Domaines actifs de recherche d'Ethereum
L’un des principaux atouts d’Ethereum réside dans le fait qu’une communauté active de chercheurs et d'ingénieurs l’améliore constamment. De nombreuses personnes enthousiastes et compétentes dans le monde entier aimeraient s’attaquer aux problèmes en suspens dans Ethereum, mais il n’est pas toujours facile de savoir de quoi il s’agit. Cette page présente les principaux domaines de recherche actifs afin de donner une idée de l'état d'avancement d'Ethereum.
Comment fonctionne la recherche sur Ethereum
La recherche sur Ethereum est ouverte et transparente et incarne les principes de la Science décentralisée (DeSci)(opens in a new tab). La culture consiste à rendre les outils et les résultats de la recherche aussi ouverts et interactifs que possible, par exemple au moyen des carnets exécutables. La recherche sur Ethereum évolue rapidement, avec de nouveaux résultats publiés et discutés ouvertement sur des forums tels que ethresear.ch(opens in a new tab) plutôt que d'atteindre la communauté via des publications traditionnelles après des cycles d'évaluation par les pairs.
Ressources de recherche générales
Quel que soit le sujet spécifique, vous trouverez une multitude d'informations sur la recherche Ethereum sur ethresear.ch(opens in a new tab) et sur la chaîne Discord Eth R&D(opens in a new tab). Ce sont les principaux endroits où les chercheurs d’Ethereum discutent des dernières idées et opportunités de développement.
Ce rapport publié en mai 2022 par DelphiDigital(opens in a new tab) donne un bon aperçu de la feuille de route d'Ethereum.
Sources de financement
Vous pouvez vous impliquer dans la recherche sur Ethereum et être payé pour cela ! Par exemple, la Fondation Ethereum a récemment organisé un cycle de financement de subventions académiques(opens in a new tab). Vous pouvez trouver des informations sur les opportunités de financement actives et à venir sur la page des subventions Ethereum.
Recherche sur les protocoles
La recherche sur les protocoles concerne la couche de base d'Ethereum - l'ensemble de règles définissant la manière dont les nœuds se connectent, communiquent, échangent et stockent les données Ethereum et parviennent à un consensus sur l'état de la blockchain. La recherche sur les protocoles est divisée en deux catégories de premier niveau : le consensus et l'exécution.
Consensus
La recherche sur le consensus concerne le mécanisme de preuve d'enjeu d'Ethereum. Voici quelques exemples de sujets de recherche sur le consensus :
- identifier et corriger les vulnérabilités;
- quantifier la sécurité crypto-économique;
- accroître la sécurité ou la performance des implémentations des clients;
- et développer des clients légers.
Outre des recherches prospectives, certaines refontes fondamentales du protocole, telles que la finalité d'un créneau unique, sont en cours de recherche en vue d'apporter des améliorations significatives à Ethereum. En outre, l’efficacité, la sécurité et la surveillance des réseaux peer-to-peer entre clients consensuels sont également des sujets de recherche importants.
Lecture de fond
- Introduction à la preuve d'enjeu](/developers/docs/consensus-mechanisms/pos/)
- Article Casper-FFG(opens in a new tab)
- Explication Casper-FFG(opens in a new tab)
- Article Gasper(opens in a new tab)
Recherche récente
- Consensus Ethresear.ch(opens in a new tab)
- Dilemme Disponibilité/Finalité(opens in a new tab)
- Finalité du créneau unique(opens in a new tab)
- Séparation proposant-constructeur(opens in a new tab)
Exécution
La couche d'exécution est chargée d'exécuter les transactions, d'exécuter la machine virtuelle Ethereum (EVM) et de générer des charges utiles d'exécution à transmettre à la couche de consensus. Il existe de nombreux domaines de recherche actifs, notamment :
- développement d'un support client léger ;
- Recherche sur les limites de gaz ;
- et incorporation de nouvelles structures de données (exemple : Verkle Tries).
Lecture de fond
Recherche récente
- Optimisations de la base de données(opens in a new tab)
- Expiration de l'état(opens in a new tab)
- Chemins vers l'expiration de l'état(opens in a new tab)
- Proposition d'expiration de Verkle et de l'état(opens in a new tab)
- Gestion de l'historique(opens in a new tab)
- Arbres de Verkle(opens in a new tab)
- Échantillonnage de disponibilité des données(opens in a new tab)
Développement client
Les clients Ethereum sont des implémentations du protocole Ethereum. Le développement client concrétise les résultats de la recherche de protocoles en les intégrant à ces clients. Le développement client comprend la mise à jour des spécifications du client ainsi que l'élaboration d'implémentations spécifiques.
Un nœud Ethereum est nécessaire pour faire fonctionner deux logiciels :
- un client de consensus chargé de suivre la tête de la blockchain, de propager les blocs et de gérer la logique de consensus
- un client d'exécution permettant de prendre en charge la machine virtuelle Ethereum et d'exécuter des transactions et des contrats intelligents
Voir la [page des nœuds et des clients] (/developers/docs/nodes-and-clients/) pour plus de détails sur les nœuds et les clients et pour une liste de toutes les implémentations clients actuelles. Vous pouvez également consulter l'historique de toutes les mises à jour d'Ethereum sur la page Historique.
Clients d'exécution
- Spécification du client d'exécution(opens in a new tab)
- Spécification de l'API d'exécution(opens in a new tab)
Clients de consensus
- Spécification du client de consensus(opens in a new tab)
- Spécification de l'API de la chaîne phare(opens in a new tab)
Évolutivité et performance
La mise à l'échelle d'Ethereum est un domaine d'intérêt majeur pour les chercheurs d'Ethereum. Les approches actuelles consistent à décharger les transactions sur des rollups et à les rendre aussi bon marché que possible en utilisant des blobs de données. Des informations préliminaires sur la mise à l'échelle d'Ethereum sont disponibles sur notre page Évolutivité.
Seconde couche
Il existe aujourd'hui plusieurs protocoles de seconde couche qui permettent de mettre à l'échelle Ethereum en utilisant différentes techniques pour regrouper les transactions et les sécuriser sur la couche de niveau 1 d'Ethereum. Il s'agit d'un sujet en pleine expansion qui présente un grand potentiel de recherche et de développement.
Lectures de référence
Recherche récente
- Ordre équitable pour les séquenceurs d'Arbitrum(opens in a new tab)
- ethresear.ch Seconde couche(opens in a new tab)
- Feuille de route axée sur le rollup(opens in a new tab)
- L2Beat(opens in a new tab)
Ponts
Un domaine particulier de la couche 2 qui nécessite davantage de recherche et de développement porte sur les ponts sûrs et performants. Cela inclut les ponts entre diverses couches de niveau 2 ainsi que les ponts entre la couche de niveau 1 et la seconde couche. C'est un domaine de recherche particulièrement important car les ponts sont fréquemment ciblés par les pirates informatiques.
Lectures de référence
- Introduction aux ponts blockchain
- Vitalik à propos des ponts(opens in a new tab)
- Articles sur les ponts dans la Blockchain(opens in a new tab)
- Valeu verrouillée dans les ponts(opens in a new tab)
Recherche récente
Fragmentation
La fragmentation de la blockchain Ethereum fait partie de la feuille de route de développement depuis longtemps. Cependant, de nouvelles solutions de mise à l'échelle telles que « Danksharding » occupent actuellement le devant de la scène.
Le précurseur du Danksharding, connu sous le nom de Proto-Danksharding, a été mis en service avec la mise à jour du réseau Cancun-Deneb ("Dencun").
En savoir plus sur la mise à jour Dencun
Lectures de référence
- Notes sur le Proto-Danksharding(opens in a new tab)
- Vidéo de Bankless sur le Danksharding(opens in a new tab)
- Abrégé de recherche sur la fragmentation d'Ethereum(opens in a new tab)
- Danksharding (Polynya)(opens in a new tab)
Recherche récente
- EIP-4844: Proto-Danksharding(opens in a new tab)
- Vitalik sur la fragmentation et l'échantillonnage de la disponibilité des données(opens in a new tab)
Matériel
Exécuter des nœuds sur du matériel modeste est fondamental pour maintenir la décentralisation d'Ethereum. C'est pourquoi la recherche active visant à minimiser les besoins en matériel pour faire fonctionner les nœuds est un domaine de recherche important.
Lectures de référence
Recherche récente
Sécurité
La sécurité est un vaste sujet qui peut inclure la prévention des spams et des escroqueries, la sécurité des portefeuilles, la sécurité matérielle, la sécurité crypto-économique, la recherche de bogues et les tests d'applications et de logiciels clients, ainsi que la gestion des clés. La contribution aux connaissances dans ces domaines permettra de stimuler l'adoption par le grand public.
Cryptographie & ZKP
Les preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) et la cryptographie sont essentielles pour intégrer la confidentialité et la sécurité dans Ethereum et ses applications. Le domaine de la divulgation nulle de connaissance est relativement récent mais évolue rapidement et offre de nombreuses possibilités de recherche et de développement. Parmi les possibilités, citons le développement d'implémentations plus efficaces de l'algorithme Keccak de hachage(opens in a new tab), la recherche de meilleurs engagements polynomiaux que ceux qui existent actuellement ou la réduction du coût des circuits de génération de clés publiques ecdsa et de vérification des signatures.
Lectures de référence
- blog de 0xparc(opens in a new tab)
- zkp.science(opens in a new tab)
- Podcast Zero Knowledge(opens in a new tab)
Recherche récente
- Avancées récentes en cryptographie à courbes elliptiques(opens in a new tab)
- Ethresear.ch ZK(opens in a new tab)
Portefeuilles
Les portefeuilles Ethereum peuvent être des extensions de navigateur, des applications de bureau et mobiles ou des contrats intelligents sur Ethereum. Des recherches sont en cours sur les portefeuilles de récupération sociale permettant de réduire certains des risques associés à la gestion des clés par l'utilisateur individuel. Le développement des portefeuilles s'accompagne d'une recherche sur d'autres formes d'abstraction de comptes, qui est un domaine important de la recherche naissante.
Lectures de référence
- Introduction aux portefeuilles
- Introduction à la sécurité des portefeuilles
- ethresear.ch Sécurité(opens in a new tab)
- EIP-2938 Abstraction de compte(opens in a new tab)
- EIP-4337 Abstraction de compte(opens in a new tab)
Recherche récente
- Portefeuilles de contrats intelligents axés sur la validation(opens in a new tab)
- L'avenir des comptes(opens in a new tab)
- EIP-3074 Opcodes AUTH et AUTHCALL(opens in a new tab)
- Publier du code à une adresse EOA(opens in a new tab)
Communauté, éducation et sensibilisation
Introduire de nouveaux utilisateurs à Ethereum nécessite de nouvelles ressources éducatives et de nouvelles approches en matière de sensibilisation. Il peut s'agir de billets de blog et d'articles, de livres, de podcasts, de mèmes, de ressources pédagogiques, d'événements et de tout ce qui permet de créer des communautés, d'accueillir les nouveaux arrivants et d'éduquer les gens au sujet d'Ethereum.
UX/UI
Pour attirer davantage de personnes sur Ethereum, l'écosystème doit améliorer l'UX/UI. Les concepteurs et les experts en produits devront donc revoir la conception des portefeuilles et des applications.
Lectures de référence
Recherche récente
- Discord Web3 Design(opens in a new tab)
- Principes de conception Web3(opens in a new tab)
- Discussion sur l'UX sur Ethereum Magicians(opens in a new tab)
Économie
La recherche économique sur Ethereum suit globalement deux approches : valider la sécurité des mécanismes reposant sur des incitations économiques (« microéconomie ») et analyser les flux de valeur entre les protocoles, les applications et les utilisateurs (« macroéconomie »). Il existe des facteurs crypto-économiques complexes liés à l'actif natif d'Ethereum (l'éther) et aux jetons créés à partir de celui-ci (par exemple les NFT et les jetons ERC20).
Lectures de référence
Recherche récente
- Analyse empirique de l'EIP-1559(opens in a new tab)
- Équilibre de l'offre en circulation(opens in a new tab)
- Quantifier le MEV : À quel point la forêt est-elle sombre ?(opens in a new tab)
L'espace de blocs et les marchés des frais
Les marchés de blocs régissent la prise en compte des transactions des utilisateurs finaux, soit directement sur Ethereum (Couche de niveau 1), soit sur des réseaux pontés, comme les rollups (Couche de niveau 2). Sur Ethereum, les transactions sont envoyées sur le marché des frais déployé dans le protocole selon l'EIP-1559, protégeant ainsi la chaîne contre le spam et la congestion des prix. Sur les deux couches, les transactions peuvent produire des externalités, connues sous le nom de Valeur Extractible Maximale (MEV), qui induisent de nouvelles structures de marché pour capturer ou gérer ces externalités.
Lectures de référence
- Conception d'un mécanisme de frais de transaction pour la blockchain Ethereum : une analyse économique de l'EIP-1559 (Tim Roughgarden, 2020)(opens in a new tab)
- Simulations de l'EIP-1559 (Robust Incentives Group)(opens in a new tab)
- L'économie des rollups : principes de base(opens in a new tab)
- Flash Boys 2.0 : Frontrunning, Réorganisation des Transactions et Instabilité du Consensus dans les Échanges Décentralisés(opens in a new tab)
Recherche récente
- Présentation vidéo de l'EIP-1559 multidimensionnel(opens in a new tab)
- MEV interdomaines(opens in a new tab)
- Enchères MEV(opens in a new tab)
Incitations à la preuve d'enjeu
Les validateurs utilisent l'actif natif d'Ethereum (l'ether) comme collatéral contre les comportements malhonnêtes. La cryptoéconomie qui en résulte détermine la sécurité du réseau. Des validateurs malins pourraient être en mesure d'exploiter les nuances de la couche d'incitation pour lancer des attaques explicites.
Lectures de référence
- Masterclass sur l'économie d'Ethereum et modèle économique(opens in a new tab)
- Simulations des incitations à la preuve d'enjeu (Robust Incentives Group)(opens in a new tab)
Recherche récente
- Augmenter la résistance à la censure des transactions dans le cadre de la séparation entre le proposant et le fabricant (PBS)(opens in a new tab)
- Trois attaques sur Ethereum en preuve d'enjeu(opens in a new tab)
Mise en jeu libre et ses dérivés
La mise en jeu libre permet aux utilisateurs possédant moins de 32 ETH de recevoir des rendements de mise en jeu en échangeant de l'ether contre un jeton représentant de l'ether mis en jeu susceptible d'être utilisé dans la DeFi. Cependant, les incitations et la dynamique du marché associées à la mise en jeu libre sont encore en phase de découverte, tout comme son effet sur la sécurité d'Ethereum (par exemple, les risques de centralisation).
Lectures de référence
- Ethresear.ch mise en jeu libre(opens in a new tab)
- Lido : Le chemin vers la mise en jeu d'Ethereum sans tiers de confiance(opens in a new tab)
- Rocket Pool : Introduction au protocole de mise en jeu(opens in a new tab)
Recherche récente
- Gestion des retraits de Lido(opens in a new tab)
- Identifiants de retrait(opens in a new tab)
- Les risques des dérivés de la mise en jeu libre(opens in a new tab)
Tester
Vérification formelle
La vérification formelle consiste à écrire du code pour vérifier que les spécifications du consensus Ethereum sont correctes et exemptes de bogues. Il existe une version exécutable de la spécification écrite en Python qui nécessite une maintenance et un développement. D'autres recherches peuvent contribuer à améliorer l'implémentation Python de la spécification et à ajouter des outils permettant de vérifier de manière plus robuste l'exactitude des données et d'identifier les problèmes.
Lectures de référence
- Introduction à la vérification formelle(opens in a new tab)
- Vérification formelle(Intel)(opens in a new tab)
Recherche récente
- Vérification formelle du contrat de dépôt(opens in a new tab)
- Vérification formelle de la spécification de la Chaîne phare(opens in a new tab)
Science des données et analyses
Il est nécessaire de disposer d'un plus grand nombre d'outils d'analyse de données et de tableaux de bord fournissant des informations détaillées sur l'activité d'Ethereum et la santé du réseau.
Lectures de référence
Recherche récente
Applications et outils
La couche d'application prend en charge un écosystème diversifié de programmes qui réalisent les transactions sur la couche de base d'Ethereum. Les équipes de développement trouvent constamment de nouvelles façons d'utiliser Ethereum pour créer des versions composables, sans permission et résistantes à la censure d'applications Web2 majeures ou pour créer des concepts Web3 natifs complètement nouveaux. Dans le même temps, de nouveaux outils sont développés pour rendre moins complexe la création de DApps sur Ethereum.
DeFi
La finance décentralisée (DeFi) est l'une des principales catégories d'applications construites sur Ethereum. La DeFi vise à créer des « legos monétaires » composables qui permettent aux utilisateurs de stocker, transférer, prêter, emprunter et investir des crypto-actifs à l'aide de contrats intelligents. La finance décentralisée est un espace qui évolue rapidement et se renouvelle en permanence. Des recherches sur des protocoles sûrs, efficaces et accessibles sont continuellement nécessaires.
Lectures de référence
Recherche récente
- Finance décentralisée, propriété centralisée ?(opens in a new tab)
- Optimism : La route vers des transactions à moins d'un dollar(opens in a new tab)
DAO
La capacité à s'organiser de manière décentralisée grâce à l'utilisation de DAO est un cas d'utilisation important d'Ethereum. De nombreuses recherches sont en cours sur la manière dont les DAO sur Ethereum peuvent être développées et utilisées pour exécuter des formes améliorées de gouvernance, en tant qu'outil de coordination à confiance réduite, élargissant considérablement les possibilités des personnes au-delà des sociétés et des organisations traditionnelles.
Lectures de référence
Recherche récente
Outils pour les développeurs
Les outils destinés aux développeurs Ethereum s'améliorent rapidement. Il reste encore beaucoup de recherches et de développements actifs à mener dans ce domaine général.
Lectures de référence
- Outils par langage de programmation
- Infrastructures pour développeurs
- Liste des outils pour développeurs Consensus(opens in a new tab)
- Norme de jetons
- CryptoDevHub: outils pour EVM(opens in a new tab)
Recherche récente
Oracles
Les oracles importent des données hors chaîne sur la blockchain de manière décentralisée et sans autorisation. L'obtention de ces données sur la chaîne permet aux DApps d'être réactives aux phénomènes du monde réel, tels que les fluctuations de prix des actifs réels, les événements dans les applications hors chaîne, ou même les changements météorologiques.
Lectures de référence
Recherche récente
Sécurité des applications
Les piratages sur Ethereum exploitent généralement des vulnérabilités dans des applications individuelles plutôt que dans le protocole lui-même. Les pirates et les développeurs d'applications se livrent à une véritable course effrénée pour mettre au point de nouvelles attaques et de nouvelles défenses. Cela signifie qu'il y a toujours un important travail de recherche et de développement à effectuer pour protéger les applications contre les piratages.
Lectures de référence
- Rapport sur l'attaque de Wormhole(opens in a new tab)
- Liste des post-mortems des piratages de contrats Ethereum(opens in a new tab)
- Rekt News(opens in a new tab)
Recherche récente
Pile technologique
La décentralisation de l'ensemble de la pile technologique Ethereum est un domaine de recherche important. Actuellement, les DApps sur Ethereum présentent généralement des points de centralisation parce qu'elles s'appuient sur des outils ou des infrastructures centralisés.
Lectures de référence
- Pile Ethereum
- Coinbase : Introduction au Web3 Stack(opens in a new tab)
- Introduction aux contrats intelligents
- Introduction au stockage décentralisé