Ethereum étudie une architecture hybride inspirée de Bitcoin pour réduire la croissance de son état
Vitalik Buterin a mis en avant une nouvelle direction de recherche pour la scalabilité d’Ethereum, en créditant les développeurs de Bitcoin pour leurs travaux autour d’Utreexo et en évoquant une architecture capable de combiner plusieurs modèles de gestion de l’état.
L’idée ne consiste pas à remplacer le système de comptes d’Ethereum par l’architecture UTXO de Bitcoin.
La piste actuellement étudiée vise plutôt à conserver les comptes existants tout en permettant à certaines opérations simples, notamment les paiements ponctuels, d’utiliser une structure plus légère inspirée des UTXO.
Cette approche pourrait réduire fortement la quantité de données permanentes que les nœuds doivent conserver à mesure que le réseau traite davantage d’activité.
Buterin parle d’une direction de recherche, pas d’une décision finale
Dans une publication du 16 août, Buterin a décrit cette approche comme la stratégie de scalabilité actuellement proposée pour Ethereum.
Le terme reste important.
Les différents éléments évoqués sont encore au stade de la recherche et ne constituent pas des changements approuvés du protocole.
Ethereum n’a pas décidé d’abandonner son modèle basé sur les comptes.
La proposition consiste plutôt à permettre à différents types d’activité d’utiliser des structures différentes lorsque cela améliore l’efficacité.
Utreexo fournit une référence pour réduire l’état nécessaire aux nœuds
Utreexo a été présenté en 2019 par Thaddeus Dryja, chercheur au MIT Digital Currency Initiative.
Dans Bitcoin, un nœud doit normalement disposer des informations nécessaires pour vérifier les sorties non dépensées.
Utreexo propose de représenter cet ensemble à l’aide d’un accumulateur compact fondé sur des hash.
Les transactions transportent ensuite des preuves permettant aux nœuds de vérifier qu’une sortie donnée appartient bien à cet ensemble.
L’objectif est de réduire la quantité de données que chaque nœud doit stocker localement.
Ethereum cherche à résoudre un problème similaire
La référence à Utreexo ne signifie pas qu’Ethereum souhaite copier directement le système Bitcoin.
Le problème sous-jacent est cependant comparable.
À mesure que l’activité augmente, l’état du réseau peut également grossir.
Si cette croissance n’est pas maîtrisée, faire fonctionner un nœud complet peut devenir plus coûteux en stockage et en ressources.
Ethereum cherche donc des moyens de permettre une hausse de l’activité sans imposer une croissance proportionnelle du stockage permanent.
Les paiements simples pourraient utiliser un modèle UTXO natif
Une proposition publiée le 6 juillet par le chercheur Ethereum Toni Wahrstätter, sous le nom Nero_eth, explore l’ajout de paiements natifs inspirés des UTXO.
Le système ne supprimerait pas les comptes Ethereum.
Il ciblerait surtout les paiements ponctuels qui n’ont pas besoin de conserver un état complexe de smart contract.
Ces transactions pourraient alors être représentées d’une manière beaucoup plus compacte.
La proposition estime une réduction de l’état de 99,8 %
Selon les estimations présentées, certains paiements pourraient réduire leur consommation d’état permanent d’environ 99,8 %.
Au lieu de conserver l’intégralité de l’objet de paiement dans l’état actif, Ethereum pourrait prouver son existence à partir de l’historique.
Le réseau conserverait principalement une information compacte indiquant si la sortie a déjà été dépensée.
À grande échelle, la différence devient considérable.
Un milliard d’entrées pourrait représenter environ 300 Mo
La proposition estime qu’un milliard d’entrées nécessiterait environ 300 Mo de stockage permanent.
À titre de comparaison, un volume équivalent d’entrées utilisant des comptes ou du stockage traditionnel pourrait nécessiter entre 100 et 150 Go.
Ces chiffres restent des estimations de conception.
Ils ne constituent pas des résultats mesurés sur le mainnet Ethereum.
Mais ils illustrent l’ampleur potentielle des économies recherchées.
Le modèle hybride préserverait les comptes d’Ethereum
L’un des intérêts de cette approche est qu’elle ne cherche pas à imposer une seule structure à l’ensemble du réseau.
Les smart contracts complexes pourraient continuer à utiliser le modèle de comptes actuel.
Les paiements simples pourraient être orientés vers une structure UTXO plus légère.
D’autres activités pourraient utiliser des modèles intermédiaires.
Ethereum évoluerait alors vers un système où la structure de l’état dépend du type d’opération.
Les preuves récursives répondent à un autre problème
Les travaux de Buterin sur les STARK récursifs concernent un goulot d’étranglement différent.
La proposition publiée en janvier porte principalement sur la bande passante utilisée par les preuves dans le mempool.
Au lieu d’attacher une grande preuve indépendante à chaque objet propagé, les nœuds pourraient combiner plusieurs preuves de validité de manière récursive.
L’objectif est de limiter la croissance de la bande passante nécessaire.
Le modèle suppose des preuves STARK d’environ 128 kB
Dans l’exemple utilisé par Buterin, les preuves STARK sont supposées avoir une taille d’environ 128 kB.
Avec huit pairs et des intervalles d’agrégation de 500 millisecondes, la charge supplémentaire serait d’environ 2 Mo par seconde et par nœud.
L’élément important est que cette charge resterait relativement constante lorsque davantage d’objets entrent dans le système.
Le modèle cherche donc à améliorer l’efficacité de la propagation des preuves.
Les STARK récursifs ne promettent pas un débit illimité
Certaines réactions communautaires ont extrapolé ces recherches vers une architecture capable de régler un volume illimité de transitions UTXO à travers une preuve compacte.
Cette interprétation va au-delà de ce que les travaux décrivent réellement.
Buterin n’a pas annoncé un objectif de débit transactionnel illimité.
La taille de 128 kB correspond également à une hypothèse utilisée dans son modèle de mempool, pas à un futur format de bloc Ethereum confirmé.
Les deux pistes ciblent des contraintes différentes
Le modèle UTXO natif cherche principalement à réduire la quantité d’état permanent.
Les STARK récursifs cherchent à réduire la charge liée aux preuves et à leur propagation.
Ces technologies pourraient être complémentaires.
Mais elles ne résolvent pas exactement le même problème.
L’architecture finale pourrait utiliser plusieurs méthodes simultanément pour réduire différentes catégories de coûts.
EIP-8141 est une dépendance importante
La proposition de paiements UTXO natifs repose sur EIP-8141, également appelé Frame Transactions.
Cette proposition introduirait des cadres de transaction programmables couvrant la validation, le paiement du gas et l’exécution.
La conception UTXO s’appuie sur cette architecture pour son mécanisme de dépense privilégié.
Cependant, EIP-8141 n’est pas encore confirmé dans une mise à niveau Ethereum.
Frame Transactions n’est que considéré pour Hegotá
Dans la spécification officielle actuelle, Frame Transactions est seulement classé comme « Considered for Inclusion » pour Hegotá.
Il ne fait donc pas partie des éléments définitivement programmés.
FOCIL, ou EIP-7805, reste la seule proposition officiellement prévue pour Hegotá à ce stade.
Cette distinction est importante pour éviter de présenter les travaux UTXO comme une fonctionnalité déjà planifiée.
Hegotá est prévu après Glamsterdam
La feuille de route actuelle place Hegotá en 2027.
Cette mise à niveau viendrait après Glamsterdam, prévu pour le quatrième trimestre 2026.
Le contenu définitif de Hegotá reste encore en cours de réduction.
Frame Transactions fait partie des grandes propositions toujours étudiées.
Les UTXO natifs ne sont actuellement pas répertoriés comme une fonctionnalité programmée de Hegotá.
Le principal objectif reste la capacité à faire tourner des nœuds
La logique générale de ces travaux est de permettre à Ethereum de croître sans rendre l’exploitation des nœuds toujours plus exigeante.
Une croissance excessive de l’état peut pousser les besoins matériels vers le haut.
Cela risque de réduire le nombre d’utilisateurs capables de vérifier le réseau indépendamment.
Buterin cherche donc à améliorer la scalabilité tout en conservant la décentralisation, la résistance à la censure et la facilité d’exploitation d’un nœud.
Le projet cherche à séparer les besoins selon les usages
L’architecture proposée représente un changement de philosophie intéressant.
Au lieu d’appliquer le même modèle de données à toutes les transactions, Ethereum pourrait optimiser chaque catégorie d’activité.
Les paiements simples n’ont pas besoin du même type d’état qu’une application complexe.
Les smart contracts, eux, nécessitent davantage de persistance.
Cette séparation pourrait permettre au réseau de gagner en efficacité sans supprimer ses capacités existantes.
Conclusion
Vitalik Buterin soutient une direction de recherche dans laquelle Ethereum combinerait son modèle de comptes traditionnel avec des paiements inspirés des UTXO et des systèmes de preuves récursives.
La référence à Bitcoin vient principalement d’Utreexo, qui montre comment des accumulateurs compacts peuvent réduire les besoins de stockage des nœuds.
Pour Ethereum, l’objectif n’est pas de copier Bitcoin, mais d’utiliser différentes structures pour différents types d’activité.
Point clé final
La proposition la plus importante n’est pas un passage d’Ethereum au modèle UTXO. Elle est l’idée d’un réseau hybride où les paiements simples, les smart contracts et les preuves cryptographiques utilisent chacun la structure la plus efficace. Cette direction pourrait réduire fortement la croissance de l’état, mais elle reste encore dépendante de travaux de recherche, de propositions comme EIP-8141 et de futurs choix de gouvernance du protocole.
