La nouvelle théorie de Vitalik sur la scalabilité : pourquoi la calculabilité est facilement extensible alors que l'état est difficile à casser ? Comment Ethereum peut-il sortir de l'impasse ?

Le 27 janvier, Vitalik Buterin, co-fondateur d’Ethereum, a dévoilé un tout nouveau cadre d’extension de la blockchain. Il utilise le terme « hiérarchie » pour expliquer pourquoi la vitesse d’extension des différents composants techniques varie énormément, et souligne que l’état est le véritable goulot d’étranglement de la scalabilité d’Ethereum. Ce modèle offre une carte technique claire pour comprendre la trajectoire d’extension à long terme d’Ethereum.

Modèle à trois couches : pourquoi la vitesse d’extension n’est pas uniforme ?

Vitalik divise la difficulté d’extension de la blockchain en trois niveaux :

L’intuition centrale de cette hiérarchie est que la difficulté d’extension de chaque couche dépend de son degré de contrainte sur la décentralisation. Le calcul peut être externalisé, les données peuvent être dispersées, mais l’état doit être validé par l’ensemble du réseau.

Couche de calcul : solutions existantes

Le calcul est la partie la plus facile à étendre. Vitalik indique qu’il est possible d’améliorer la capacité de calcul par plusieurs moyens :

• Exécution parallèle : plusieurs calculs en même temps, plutôt que séquentiellement
• Preuves à divulgation zéro (ZKP) : utiliser la cryptographie pour prouver plutôt que de recalculer massivement sur la chaîne
• Calcul hors chaîne : externaliser le traitement des transactions à des systèmes externes, puis ne soumettre que le résultat à la chaîne principale pour validation

C’est aussi la logique de la majorité des solutions Layer 2 actuelles. Les Rollups, qui exécutent les transactions hors chaîne puis soumettent un résumé compressé à la chaîne principale d’Ethereum, ont déjà permis d’atteindre des centaines de fois la capacité de traitement.

Couche de données : PeerDAS ouvre de nouvelles opportunités

Comparé au calcul, l’extension des données est plus lente. La blockchain doit garantir que les données clés peuvent être vérifiées et accessibles, ce qui limite directement la scalabilité. Cependant, selon certaines sources, avec l’introduction de technologies de distribution de données comme PeerDAS, Ethereum réduit la pression sur le stockage et la bande passante des nœuds.

Que cela signifie-t-il ? Grâce à des techniques comme le sharding de données et le codage de correction d’erreurs, différents nœuds peuvent ne valider qu’une partie des données, plutôt que l’intégralité. Cela permet de supporter plus d’utilisateurs et une demande accrue en données, tout en maintenant la décentralisation et en réduisant les exigences matérielles.

Couche d’état : le vrai goulot d’étranglement

L’état est le véritable défi de la scalabilité. Chaque nœud doit valider et stocker l’état complet du réseau (solde des comptes, données des contrats intelligents, etc.), et la croissance continue de cet état augmente les exigences matérielles, pouvant à long terme entraîner un risque de centralisation.

Pour cela, Vitalik propose une approche de « montée en hiérarchie » : utiliser autant que possible le calcul et les données pour remplacer l’état. Parmi les solutions techniques, on trouve :

• Rollup : déplacer la majorité de l’état hors de la chaîne principale, ne conservant sur celle-ci que les données nécessaires à la validation
• Sharding : répartir la charge de stockage et d’état entre différentes partitions, chacune traitant un sous-ensemble de l’état
• Preuves à divulgation zéro : réduire le coût d’exécution sur la chaîne, en utilisant la cryptographie pour prouver la validité de l’état sans tout recalculer

Il est intéressant de noter que, selon certaines sources, Vitalik aurait récemment abandonné une vieille idée de 2017. Il pense désormais que la maturité des technologies ZK-SNARKs et autres ZKP permet aux utilisateurs de vérifier la validité de l’état sans rejouer toutes les transactions historiques. Cela confirme le rôle clé des preuves à divulgation zéro dans la validation de l’état.

Implications pour les développeurs et l’écosystème

Ce modèle hiérarchique a une signification directe et claire pour la conception des développeurs : réduire l’état sur la chaîne autant que possible, en s’appuyant davantage sur des preuves et des données vérifiables, en transférant la complexité vers des couches supérieures. En d’autres termes, ne pas faire stocker et valider toutes les données sur la chaîne principale, mais laisser les solutions Layer 2 et autres mécanismes d’extension prendre en charge cette tâche.

Certaines sources mentionnent que des solutions Layer 2 plus anciennes comme Plasma connaissent une renaissance, intégrant des technologies de preuve à divulgation zéro. Cela montre que le cadre théorique de Vitalik guide concrètement le développement de l’écosystème.

En résumé

Le modèle d’extension à trois couches de Vitalik offre une nouvelle perspective pour comprendre la trajectoire de scalabilité d’Ethereum. Il met en évidence de façon claire que le calcul est le plus facile à étendre, suivi par les données, et que l’état reste le défi principal, tout en proposant une approche de « montée en hiérarchie » pour y faire face.

La valeur de ce modèle réside dans le fait qu’il ne s’agit pas simplement d’une liste technique, mais d’un cadre de conception systématique. Les développeurs peuvent l’utiliser pour optimiser leur architecture, et les projets de l’écosystème pour choisir leur voie d’extension. Avec la maturité des technologies ZK et l’émergence de nouvelles solutions comme PeerDAS, Ethereum cherche à établir un nouvel équilibre entre performance, coût et décentralisation. Ce processus ne sera pas immédiat, mais la direction est désormais suffisamment claire.