Comprendre la scalabilité de la blockchain à travers un cadre en couches : la perspective de Vitalik sur la computation, les données et l'état

Vitalik Buterin a esquissé une approche en couches pour comprendre les défis de scalabilité de la blockchain, fournissant un cadre qui classe la difficulté de faire évoluer différents composants de la blockchain. Selon Odaily, cette compréhension en couches segmente le problème de la scalabilité en trois niveaux distincts, chacun présentant des obstacles techniques différents et des opportunités d’optimisation. Le cadre progresse des solutions de scalabilité les plus accessibles aux défis architecturaux les plus complexes.

Le niveau le plus facile : la scalabilité du calcul

Le calcul constitue la composante la plus simple à faire évoluer dans l’écosystème blockchain. Buterin souligne que ce niveau peut être abordé par plusieurs méthodologies éprouvées. La parallélisation représente une approche fondamentale, permettant aux systèmes de traiter plusieurs opérations simultanément. De plus, les constructeurs de blocs peuvent fournir des ‘indices’ pour optimiser l’exécution computationnelle. Plus innovant encore, des processus computationnels étendus peuvent être entièrement remplacés par des preuves cryptographiques—en particulier des preuves à divulgation zéro—qui permettent la vérification sans répéter le calcul original. Ces solutions démontrent que la stratégie de scalabilité en couches peut efficacement traiter les goulets d’étranglement computationnels sans nécessiter de refontes architecturales fondamentales.

Le défi modéré : disponibilité des données et le problème d’état en couches

La scalabilité des données introduit une complexité supérieure à celle du calcul mais reste gérable grâce à une mise en œuvre stratégique. Buterin note que la principale difficulté apparaît lorsque les systèmes doivent garantir la disponibilité des données aux participants du réseau. Cependant, plusieurs techniques d’optimisation répondent à ce défi en couches. Les données peuvent être réparties entre les participants du réseau, et des méthodes de codage par effacement comme PeerDAS permettent une distribution plus efficace des données. Ces approches soutiennent la ‘dégradation progressive’, permettant aux nœuds avec une capacité limitée en données de continuer à générer des blocs proportionnellement à leurs capacités—un principe clé dans la conception en couches de la blockchain.

La scalabilité de l’état, en revanche, représente le défi le plus redoutable dans le cadre en couches. Le problème fondamental provient de l’exigence que les nœuds vérifient chaque transaction par rapport à l’état complet de la blockchain. Même lorsque l’état est abstrait sous forme d’un arbre dont seul le nœud racine est conservé, toute mise à jour de cette racine dépend encore de l’accès à l’ensemble de la structure d’état. Bien que des techniques de division de l’état existent, elles nécessitent généralement des modifications architecturales importantes et manquent d’une applicabilité universelle à différents designs de blockchain.

Priorisation stratégique dans l’approche en couches

Sur la base de cette analyse en couches, Buterin propose une hiérarchie claire pour les priorités d’optimisation. Lorsque les données peuvent efficacement remplacer l’état sans introduire de nouveaux risques de centralisation, cela doit être privilégié comme solution de scalabilité préférée. De même, lorsque le calcul peut se substituer aux données sans compromettre les hypothèses de décentralisation, cet arbitrage doit être sérieusement envisagé. Ce cadre de prise de décision en couches offre une feuille de route pratique pour les développeurs et chercheurs choisissant parmi des solutions de scalabilité concurrentes, en soulignant que comprendre la hiérarchie de difficulté permet des choix architecturaux plus éclairés.