégrant les enseignements de dix ans d’expérience en conception d’arbres d’état. La transition de la VM a été positionnée comme plus spéculative et non consensuelle pour l’instant, Buterin déclarant qu’Ethereum resterait fonctionnel avec uniquement l’EVM et des améliorations GPU, mais qu’une VM meilleure pourrait rendre le protocole « beau et génial ».

Les deux propositions ont des calendriers de mise en œuvre alignés sur la feuille de route à long terme d’Ethereum, la migration vers l’arbre binaire passant par le processus EIP, et la transition de la VM étant une initiative à plus long terme en attente de l’achèvement des changements d’arbre d’état.

FAQ : Propositions de Mise à Niveau du Protocole Ethereum

Quelle est la différence entre l’arbre d’état actuel d’Ethereum et l’arbre binaire proposé ?

Ethereum utilise actuellement un Merkle Patricia Tree hexary avec un hachage keccak. L’arbre binaire proposé utiliserait une structure binaire avec des fonctions de hachage plus efficaces, réduisant la longueur des branches Merkle d’environ un facteur de quatre. Cela diminue la bande passante de données pour la vérification côté client et améliore l’efficacité des preuves. La conception binaire regroupe aussi les emplacements de stockage en pages pour un accès plus efficace.

Comment la transition de l’EVM vers RISC-V affecterait-elle les applications Ethereum existantes ?

Selon la feuille de route en trois phases proposée, les applications EVM existantes conserveraient une compatibilité totale tout au long de la transition. L’EVM serait finalement réimplémentée en tant que contrat intelligent écrit dans la nouvelle VM, permettant aux contrats existants de continuer à fonctionner. Les coûts en gas changeraient, mais ces modifications seraient déployées parallèlement à d’autres améliorations d’échelle.

Quelles améliorations d’efficacité la nouvelle VM pourrait-elle offrir ?

Une VM basée sur RISC-V pourrait offrir une efficacité d’exécution brute suffisante pour éliminer la majorité des précompilés, une meilleure efficacité des prouveurs par rapport à l’EVM actuel, et des capacités de preuve côté client permettant la génération de ZK-proof sur le comportement des comptes. L’implémentation serait beaucoup plus simple, avec un interpréteur nécessitant seulement quelques centaines de lignes de code comparé à la complexité actuelle de l’EVM.