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Dernière mise à jour de la page: 7 juillet 2024

Les domaines de recherche actifs d'Ethereum

L’un des principaux atouts d’Ethereum réside dans le fait qu’une communauté active de recherche et d’ingénierie l’améliore constamment. De nombreuses personnes enthousiastes et compétentes dans le monde aimeraient s’intéresser aux problèmes en suspens concernant Ethereum, mais il n’est pas toujours facile de découvrir de quoi il s’agit. Cette page présente les principaux domaines de recherche actifs comme guide approximatif de l'avant-garde d'Ethereum.

Comment fonctionne la recherche d'Ethereum

La recherche Ethereum est ouverte et transparente, incarnant 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 de carnets de notes exécutables. La recherche Ethereum évolue rapidement, les nouvelles découvertes étant publiées et discutées ouvertement sur des forums tels que ethresear.ch(opens in a new tab) 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, vous trouverez une mine d'informations sur la recherche Ethereum sur ethresear.ch(opens in a new tab) et sur le canal Discord Eth R&D(opens in a new tab). Ce sont les principaux lieux où les chercheurs d'Ethereum discutent des dernières idées et des 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 participer à la recherche sur Ethereum et être payé pour cela ! Par exemple, l'Ethereum Foundation 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 Subventions Ethereum.

Recherche sur le protocole

La recherche sur le protocole concerne la couche de base d'Ethereum, c'est-à-dire l'ensemble des 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 se divise en deux catégories de haut 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 thèmes 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 le développement de clients légers.

Outre les recherches prospectives, certaines refontes fondamentales du protocole, telles que la « single slot finalité », font l'objet de recherches qui permettront d'apporter des améliorations significatives à Ethereum. De plus, l'efficacité, la sécurité et le contrôle des réseaux peer-to-peer entre clients consensus sont également des sujets de recherche importants.

Lectures de référence

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Exécution

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

  • développement du support pour les clients légers ;
  • recherche sur les limites de gaz ;
  • et sur l'incorporation de nouvelles structures de données (par exemple les arbres Vérole).

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Développement de clients

Les clients Ethereum sont des implémentations du protocole Ethereum. Le développement de clients transforme les résultats de la recherche sur le protocole en réalité en les intégrant dans ces clients. Le développement de clients 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 :

  1. un client de consensus chargé de suivre la tête de la blockchain, de propager les blocs via le mécanisme de diffusion d'informations (gossip) et de gérer la logique de consensus
  2. un client d'exécution pour prendre en charge la machine virtuelle Ethereum et exécuter des transactions et des contrats intelligents

Voir la page nœuds et clients pour plus de détails sur les nœuds et les clients et pour une liste de toutes les implémentations de clients actuelles. Vous pouvez également consulter l'historique de toutes les mises à niveau d'Ethereum sur la page Historique.

Clients d'exécution

Clients de consensus

Mise à l'échelle 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 introductives sur la mise à l'échelle d'Ethereum sont disponibles sur notre page Évolutivité.

Niveau 2

Il existe aujourd'hui plusieurs protocoles de couche 2 qui permettent de mettre à l'échelle Ethereum en utilisant différentes techniques pour regrouper les transactions et les sécuriser sur la couche 1 d'Ethereum. Il s'agit d'un sujet en pleine expansion qui présente un grand potentiel de recherche et de développement.

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Passerelles

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 secondes couches ainsi que les ponts entre la couche principale et la seconde couche. C'est un domaine de recherche particulièrement important car les ponts sont fréquemment ciblés par les pirates informatiques.

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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.

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Matériel

Faire fonctionner les 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.

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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 contribuera à stimuler l'adoption par le grand public.

Cryptographie & ZKP

Les preuves à connaissance nulle (ZKP) et la cryptographie sont essentielles pour intégrer la confidentialité et la sécurité dans Ethereum et ses applications. Le domaine du Zero-knowledge est relativement jeune 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 de hachage Keccak(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.

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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 qui réduisent 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.

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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.

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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).

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Blockspace et marchés des frais

Les marchés de blocs régissent l'inclusion des transactions des utilisateurs finaux, soit directement sur Ethereum (Couche 1), soit sur des réseaux pontés, par exemple, les rollups (Couche 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. 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.

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Incitations dans la preuve d'enjeu

Les validateurs utilisent l'actif natif d'Ethereum (ether) comme collatéral contre les comportements malhonnêtes. La cryptoéconomie 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.

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Mise en jeu libre et dérivés

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

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Tests

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.

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Science des données et analyse

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.

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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 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 DeFi est un espace qui évolue rapidement et qui est constamment mis à jour. Des recherches sur des protocoles sûrs, efficaces et accessibles sont continuellement nécessaires.

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DAO

Un cas d'utilisation important d'Ethereum est la capacité à s'organiser de manière décentralisée grâce à l'utilisation de DAO. 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.

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Outils de développement

Les outils destinés aux développeurs Ethereum s'améliorent rapidement. Il y a beaucoup de recherche active et de développement à faire dans ce domaine général.

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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.

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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.

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Pile technologique

La décentralisation de l'ensemble de la pile technologique Ethereum est un domaine de recherche important. Actuellement, les DApps sur Ethereum ont généralement des points de centralisation parce qu'elles s'appuient sur des outils ou des infrastructures centralisés.

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