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Domaines actifs de la recherche sur Ethereum

L'une des principales forces d'Ethereum est qu'une communauté active de recherche et d'ingénierie l'améliore constamment. De nombreuses personnes enthousiastes et qualifiées dans le monde entier aimeraient s'attaquer aux problèmes en suspens d'Ethereum, mais il n'est pas toujours facile de savoir quels sont ces problèmes. Cette page décrit les principaux domaines de recherche actifs pour vous donner un aperçu des avancées technologiques d'Ethereum.

Comment fonctionne la recherche sur Ethereum

La recherche sur Ethereum est ouverte et transparente, incarnant les principes de la science décentralisée (DeSci) (s'ouvre dans un nouvel onglet). La culture consiste à rendre les outils et les résultats de recherche aussi ouverts et interactifs que possible, par exemple, par le biais de carnets de notes exécutables. La recherche sur Ethereum évolue rapidement, les nouvelles découvertes étant publiées et discutées ouvertement sur des forums tels que ethresear.ch (s'ouvre dans un nouvel onglet) plutôt que d'atteindre la communauté par le biais de publications traditionnelles après des cycles d'évaluation par les pairs.

Ressources générales de recherche

Quel que soit le sujet spécifique, vous trouverez une mine d'informations sur la recherche sur Ethereum sur ethresear.ch (s'ouvre dans un nouvel onglet) et sur le canal Discord Eth R&D (s'ouvre dans un nouvel onglet). Ce sont les principaux endroits où les chercheurs d'Ethereum discutent des dernières idées et des opportunités de développement.

Ce rapport publié en mai 2022 par DelphiDigital (s'ouvre dans un nouvel onglet) fournit un bon aperçu de la feuille de route d'Ethereum.

Sources de financement

Vous pouvez vous impliquer dans la recherche sur Ethereum et être rémunéré pour cela ! Par exemple, la Fondation Ethereum a récemment organisé un cycle de financement de subventions académiques (s'ouvre dans un nouvel onglet). Vous trouverez des informations sur les opportunités de financement actives et à venir sur la page des subventions d'Ethereum.

Recherche sur le protocole

La recherche sur le protocole concerne la couche de base d'Ethereum - l'ensemble des règles définissant la manière dont les nœuds se connectent, communiquent, échangent et stockent les données d'Ethereum et parviennent à un consensus sur l'état de la chaîne de blocs. La recherche sur le protocole se divise en deux catégories principales : le consensus et l'exécution.

Consensus

La recherche sur le consensus concerne le mécanisme de preuve d'enjeu (PoS) d'Ethereum. Voici quelques exemples de sujets de recherche sur le consensus :

  • l'identification et la correction des vulnérabilités ;
  • la quantification de la sécurité de la cryptoéconomie ;
  • l'augmentation de la sécurité ou des performances des implémentations de clients ;
  • et le développement de clients légers.

Outre la recherche prospective, certaines refontes fondamentales du protocole, telles que la finalité à slot unique, sont à l'étude pour permettre des améliorations significatives d'Ethereum. De plus, l'efficacité, la sécurité et la surveillance de la mise en réseau pair à pair entre les clients de consensus sont également des sujets de recherche importants.

Lectures de base

Recherches récentes

Exécution

La couche d'exécution concerne l'exécution des transactions, le fonctionnement de la machine virtuelle Ethereum (EVM) et la génération de charges utiles d'exécution à transmettre à la couche de consensus. Il existe de nombreux domaines de recherche actifs, notamment :

  • le développement de la prise en charge des clients légers ;
  • la recherche sur les limites de gaz ;
  • et l'intégration de nouvelles structures de données (par exemple, les arbres Verkle).

Lectures de base

Recherches récentes

Développement de clients

Les clients Ethereum sont des implémentations du protocole Ethereum. Le développement de clients concrétise les résultats de la recherche sur le protocole en les intégrant à ces clients. Le développement de clients comprend la mise à jour des spécifications des clients ainsi que la création d'implémentations spécifiques.

Un nœud Ethereum doit exécuter deux logiciels :

  1. un client de consensus pour suivre la tête de la chaîne de blocs, diffuser les blocs et gérer la logique de consensus
  2. un client d'exécution pour prendre en charge la machine virtuelle Ethereum et exécuter les transactions et les contrats intelligents

Consultez la page sur les nœuds et les clients pour plus de détails sur les nœuds et les clients et pour obtenir une liste de toutes les implémentations de clients actuelles. Vous pouvez également trouver un historique de toutes les mises à jour d'Ethereum sur la page d'historique.

Clients d'exécution

Clients de consensus

Mise à l'échelle et performances

La mise à l'échelle d'Ethereum est un domaine d'intérêt majeur pour les chercheurs d'Ethereum. Les approches actuelles incluent le déchargement des transactions sur des rollup et la réduction de leur coût au maximum en utilisant des blobs de données. Des informations introductives sur la mise à l'échelle d'Ethereum sont disponibles sur notre page sur la mise à l'échelle.

Couche 2

Il existe désormais plusieurs protocoles de couche 2 (l2) qui mettent à l'échelle Ethereum en utilisant différentes techniques pour le traitement par lots des transactions et leur sécurisation sur la couche 1 (l1) d'Ethereum. Il s'agit d'un sujet en croissance très rapide avec un fort potentiel de recherche et développement.

Lectures de base

Recherches récentes

Ponts

Un domaine particulier de la couche 2 qui nécessite davantage de recherche et développement est celui des ponts sûrs et performants. Cela inclut les ponts entre différentes couches 2 et les ponts entre la couche 1 et la couche 2. Il s'agit d'un domaine de recherche particulièrement important car les ponts sont couramment ciblés par les pirates informatiques.

Lectures de base

Recherches récentes

Fragmentation

La fragmentation (sharding) de la chaîne de blocs d'Ethereum fait depuis longtemps partie de la feuille de route de développement. Cependant, de nouvelles solutions de mise à l'échelle telles que le « danksharding » occupent actuellement le devant de la scène.

Le précurseur du danksharding complet, connu sous le nom de proto-danksharding, a été mis en ligne avec la mise à jour Dencun (Cancun-Deneb) du réseau.

En savoir plus sur la mise à jour Dencun

Lectures de base

Recherches récentes

Matériel

L'exécution de nœuds sur du matériel modeste est fondamentale pour maintenir Ethereum décentralisé. Par conséquent, la recherche active visant à minimiser les exigences matérielles pour exécuter des nœuds est un domaine de recherche important.

Lectures de base

Recherches récentes

Sécurité

La sécurité est un vaste sujet qui peut inclure la prévention du spam/des arnaques, la sécurité des portefeuilles, la sécurité matérielle, la sécurité cryptoéconomique, la chasse aux bugs et les tests d'applications et de logiciels clients, ainsi que la gestion des clés. Contribuer aux connaissances dans ces domaines aidera à stimuler l'adoption par le grand public.

Cryptographie et 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 à divulgation nulle de connaissance est relativement jeune mais évolue rapidement, offrant de nombreuses opportunités de recherche et développement ouvertes. Certaines possibilités incluent le développement d'implémentations plus efficaces de l'algorithme de hachage Keccak (s'ouvre dans un nouvel onglet), la recherche de meilleurs engagements polynomiaux que ceux existant actuellement ou la réduction du coût de la génération de clés publiques ECDSA et des circuits de vérification de signature.

Lectures de base

Recherches récentes

Portefeuilles

Les portefeuilles Ethereum peuvent être des extensions de navigateur, des applications de bureau et mobiles ou des contrats intelligents sur Ethereum. Des recherches actives sont menées sur les portefeuilles à récupération sociale qui réduisent une partie des risques associés à la gestion des clés par les utilisateurs individuels. Associée au développement des portefeuilles, la recherche sur des formes alternatives d'abstraction de compte constitue un domaine important de recherche naissante.

Lectures de base

Recherches récentes

Communauté, éducation et sensibilisation

L'intégration de nouveaux utilisateurs sur Ethereum nécessite de nouvelles ressources éducatives et de nouvelles approches de sensibilisation. Cela peut inclure des articles de blog, des livres, des podcasts, des mèmes, des ressources pédagogiques, des événements et tout ce qui permet de créer des communautés, d'accueillir les nouveaux arrivants et d'éduquer les gens sur Ethereum.

UX/UI

Pour intégrer davantage de personnes sur Ethereum, l'écosystème doit améliorer l'UX/UI. Cela nécessitera que les concepteurs et les experts produits réexaminent la conception des portefeuilles et des applications.

Lectures de base

Recherches récentes

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 cryptoéconomiques complexes liés à l'actif natif d'Ethereum (l'ether) et aux jetons construits par-dessus (par exemple, les NFT et les jetons ERC-20).

Lectures de base

Recherches récentes

Espace de bloc et marchés des frais

Les marchés d'espace de bloc régissent l'inclusion des transactions des utilisateurs finaux, soit directement sur Ethereum (couche 1), soit sur des réseaux pontés, par exemple les rollup (couche 2). Sur Ethereum, les transactions sont soumises au marché des frais déployé dans le protocole sous le nom d'EIP-1559, protégeant la chaîne du spam et fixant le prix de la congestion. Sur les deux couches, les transactions peuvent produire des externalités, connues sous le nom de valeur maximale extractible (MEV), qui induisent de nouvelles structures de marché pour capturer ou gérer ces externalités.

Lectures de base

Recherches récentes

Incitations de la preuve d'enjeu

Les validateurs utilisent l'actif natif d'Ethereum (l'ether) comme collatéral contre les comportements malhonnêtes. La cryptoéconomie de ce système détermine la sécurité du réseau. Des validateurs sophistiqués pourraient être en mesure d'exploiter les nuances de la couche d'incitation pour lancer des attaques explicites.

Lectures de base

Recherches récentes

Staking liquide et dérivés

Le staking liquide permet aux utilisateurs possédant moins de 32 ETH de recevoir des rendements de staking en échangeant de l'ether contre un jeton représentant l'ether mis en jeu qui peut être utilisé dans la DeFi. Cependant, les incitations et la dynamique de marché associées au staking liquide sont encore en cours de découverte, tout comme son effet sur la sécurité d'Ethereum (par exemple, les risques de centralisation).

Lectures de base

Recherches récentes

Tests

Vérification formelle

La vérification formelle consiste à écrire du code pour vérifier que les spécifications de consensus d'Ethereum sont correctes et exemptes de bugs. Il existe une version exécutable de la spécification écrite en Python qui nécessite de la maintenance et du développement. Des recherches supplémentaires peuvent aider à améliorer l'implémentation Python de la spécification et à ajouter des outils capables de vérifier plus solidement l'exactitude et d'identifier les problèmes.

Lectures de base

Recherches récentes

Science des données et analytique

Il y a un besoin de plus d'outils d'analyse de données et de tableaux de bord qui fournissent des informations détaillées sur l'activité sur Ethereum et la santé du réseau.

Lectures de base

Recherches récentes

Applications et outils

La couche d'application prend en charge un écosystème diversifié de programmes qui règlent les transactions sur la couche de base d'Ethereum. Les équipes de développement trouvent constamment de nouvelles façons de tirer parti d'Ethereum pour créer des versions composables, sans permission et résistantes à la censure d'applications Web2 importantes ou pour créer des concepts natifs du Web3 complètement nouveaux. Dans le même temps, de nouveaux outils sont développés pour rendre la création de dapp sur Ethereum moins complexe.

DeFi

La finance décentralisée (DeFi) est l'une des principales classes 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 DeFi est un espace en évolution rapide qui se met constamment à jour. La recherche de protocoles sécurisés, efficaces et accessibles est continuellement nécessaire.

Lectures de base

Recherches récentes

DAO

Un cas d'utilisation percutant pour Ethereum est la capacité de s'organiser de manière décentralisée grâce à l'utilisation de DAO. De nombreuses recherches actives portent 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 minimisée, élargissant considérablement les options des personnes au-delà des entreprises et organisations traditionnelles.

Lectures de base

Recherches récentes

Outils pour développeurs

Les outils pour les développeurs Ethereum s'améliorent rapidement. Il y a beaucoup de recherche et développement actifs à faire dans ce domaine général.

Lectures de base

Recherches récentes

Oracles

Les oracles importent des données hors chaîne sur la chaîne de blocs de manière décentralisée et sans permission. L'obtention de ces données onchain permet aux dapp d'être réactives aux phénomènes du monde réel tels que les fluctuations de prix des actifs du monde réel, les événements dans les applications hors chaîne, ou même les changements météorologiques.

Lectures de base

Recherches récentes

Sécurité des applications

Les piratages sur Ethereum exploitent généralement des vulnérabilités dans des applications individuelles plutôt que dans le protocole lui-même. Les pirates informatiques et les développeurs d'applications sont engagés dans une course aux armements pour développer de nouvelles attaques et défenses. Cela signifie qu'il y a toujours d'importants travaux de recherche et développement nécessaires pour protéger les applications contre les piratages.

Lectures de base

Recherches récentes

Pile technologique

La décentralisation de l'ensemble de la pile technologique d'Ethereum est un domaine de recherche important. Actuellement, les dapp sur Ethereum ont souvent des points de centralisation car elles s'appuient sur des outils ou des infrastructures centralisés.

Lectures de base

Recherches récentes