Comprendre en profondeur l'EIP-4844 : la clé pour débloquer la scalabilité Layer 2 d'Ethereum

Avant la mise à niveau Dencun, le réseau Layer 2 d’Ethereum faisait face à une problématique fondamentale. La solution à cette problématique est la proposition très attendue EIP-4844. Mais avant de comprendre la valeur de l’EIP-4844, il faut d’abord clarifier ce qu’est réellement Layer 1 et Layer 2, et pourquoi les réseaux L2 existants se trouvent dans une impasse de coûts.

Layer 1 et Layer 2 : deux modes de fonctionnement de la blockchain

Qu’est-ce qu’un Layer 1 indépendant ?

Layer 1 (L1) désigne un réseau blockchain entièrement autonome. Ces réseaux ne dépendent d’aucun système externe et disposent de toutes les capacités nécessaires au fonctionnement normal d’une blockchain.

Les projets L1 courants incluent :

• Bitcoin : le premier registre décentralisé
• Ethereum : plateforme de contrats intelligents
• Solana : blockchain haute performance
• Avalanche : écosystème multi-chaînes

La caractéristique commune de ces réseaux est : en plus de fonctionner de manière indépendante et complète, ils peuvent aussi servir d’infrastructure pour d’autres blockchains. Ces réseaux dépendant de L1 sont appelés Layer 2 (L2).

La logique de conception de Layer 2 : séparation des fonctions

Layer 2 est une blockchain construite au-dessus de L1. Le L2 n’a pas besoin d’exécuter toutes les fonctions d’une blockchain, mais adopte une stratégie de division du travail : le calcul et l’exécution des transactions sont gérés par le L2 lui-même, tandis que la sécurité et le stockage des données sont assurés par le L1.

Pour faire une analogie avec un ordinateur :

• L1 ressemble à un disque dur, stockant en permanence l’historique des transactions du L2
• L2 ressemble à un processeur, exécutant rapidement divers calculs et transactions

Les utilisateurs peuvent effectuer des transactions directement sur le L2, ou consulter les enregistrements sur le L1 pour vérifier que tout a été correctement exécuté. Cette architecture permet au L2 d’avoir une sécurité proche de celle du L1, tout en étant beaucoup plus rapide.

Disponibilité des données : la clé de voûte du L2

Pourquoi le L1 est-il si crucial pour le L2 ? La réponse réside dans la disponibilité des données.

Les réseaux L2 ne peuvent pas maintenir un réseau complet de nœuds pour conserver leur historique, ils doivent donc avoir un endroit où enregistrer toutes les transactions. Cet endroit, c’est le L1. Tout le monde peut consulter les données stockées sur le L1 pour vérifier que le réseau L2 fonctionne normalement.

En tant que couche de disponibilité des données pour le L2, le L1 garantit la transparence et la vérifiabilité du L2. Sans lui, le L2 ne pourrait pas obtenir une confiance suffisante.

Deux méthodes de validation des Rollup

Actuellement, les L2 utilisent deux principales approches : Optimistic Rollup et ZK Rollup. La différence réside dans la manière de prouver que les transactions ont été correctement exécutées.

Optimistic Rollup : confiance par défaut, contestation en cas de problème

Ce mécanisme est simple :

1. Le L2 exécute les transactions
2. Il publie les résultats sur le L1
3. Pendant une période donnée, tout le monde peut contester

Si quelqu’un détecte une erreur (par exemple, si Arbitrum a mal géré un transfert), il peut soulever une contestation et recevoir une récompense. Ce mécanisme fonctionne comme un « croire d’abord, vérifier ensuite ».

ZK Rollup : preuve cryptographique, validation directe

Ce mécanisme exige une preuve préalable :

1. Exécuter la transaction dans un environnement EVM spécialisé
2. Générer une preuve mathématique attestant de la correction de l’exécution
3. Publier la transaction et la preuve sur le L1
4. Tout le monde peut vérifier la validité de la preuve

Ce procédé ressemble à « voici le résultat, voici la preuve ». Vérifier une preuve est beaucoup moins coûteux que de réexécuter toutes les transactions.

Avant EIP-4844 : le problème du calldata

Avant la proposition EIP-4844, les réseaux L2 avaient une astuce pour stocker leurs données : utiliser le champ calldata des transactions.

Calldata est un espace spécifique dans une transaction blockchain, destiné à enregistrer les instructions de l’utilisateur. Le réseau L2 a imaginé une solution ingénieuse : y insérer ses transactions, ses preuves d’exécution, ses résultats, puis les écrire dans le L1.

Cette méthode est très astucieuse, car elle permet au L2 de profiter de la sécurité et de la décentralisation d’Ethereum pour garantir l’intégrité de ses enregistrements.

Mais le problème est apparu : toutes les transactions, qu’elles viennent du L1 ou du L2, se font concurrence dans le même marché de frais.

Lorsque la création de NFT sur Ethereum explose, faisant grimper le Gas, le coût de publication des données par le L2 augmente aussi, ce qui finit par faire monter les frais de transaction sur le L2. Inversement, lorsque le L2 doit publier beaucoup de données, cela impacte aussi les utilisateurs du L1. C’est comme deux voies de circulation qui se gênent mutuellement.

EIP-4844 : ouvrir une voie dédiée au L2

Face à cette impasse, la communauté Ethereum a conçu une solution élégante : créer un espace dédié au L2.

L’idée centrale de l’EIP-4844 est « permettre au L2 de faire ses propres choses sans perturber les utilisateurs d’Ethereum ». Pour cela, elle introduit un nouveau type de transaction, permettant au L2 de publier ses données dans une toute nouvelle zone : le blobspace.

Le blobspace est une nouvelle partie dans les blocs Ethereum, spécialement conçue pour accueillir les données du L2. Plus important encore, l’EIP-4844 crée un marché de frais séparé pour le blobspace. Cela signifie que :

• Les frais des transactions des utilisateurs du L1 ne seront plus affectés par la publication de données du L2
• Le coût du réseau L2 ne sera plus lié aux fluctuations du Gas d’Ethereum
• Les deux peuvent fonctionner indépendamment, sans se gêner

Selon les prévisions des développeurs, cette mise à niveau pourrait réduire d’environ 10 fois les frais de Gas pour les transactions L2. Pour les utilisateurs, cela signifie des transactions beaucoup moins chères sur le L2 ; pour les projets L2, des coûts d’exploitation plus faibles ; et pour l’ensemble de l’écosystème Ethereum, une compétitivité renforcée.

La véritable portée de la mise à niveau de Cancun

D’un point de vue technique, la mise à niveau Dencun modifie principalement la façon dont le L2 écrit et soumet ses lots de transactions sur Ethereum. Les utilisateurs n’ont pas besoin de connaître ces détails techniques.

Du point de vue de l’expérience utilisateur, les changements sont immédiats :

• La réduction drastique des frais de transaction sur le L2
• La diminution de la pression sur le Gas d’Ethereum lors d’une activité intense du L2

Bien que l’EIP-4844 soit une proposition technique, elle répond à la problématique fondamentale de l’écosystème Layer 2 : l’équilibre entre coûts et efficacité. C’est pour cela qu’elle est considérée comme un tournant clé pour le développement d’Ethereum et des L2.