Article de Vitalik Buterin publié sur https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html, traduit par Jean Zundel.

Depuis longtemps, les couches de niveau 2 sont vues comme un moyen de passer à l’échelle, pour augmenter le nombre de transactions par seconde limitant naturellement une blockchain décentralisée comme Ethereum. Les rollups, dont le nom évoque les rouleaux de pièces que l’on peut commodément transporter et stocker, sont rapidement devenus la technologie la plus en vue. Après un bref survol des solutions développées auparavant, Plasma et les channels, Vitalik Buterin expose ici les principes fondamentaux des deux principaux types de rollups ainsi que les avantages et les inconvénients de chacun.

Les rollups font fureur dans la communauté Ethereum, et sont en passe de devenir la solution clé pour le scaling, le passage à l’échelle d’Ethereum dans un avenir proche. Mais qu’est-ce exactement que cette technologie, que peut-on en attendre et comment l’utiliser ? Cet article tentera de répondre à certaines de ces questions.

Contexte : qu’est-ce que le passage à l’échelle des couches 1 et 2 ?

Il existe deux manières de passer à l’échelle l’écosystème d’une blockchain. Premièrement, on peut faire en sorte que la blockchain elle-même ait une capacité de transactions plus élevée. Le principal inconvénient de cette technique est que les blockchains comportant de « plus grands blocs » sont intrinsèquement plus difficiles à vérifier et risquent de devenir plus centralisées. Pour éviter ce risque, les développeurs peuvent soit augmenter l’efficacité du logiciel client, soit, de manière plus durable, utiliser des techniques telles que le sharding pour permettre de répartir le travail de construction et de vérification de la chaîne sur de nombreux nœuds ; le projet connu sous le nom de « eth2 » est actuellement en train de mettre en œuvre cette solution pour Ethereum.

Deuxièmement, on peut changer la façon dont on utilise la blockchain. Au lieu de placer directement toute l’activité sur la blockchain, les utilisateurs effectuent la majeure partie de leur activité hors chaîne dans un protocole dit de « niveau 2 ». Il existe un smart contract ou contrat autonome sur la chaîne, qui n’a que deux tâches : traiter les dépôts et les retraits, et vérifier les preuves que tout ce qui se passe hors de la chaîne respecte les règles. Il existe plusieurs manières de faire ces preuves, mais elles ont toutes en commun le fait que la vérification des preuves sur la chaîne est beaucoup moins coûteuse que le calcul originel hors chaîne.

Comparaison : state channels, Plasma et rollups

Les trois principaux types de mise à l’échelle par une couche de niveau 2 sont les state channels ou canaux d’état, Plasma et les rollups. Il s’agit de trois paradigmes différents, avec des avantages et des inconvénients différents, et à ce stade, nous sommes assez confiants dans le fait que toutes les mises à l’échelle de la couche 2 entrent à peu près dans ces trois catégories (bien que des controverses de dénomination existent à la marge, voir par exemple «validium»).

Comment fonctionnent les channels ?

Voir aussi : https://www.jeffcoleman.ca/state-channels et statechannels.org

Imaginez qu’Alice offre une connexion Internet à Bob, en échange de quoi ce dernier lui verse 0,001 dollar par mégaoctet. Au lieu d’effectuer une transaction pour chaque paiement, Alice et Bob utilisent le système de niveau 2 suivant.

D’abord, Bob met 1$ (ou l’équivalent en ETH ou en monnaie stable) dans un contrat autonome. Pour effectuer son premier paiement à Alice, Bob signe un «ticket» (un message hors chaîne), qui dit simplement «0,001$», et l’envoie à Alice. Pour effectuer son deuxième paiement, Bob signe un autre ticket qui indique «0,002$» et l’envoie à Alice. Et ainsi de suite pour autant de paiements que nécessaire. Lorsque Alice et Bob ont terminé leurs transactions, Alice peut publier le ticket de plus grande valeur à la chaîne, enveloppé dans une autre signature de sa part. Le contrat vérifie les signatures d’Alice et de Bob, verse à Alice le montant indiqué sur le ticket de Bob et renvoie le reste à Bob. Si Alice ne veut pas fermer le channel (pour cause de malveillance ou de défaillance technique), Bob peut déclencher une période de retrait (par exemple, 7 jours) ; si Alice ne fournit pas de ticket dans ce délai, Bob est alors remboursé de tout son argent.

Cette technique est puissante : elle peut être ajustée pour gérer les paiements bidirectionnels, les relations par contrat autonome (par exemple, Alice et Bob passent un contrat financier à l’intérieur du canal) et la composition (si Alice et Bob ont un canal ouvert, tout comme Bob et Charlie, Alice peut interagir sans confiance avec Charlie). Mais les channels ont leurs limites. Les channels ne peuvent pas être utilisés pour envoyer des fonds hors chaîne à des personnes qui ne sont pas encore des participants. Les channels ne peuvent pas être utilisés pour représenter des objets qui n’ont pas de propriétaire logique clair (par exemple, Uniswap). Et les channels, surtout s’ils sont utilisés pour faire des choses plus complexes que de simples paiements récurrents, nécessitent de bloquer un capital important.

Comment Plasma fonctionne-t-il ?

Voir aussi l’article originel sur Plasma et Plasma Cash.

Pour déposer un actif, un utilisateur l’envoie au contrat autonome qui gère la chaîne Plasma. Elle lui attribue un nouvel identifiant unique (par exemple 537). Chaque chaîne Plasma a un opérateur (il peut s’agir d’un acteur centralisé, d’un multisig ou d’un élément plus complexe comme du PoS ou du DPoS). À chaque intervalle (15 secondes, ou une heure, ou entre les deux), l’opérateur génère un «lot» composé de toutes les transactions Plasma qu’il a reçues hors chaîne. Il génère un arbre de Merkle, où à chaque indice X de l’arbre, il y a une transaction transférant l’actif d’ID X s’il en existe une ; sinon cette feuille est à zéro. Ils publient la racine Merkle de cet arbre sur la chaîne. Ils envoient également la branche de Merkle de chaque index X au propriétaire actuel de cet actif. Pour retirer un actif, un utilisateur publie la branche de Merkle de la transaction la plus récente qui lui a envoyé l’actif. Le contrat déclenche une période de contestation, pendant laquelle chacun peut essayer d’utiliser d’autres branches de Merkle pour invalider la sortie en prouvant que (i) l’expéditeur ne possédait pas l’actif au moment où il l’a envoyé, ou (ii) qu’il a envoyé l’actif à quelqu’un d’autre à un moment ultérieur. Si personne ne prouve que la sortie est frauduleuse pendant (par exemple) 7 jours, l’utilisateur peut retirer le bien.

Plasma présente des propriétés plus puissantes que les canaux : vous pouvez envoyer des actifs à des participants qui n’ont jamais fait partie du système, et les exigences en matière de capital sont beaucoup plus faibles. Mais cela a un coût : les chaînes ne nécessitent aucune donnée pour tourner en «fonctionnement normal», mais Plasma exige que chaque chaîne publie une empreinte cryptographique à intervalles réguliers. De plus, les transferts Plasma ne sont pas instantanés : il faut attendre la fin de l’intervalle et la publication du bloc.

En outre, Plasma et les channels partagent une même faiblesse : la théorie des jeux sur laquelle se fonde leur sécurité repose sur l’idée que chaque objet contrôlé par les deux systèmes a un «propriétaire» logique. Si ce propriétaire ne se soucie pas de son bien, il peut en résulter un résultat «non valide» concernant cet actif. Cette situation est acceptable pour de nombreuses applications, mais elle est un facteur de rupture pour beaucoup d’autres (par exemple, Uniswap). Même les systèmes où l’état d’un objet peut être modifié sans le consentement du propriétaire (par exemple, les systèmes basés sur les comptes, où l’on peut augmenter le solde de quelqu’un sans son consentement) ne fonctionnent pas bien avec Plasma. Tout cela signifie qu’il faut beaucoup de «raisonnement spécifique à l’application» dans tout déploiement réaliste de Plasma ou de channels, et qu’il n’est pas possible de mettre en œuvre un système Plasma ou de channels qui se contente de simuler l’environnement complet d’Ethereum (ou «l’EVM»). Pour contourner ce problème, il faut… les rollups.

Rollups

Voir aussi : EthHub sur les optimistic rollups et les ZK rollups.

Plasma et les channels sont des représentations «complètes» de couche de niveau 2, en ce qu’ils tentent de déplacer les données et les calculs hors de la chaîne. Cependant, les questions fondamentales de la théorie des jeux concernant la disponibilité des données signifient qu’il est impossible de le faire en toute sécurité pour toutes les applications. Plasma et les channels contournent ce problème grâce à une notion explicite de propriétaire, mais cela les empêche d’être totalement généraux. Les rollups, en revanche, sont une représentation «hybride» de couche 2. Les rollups déplacent le calcul (et le stockage de l’état) hors chaîne, mais conservent certaines données par transaction sur la chaîne. Dans un souci d’efficacité, ils utilisent toute une série d’astuces de compression pour remplacer les données par du calcul chaque fois que cela est possible. Il en résulte un système dont l’évolutivité est toujours limitée par la bande passante de données de la blockchain sous-jacente, mais dans un rapport très favorable : alors qu’un transfert de jetons ERC20 de la couche de base d’Ethereum coûte environ 45000 gaz, un transfert de jetons ERC20 dans un rollup occupe 16 octets d’espace sur la chaîne et coûte moins de 300 gaz.

Le fait que les données résident sur la chaîne est essentiel (N.B.: le fait de mettre les données «sur IPFS» n’est pas suffisant car IPFS ne permet pas d’obtenir un consensus sur la disponibilité ou non d’une donnée ; les données doivent se trouver sur une blockchain). Le fait de mettre les données sur la chaîne et d’avoir un consensus à ce sujet permet à quiconque de traiter localement toutes les opérations du rollup s’il le souhaite, ce qui lui permet de détecter la fraude, d’initier des retraits ou de commencer personnellement à produire des lots de transactions. L’absence de problèmes de disponibilité des données signifie qu’un opérateur malveillant ou hors ligne peut faire encore moins de mal (par exemple, il ne peut pas causer un retard d’une semaine), ce qui ouvre un espace de conception beaucoup plus grand pour qui a le droit de publier des batches, des lots, et ce qui rend les rollups beaucoup plus faciles à raisonner. Et surtout, l’absence de problèmes de disponibilité des données signifie qu’il n’est plus nécessaire de faire correspondre les actifs aux propriétaires, ce qui explique pourquoi la communauté Ethereum est aussi enthousiaste à l’égard des rollups comparé aux formes précédentes de passage à l’échelle de niveau 2 : les rollups sont totalement génériques, et on peut même faire fonctionner une EVM à l’intérieur d’un rollup, ce qui permet aux applications Ethereum existantes de migrer vers des rollups pratiquement sans avoir à écrire de nouveau code.

Bon, mais comment fonctionne un rollup exactement ?

Il existe un contrat autonome sur la chaîne qui maintient une racine d’état : la racine Merkle de l’état du rollup (c’est-à-dire les soldes des comptes, le code du contrat, etc. qui sont «à l’intérieur» du rollup).

Tout le monde peut publier un lot, un ensemble de transactions fortement compressé avec la racine d’état précédente et la nouvelle racine d’état (la racine Merkle après le traitement des transactions). Le contrat vérifie que la racine d’état précédente du lot correspond à sa racine d’état actuelle ; si c’est le cas, la nouvelle racine d’état devient l’actuelle.

Pour faciliter les dépôts et les retraits, nous ajoutons la possibilité d’avoir des transactions dont l’entrée ou la sortie est «en dehors» de l’état du rollup. Si un lot comporte des entrées provenant de l’extérieur, la transaction qui soumet le lot doit également transférer ces actifs au contrat de rollup. Si un lot a des sorties vers l’extérieur, alors, lors du traitement du lot, le contrat autonome initie ces retraits.

Et c’est tout ! Sauf un détail majeur : comment savoir si les racines post-état des lots sont correctes ? Si quelqu’un peut soumettre un lot avec n’importe quelle racine post-état sans conséquences, il pourrait simplement se transférer toutes les pièces à l’intérieur du rollup. Cette question est essentielle car il existe deux familles de solutions très différentes au problème, et ces deux familles de solutions mènent aux deux saveurs de rouleaux.

Optimistic rollups contre ZK rollups

Les deux types de rollups sont :

1. Les Optimistic rollups, qui utilisent des preuves de fraude : le contrat de rollup conserve une trace de tout son historique des racines de l’état et l’empreinte cryptographique de chaque batch. Si quelqu’un découvre qu’un batch avait une racine post-état incorrecte, il peut publier une preuve sur la chaîne, prouvant que le lot a été mal calculé. Le contrat vérifie la preuve et renvoie ce lot ainsi que tous les lots     suivants. 
2. Les ZK rollups, qui utilisent des preuves de validité : chaque lot comprend une preuve cryptographique appelée ZK-SNARK (par exemple en utilisant le protocole PLONK), qui prouve que la racine post-état est le résultat correct de l’exécution du lot. Quelle que soit l’ampleur du calcul, la preuve peut être très rapidement vérifiée sur la chaîne. 

Les compromis entre les deux types de rollups sont complexes :

Propriété	Optimistic rollups	ZK rollups
Coût fixe du gaz par batch	~40 000 (une transaction légère qui ne fait que changer la valeur de la racine de l’État)	~500 000 (la vérification d’un ZK-SNARK est un travail de calcul assez intensif)
Délai de rétractation	~1 semaine (les retraits doivent être retardés pour donner le temps à quelqu’un de publier une preuve de fraude et d’annuler le retrait s’il est frauduleux)	Très rapide (il suffit d’attendre le prochain lot)
Complexité de la technologie	Faible	Élevée (les ZK-SNARK sont une technologie très nouvelle et mathématiquement complexe)
Possibilité de généralisation	Plus facile (les rollups EVM à usage général sont déjà proches du réseau principal)	Plus difficile (prouver des ZK-SNARK avec une EVM générique est beaucoup plus difficile que de prouver des calculs simples, bien qu’il y ait des efforts (par exemple Cairo) pour améliorer cela)
Coût du gaz par transaction sur la chaîne	Supérieur	Inférieur (si les données d’une transaction ne sont utilisées que pour vérifier, et non pour provoquer des changements d’état, alors ces données peuvent être omises, alors que dans un Optimistic rollup, elles devraient être publiées afin de pouvoir les vérifier lors d’une preuve de fraude)
Coûts de calcul hors chaîne	Inférieurs (bien qu’il soit plus nécessaire de refaire le calcul pour de nombreux nœuds complets)	Supérieurs (un ZK-SNARK s’avère particulièrement coûteux, potentiellement des milliers de fois plus cher que le calcul direct)

D’une manière générale, mon avis est qu’à court terme, les optimistic rollups devraient l’emporter pour le calcul générique sur l’EVM et les ZK rollups sont susceptibles de l’emporter pour les paiements simples, les échanges et d’autres cas d’usage spécifiques aux applications ; mais à moyen et long terme, les ZK rollups l’emporteront dans tous les cas d’usage à mesure que la technologie des ZK-SNARK s’améliorera.

Anatomie d’une preuve de fraude

La sécurité d’un Optimistic rollup repose sur l’idée que si quelqu’un publie un lot non valable dans le rollup, qui que ce soit d’autre qui suit la chaîne et a détecté la fraude peut publier une preuve de fraude, prouvant au contrat que ce lot est non valable et doit être annulé.

Une preuve de fraude prétendant qu’un lot est invalide contiendrait les données en vert : le lot lui-même (qui pourrait être vérifié par rapport à un hachage stocké sur la chaîne) et les parties de l’arbre de Merkle devaient prouver uniquement les comptes spécifiques qui ont été lus et/ou modifiés par le lot. Les nœuds de l’arbre en jaune peuvent être reconstruits à partir des nœuds en vert et n’ont donc pas besoin d’être fournis. Ces données sont suffisantes pour exécuter le lot et calculer la racine post-état (notez que les clients sans état vérifient les blocs individuels exactement de la même manière). Si la racine post-état calculée et la racine post-état fournie dans le lot ne sont pas les mêmes, le lot est frauduleux.

On a la garantie que si un lot a été mal assemblé, et que tous les lots précédents ont été assemblés correctement, il est possible de créer une preuve de fraude montrant que le lot a été assemblé de manière incorrecte. Notez la déclaration concernant les lots précédents : si plusieurs lots non valides ont été publiés dans le rollup, il est préférable d’essayer de prouver que le premier est non valide. Bien entendu, on a également la garantie que si un lot a été assemblé correctement, il n’est jamais possible de créer une preuve de fraude montrant que le lot est invalide.

Comment fonctionne la compression ?

Une simple transaction Ethereum (pour envoyer de l’ETH) prend ~110 octets. Un transfert ETH sur un rollup, en revanche, ne prend que ~12 octets :

Paramètre	Ethereum	Rollup
Nonce	~3	0
Prix du gaz	~8	0-0.5
Gaz	3	0-0.5
Destinataire	21	4
Valeur	~9	~3
Signature	~68 (2+33+33)	~0.5
Depuis	0 (récupéré de sig)	4
Total	~112	~12

Cela provient pour partie d’un meilleur encodage : la RLP d’Ethereum gaspille 1 octet par valeur sur la longueur de chaque valeur. Mais il y a aussi des astuces de compression très bien trouvées qui entrent en jeu :

• Nonce : le but de ce paramètre est d’empêcher les rediffusions. Si le nonce courant d’un compte est de 5, la prochaine opération de ce compte doit avoir un nonce 5, mais une fois l’opération traitée, le nonce du compte sera incrémenté à 6, de sorte que l’opération     ne pourra pas être traitée à nouveau. Dans le rollup, nous pouvons omettre complètement le nonce, car nous nous contentons de récupérer le nonce de l’état antérieur ; si quelqu’un essaie de rejouer une transaction avec un nonce antérieur, la signature ne sera pas vérifiée, car la signature sera comparée aux données qui contiennent le nouveau nonce supérieur.
• Prix du gaz : nous pouvons permettre aux utilisateurs de payer dans une de prix du gaz, par exemple un choix de 16 puissances consécutives de deux. Une autre possibilité serait de fixer un niveau de prix fixe pour chaque lot, ou même d’exclure entièrement le paiement du gaz du protocole de rollup et de faire payer les créateurs de lots par les participants aux transactions pour inclusion par un channel.
• Le gaz : nous pourrions tout aussi bien utiliser la totalité du gaz pour choisir entre des puissances consécutives de 2. On pourrait aussi se contenter d’une limite de gaz uniquement au niveau du lot.    
• To : nous pouvons remplacer l’adresse de 20 octets par un index (par exemple, si une adresse est la 4527e adresse ajoutée à l’arbre, nous utilisons simplement l’index 4527 pour y faire référence. Nous ajoutons un sous-arbre à l’état pour stocker la correspondance des index aux adresses). 
• Valeur : nous pouvons stocker la valeur en notation scientifique. Dans la plupart des cas, les transferts ne nécessitent que 1 à 3 chiffres significatifs.    
• Signature : nous pouvons utiliser les signatures agrégées BLS, qui permettent d’agréger de nombreuses signatures en une seule de ~32-96 octets (selon le protocole). Cette signature peut ensuite être vérifiée par rapport à l’ensemble des messages et des expéditeurs d’un même lot en une seule fois. Le ~0,5 du tableau représente le fait qu’il y a une limite au nombre de signatures pouvant être combinées dans un agrégat qui peuvent être vérifiées dans un seul bloc, et donc de grands lots auraient besoin d’une signature pour ~100 transactions.

Une astuce de compression importante, spécifique aux ZK rollups, est que si une partie d’une transaction est uniquement utilisée pour la vérification et n’est pas pertinente pour le calcul de la mise à jour de l’état, alors cette partie peut être laissée hors chaîne. Cela ne peut pas être fait dans un optimistic rollup car ces données devraient toujours être incluses dans la chaîne au cas où elles devraient être vérifiées ultérieurement dans une preuve de fraude, alors que dans un ZK rollup, le SNARK prouvant l’exactitude du lot prouve déjà que toutes les données nécessaires à la vérification ont été fournies. Un exemple important est celui des rollups de protection de la vie privée : dans un optimistic rollup, le ZK-SNARK d’environ 500 octets utilisé pour la confidentialité dans chaque transaction doit être intégré à la chaîne, tandis que dans un ZK rollup, le ZK-SNARK couvrant l’ensemble du lot ne laisse déjà aucun doute sur la validité des ZK-SNARK «internes».

Ces astuces de compression sont la clé de l’extensibilité des rollups ; sans elles, les rollups ne représenteraient peut-être qu’une amélioration d’un facteur ~10 par rapport à l’extensibilité de la chaîne de base (bien qu’il existe certaines applications spécifiques gourmandes en calculs où même les simples rollups sont puissants), alors qu’avec ces astuces de compression, le facteur d’échelle peut dépasser 100 fois pour presque toutes les applications.

Qui peut soumettre un lot ?

Il existe plusieurs écoles pour déterminer qui peut soumettre un lot dans un optimistic ou un ZK rollup. En général, tout le monde s’accorde à dire que, pour pouvoir soumettre un lot, un utilisateur doit verser un dépôt important ; si cet utilisateur soumet un jour un lot frauduleux (par exemple avec une racine d’état invalide), ce dépôt sera en partie brûlé et en partie donné comme récompense à celui qui a prouvé la fraude. Mais au-delà de cela, il existe de nombreuses possibilités :

• Anarchie totale : tout le monde peut soumettre un lot à tout moment. C’est l’approche la plus simple, mais elle présente des inconvénients importants. En particulier, il existe un risque que plusieurs participants génèrent et tentent de soumettre des lots en parallèle, et qu’un seul de ces lots puisse être inclus avec succès. Cela entraîne un gaspillage important d’efforts pour produire des épreuves et/ou un gaspillage de gaz pour publier les lots à enchaîner.        
• Séquenceur centralisé : un seul acteur, le séquenceur, peut soumettre des lots (à l’exception des retraits : la technique habituelle est qu’un utilisateur peut d’abord soumettre une demande de retrait, puis si le séquenceur ne traite pas ce retrait dans le lot suivant, l’utilisateur peut alors soumettre lui-même un lot à opération unique). C’est la plus «efficiente», mais elle dépend d’un acteur central à vie.
• Vente aux enchères du séquenceur : une vente aux enchères est organisée (par exemple tous les jours) afin de déterminer qui a le droit d’être le séquenceur pour le jour suivant. Cette technique présente l’avantage de permettre de lever des fonds qui pourraient être distribués par une DAO contrôlée par le rollup (voir : enchères MEV)    
• Sélection aléatoire à partir de l’ensemble du PoS : n’importe qui peut déposer de l’ETH (ou peut-être le jeton de protocole propre au rollup) dans le contrat de rollup, et     le séquenceur de chaque lot est choisi au hasard parmi l’un des déposants, la probabilité d’être sélectionné étant proportionnelle au montant déposé. Le principal inconvénient de cette technique est qu’elle conduit à l’immobilisation inutile d’un capital important. 
• Vote DPoS : un seul séquenceur est sélectionné lors d’une enchère, mais s’il n’est pas performant, les détenteurs de jetons peuvent voter pour le jeter dehors et organiser une nouvelle enchère pour le remplacer.    

Fractionnement des lots et fourniture de racines par l’État

Certains des rollups actuellement en cours de développement utilisent un paradigme de «split batch» ou lot éclaté, où l’action de soumettre un lot de transactions de couche 2 et celle de soumettre une racine d’état sont effectuées séparément. Cela présente certains avantages clés :

1. On peut permettre à plusieurs séquenceurs en parallèle de publier des lots afin d’améliorer la résistance à la censure, sans craindre que certains lots soient invalides parce qu’un autre lot a été inclus en premier.    
2. Si une racine d’état est frauduleuse, il n’est pas nécessaire de rétablir l’ensemble du lot     ; on peut rétablir uniquement la racine d’état et attendre que quelqu’un fournisse une nouvelle racine d’état pour le même lot. Cela donne aux expéditeurs de transactions une meilleure garantie que leurs transactions ne seront pas inversées.

Il existe donc un attirail assez complexe de techniques qui tentent de trouver un équilibre entre des compromis compliqués impliquant efficacité, simplicité, résistance à la censure, entre autres objectifs. Il est encore trop tôt pour dire quelle combinaison de ces idées fonctionne le mieux ; le temps nous le dira.

Quelle est l’ampleur du passage à l’échelle apporté par les rollups ?

Sur la chaîne Ethereum existante, la limite de gaz est de 12,5 millions, et chaque octet de données dans une transaction coûte 16 gaz. Cela signifie que si un bloc ne contient qu’un seul lot (nous dirons qu’un ZK rollup est utilisé, dépensant 500k de gaz pour la vérification des preuves), ce lot peut avoir (12 millions / 16) = 750000 octets de données. Comme indiqué ci-dessus, un rollup pour les transferts ETH ne nécessite que 12 octets par opération utilisateur, ce qui signifie que le lot peut contenir jusqu’à 62500 transactions. Avec un temps de bloc moyen de 13 secondes, cela se traduit par ~4807 TPS (contre 12,5 millions / 21000 / 13 ~= 45 TPS pour les transferts d’ETH sur Ethereum lui-même).

Voici un tableau pour d’autres exemples de cas d’utilisation :

Application	Octets dans le rollup	Coût du gaz sur la couche 1	Gain maximal
Transfert d’ETH	12	21 000	105x
Transfert ERC20	16 (4 octets supplémentaires pour préciser quel jeton)	~50 000	187x
Trade Uniswap	~14 (4 octets expéditeur + 4 octets destinataire + 3 octets valeur + 1 octet prix maxi + 1 octet divers)	~100000	428x
Retrait avec confidentialité (Optimistic rollup)	296 (4 octets d’index de la racine + 32 octets d’annulateur + 4 octets de destinataire + 256 octets de preuve ZK-SNARK)	~380 000	77x
Retrait avec confidentialité (ZK rollup)	40 (4 octets d’index de la racine + 32 octets d’annulateur + 4 octets de destinataire)	~380 000	570x

Il convient maintenant de garder à l’esprit que ces chiffres sont trop optimistes. Avant tout, un bloc ne contiendra presque toujours plus d’un seul lot, à tout le moins parce qu’il y a et qu’il y aura plusieurs rollups. Deuxièmement, les dépôts et les retraits continueront d’exister. Troisièmement, à court terme, l’utilisation sera faible, et les coûts fixes domineront donc. Mais même en tenant compte de ces facteurs, des gains d’extensibilité de plus de 100 devraient être la norme.

Maintenant, que faire si nous voulons aller au-delà de ~1000-4000 TPS (selon le cas d’utilisation spécifique) ? C’est ici qu’intervient le sharding d’eth2. La proposition sur le sharding, ou fragmentation, ouvre un espace de 16 Mo toutes les 12 secondes qui peut être rempli avec n’importe quelles données, et le système garantit un consensus sur la disponibilité de ces données. Cet espace de données peut être utilisé par des rollups. Cette capacité de ~1398k octets par seconde est une amélioration de 23x par rapport aux ~60 kB/sec de la chaîne Ethereum existante, et à plus long terme, la capacité en données devrait encore augmenter. Par conséquent, les rollups qui utilisent des données eth2 fragmentées peuvent traiter collectivement jusqu’à ~100k TPS, et même plus à l’avenir.

Quels sont les problèmes non encore résolus dans les rollups ?

Bien que le concept de base d’un rollup soit maintenant bien compris, que nous soyons tout à fait certains qu’il est fondamentalement faisable et sûr, et que de multiples rollups aient déjà été déployés sur le réseau principal, il reste encore de nombreuses zones d’ombre quant à leur conception, ainsi qu’un certain nombre de défis à relever pour amener de grandes parties de l’écosystème Ethereum sur des rollups afin de profiter du passage à l’échelle qu’ils offrent. Voici quelques-uns des principaux défis en question :

• Intégration des utilisateurs et de l’écosystème – peu d’applications utilisent des rollups, ils sont peu connus des utilisateurs et peu de portefeuilles ont commencé à les intégrer. Les commerçants et les associations ne les acceptent pas encore pour les paiements. 
• Transactions croisées – transfert efficace des actifs et des données (par exemple, les résultats d’oracles) d’un rollup à l’autre sans avoir à passer par la couche de base. 
• Audit des incitations – comment maximiser les chances qu’au moins un nœud honnête vérifie effectivement un optimistic rollup afin de pouvoir publier une preuve de fraude si quelque chose tourne mal ? Pour les rollups à petite échelle (jusqu’à quelques centaines de TPS), ce n’est pas     un problème important et on peut simplement compter sur l’altruisme, mais pour les rollups à plus grande échelle, une réflexion plus comlète est nécessaire sur ce sujet.    
• Exploration     de l’espace de conception entre le plasma et les rollups – existe-t-il des techniques permettant de mettre sur la chaîne certaines données pertinentes pour la mise à jour de l’état, mais pas toutes, et y a-t-il quelque chose d’utile qui pourrait en résulter ?     
• Maximiser la sécurité des pré-confirmations – de nombreux rollups fournissent une notion de «pré-confirmation» pour des UX plus rapides, où le séquenceur fournit immédiatement une promesse qu’une transaction sera incluse dans le lot suivant, et le dépôt du séquenceur est détruit s’ils manquent à leur parole. Mais la sécurité économique de ce système est limitée en raison de la possibilité de faire de nombreuses promesses à de très nombreux acteurs en même temps. Ce mécanisme peut-il être amélioré ?
• Améliorer la vitesse de réponse aux séquenceurs absents – si le séquenceur d’un rollup se met soudainement hors ligne, il serait utile de revenir à la normale rapidement et à moindre coût, soit en sortant en masse rapidement et à moindre coût vers un autre rollup, soit en remplaçant le séquenceur.     
• ZK-VM efficiente – génération d’une preuve ZK-SNARK selon laquelle le code de l’EVM générique (ou une autre VM sur laquelle les contrats existants peuvent être compilés) a été exécuté correctement et a donné un certain résultat. 

Conclusion

Les rollups constituent un nouveau paradigme puissant de passage à l’échelle de la couche de niveau 2 et devraient devenir une pierre angulaire du passage à l’échelle d’Ethereum à court et moyen terme (et peut-être aussi à long terme). La communauté Ethereum s’est montrée très enthousiaste car, contrairement aux tentatives précédentes de passage à l’échelle en couche 2, elle peut prendre en charge le code EVM générique, ce qui permet aux applications existantes de migrer facilement. Pour ce faire, ils ont fait un compromis essentiel : ils n’ont pas essayé de se retirer complètement de la chaîne, mais ont laissé une petite quantité de données par transaction sur la chaîne.

Il existe de nombreux types de rollups, et de nombreux choix dans l’espace de conception : on peut employer un optimistic rollup en utilisant des preuves de fraude, ou un ZK rollup en utilisant des preuves de validité (c.à.d. ZK-SNARK). Le séquenceur (l’utilisateur qui peut publier des lots de transactions à enchaîner) peut être un acteur centralisé, ou tout le monde et n’importe qui, ou encore un choix intermédiaire entre ces deux extrêmes. Les rollups sont une technologie encore très jeune et leur développement se poursuit rapidement, mais ils fonctionnent et certains (notamment Loopring, ZKSync et DeversiFi) fonctionnent déjà depuis des mois. On peut s’attendre à ce que des travaux passionnants dans ce domaine émergent dans les années à venir.

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Jeudi 10 Décembre, Ethereum France a le plaisir de recevoir Justin Drake, chercheur de la Fondation Ethereum et l’un des architectes d’Ethereum 2.

Venez nombreux à l’heure du déjeuner sur Youtube pour découvrir les coulisses du lancement du 1er décembre dernier et en apprendre plus sur les évolutions à venir. Le chat sera ouvert pour toutes vos questions.

Après avoir accueilli Mehdi Zerouali de Sigma Prime à quelques jours du premier bloc d’Ethereum 2, c’est au tour de Justin Drake de venir vous parler en français des efforts qui ont permis la réussite de la semaine dernière et ce à quoi vous devez vous attendre pour les mois à venir. Justin a déjà eu l’occasion de venir plusieurs fois à EthCC et notamment en 2019 pour présenter la phase 0 d’Ethereum 2. Justin a étudié les mathématiques à Cambridge et fait de l’entrepreneuriat autour de Bitcoin de 2014 à 2017 avant de se tourner vers la recherche sur Ethereum 2.0.

Rendez-vous à 12h30 jeudi 10 décembre sur notre chaîne Youtube

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FAQ publiée par Vitalik Buterin sur https://notes.ethereum.org/@vbuterin/BkSQmQTS8, traduite par Jean Zundel.

Bien sûr, le lancement réussi d’Eth2 a occupé tous les esprits ces dernières semaines, mais les travaux se poursuivent sur tous les fronts. L’EIP 1559, en discussion depuis plusieurs mois, représente une évolution majeure en changeant fondamentalement le fonctionnement des fees, les frais de transaction.

Qu’est-ce que l’EIP 1559 ?

L’EIP 1559 est une proposition visant à réformer le marché des frais d’Ethereum, avec les changements clés suivants :

• La limite actuelle de 10 millions de gaz est remplacée par deux valeurs : un «objectif moyen à long terme» (10 millions), et un «plafond ferme par bloc» (20 millions) ;
• Il existe un BASEFEE (qui est brûlé) que les transactions doivent payer, qui est ajusté bloc par bloc dans le but de cibler une valeur telle que la consommation moyenne de gaz du bloc reste autour de 10 millions.

En substance, alors que toute la volatilité à court terme de la demande d’espace de transaction à l’intérieur d’un bloc se traduit actuellement par une volatilité des frais de transaction, une partie se traduirait alors par une volatilité de la taille des blocs.

En quoi l’EIP 1559 est-elle bénéfique ?

Pour citer un ancien article :

Le statu quo des marchés des frais de transaction pose trois problèmes majeurs :

• Inadéquation entre volatilité des niveaux de frais de transaction et coût social des transactions : les frais de transaction sur les chaînes de blocs publiques établies, dont l’utilisation est suffisante pour que les blocs soient pleins, tendent à être extrêmement volatils. Sur Ethereum, les frais minimums tournent généralement autour de 2 gwei (10⁹ gwei = 1 ETH), mais ils peuvent parfois monter jusqu’à 20 à 50 gwei, voire 200 gwei en une occasion : https://etherscan.io/chart/gasprice. Il est clair que cela engendre une certaine inefficacité car il est absurde de supposer que le coût supporté par le réseau pour accepter une transaction supplémentaire dans un bloc soit 100 fois plus élevé lorsque le prix du gaz est de 200 gwei que lorsqu’il est de 2 gwei ; dans les deux cas, il s’agit d’une différence entre 8 millions de gaz et 8,02 millions de gaz ;
• Inefficacités des enchères de premier prix : voir https://ethresear.ch/t/first-and-second-price-auctions-and-improved-transaction-fee-markets/2410 pour un compte rendu détaillé. En bref, dans l’approche actuelle, les émetteurs publient une transaction avec une redevance, les mineurs choisissent les transactions les plus rémunératrices et chacun paie ce qu’il offre. Cette approche est bien connue dans la littérature sur les mécanismes d’incitation pour être très inefficace, nécessitant des algorithmes complexes d’estimation des frais ; ces algorithmes finissent souvent par ne pas très bien fonctionner, ce qui entraîne fréquemment des frais excessifs. Voir également https://blog.bitgo.com/the-challenges-of-bitcoin-transaction-fee-estimation-e47a64a61c72, la description par un core développeur Bitcoin des défis entraînés par le statu quo de l’estimation des frais ;
• Instabilité des chaînes de blocs sans récompense en bloc : à long terme, les chaînes de blocs où il n’y aura pas d’émission (y compris Bitcoin et Zcash) ont actuellement l’intention de récompenser les mineurs par les frais des transactions. Toutefois, des résultats connus montrent que cela risque d’entraîner une grande instabilité, en incitant à miner des «blocs frères» pour voler les frais de transaction, ouvrant ainsi des vecteurs d’attaque par minage égoïste beaucoup plus puissants, etc. Il n’existe actuellement aucune mesure efficace d’atténuation de ce phénomène.

L’EIP 1559 présente ces avantages :

• Il atténue les inefficacités économiques dues à l’inadéquation des coûts sociaux en raison de la volatilité des frais. L’argument économique est assez nuancé ; voir en particulier les pages 16 à 20 du document dont le lien figure sur https://ethresear.ch/t/draft-position-paper-on-resource-pricing/2838 (bien que je recommande de lire l’ensemble du document) pour une argumentation détaillée sur les raisons de cette situation. Intuitivement, le mécanisme d’ajustement des frais fonctionne comme un frais fixe à court terme et un plafond à long terme, et il s’avère qu’en raison des arguments avancés dans cet l’article de Martin Weitzman (en 1974), des frais fixes sont probablement préférables à un plafond dans les conditions où, fondamentalement, toutes les blockchains publiques sont aujourd’hui en place.
• Il remplace la vente aux enchères par une vente à prix fixe (sauf pendant de courtes périodes où les blocs se remplissent complètement jusqu’à ce que les frais rattrapent leur retard), ce qui élimine les inefficacités de la vente aux enchères au premier prix et rend l’estimation des frais extrêmement simple : calculez les frais f pour le bloc suivant, si vous pouvez vous le permettre, payez-les, sinon ne le faites pas.
• Il crée un mécanisme similaire à une récompense permanente par bloc (le 1/N provenant du pot), ce qui atténue bon nombre des problèmes d’instabilité liés aux chaînes de blocs fonctionnant uniquement sur les frais sans nécessiter de véritable émission permanente.

Un autre avantage sous-estimé de l’EIP 1559 est qu’il permet de mesurer les prix du gaz de manière sûre. Aujourd’hui, le simple fait de regarder les prix du gaz sur la chaîne et de les utiliser comme indice est exploitable, car les mineurs peuvent inclure des transactions fictives à très faible ou très forte redevance, où la redevance se ferait à eux-mêmes. Mais en vertu de l’EIP 1559, le BASEFEE ne peut être manipulé qu’à un coût élevé, car les transactions fictives exigeraient même du mineur qu’il paie des frais (qui sont brûlés).

Les marchés actuels des frais sont-ils vraiment si inefficaces ?

Oui, la différence entre le prix moyen du gaz et le dixième centile du prix du gaz dans un bloc normal est d’environ 3 fois pour la médiane et de 5 à 8 fois pour la moyenne. Les gens paient trop, en masse, inutilement.

Toute personne qui ne paie pas trop subit un retard de 1 à 2 minutes, voire plus, et ce retard ne profite en fait à personne ; la charge totale de la chaîne est la même, qu’une unité de charge donnée atteigne la chaîne au temps N ou au temps N + 60. Il n’y a aucun avantage social réel à favoriser des participants «exprimant une préférence pour la rapidité» dans le mécanisme du marché des frais, du moins dans des conditions normales ; il s’agit d’une perte parfaitement inutile. Il vaudrait mieux pour nous tous que davantage de transactions soient incluses immédiatement, ce que permet l’EIP 1559.

Pourquoi ne pas simplement utiliser la deuxième enchère (ou une k-ième enchère) pour résoudre les inefficacités de la meilleure enchère ?

Les enchères au k-ième prix (où chacun paie un prix de gaz égal au prix le plus bas qui était inclus dans le bloc) sont effectivement «efficaces» dans une analyse économique traditionnelle*, mais elles ont le défaut d’être vulnérables à la collusion.

* Oui, bien sûr, techniquement, il faut utiliser le prix du gaz le plus élevé qui n’est pas inclus dans le bloc ; mais en pratique, étant donné que la plupart des blocs Ethereum comportent des centaines de transactions, la différence serait négligeable.

L’EIP 1559 pourrait-elle faire courir le risque de surcharger les nœuds et les mineurs pendant les périodes de forte utilisation ?

EIP 1559 peut tout au plus multiplier par 2 la taille des blocs, même à court terme. Chaque «bloc complet» (c’est-à-dire un bloc dont le gaz est 2x la TARGET) augmente le BASEFEE de 1,125x, donc une série de blocs complets constants augmentera le prix du gaz par un facteur 10 tous les ~20 blocs (~4,3 min en moyenne). Par conséquent, les périodes de forte charge sur la chaîne ne dureront pas plus de 5 minutes.

Notez qu’actuellement, les périodes de doublement de la charge durant 5 minutes se produisent déjà aléatoirement environ une fois tous les ~63888 blocs (~10 jours) en raison de la variance du taux de production des blocs. L’introduction de l’EIP 1559 n’entraînerait donc pas un niveau de charge sans précédent dans le système.

En outre, la limite de gaz de 10 millions, pas plus, est justifiée dans une large mesure non par des limites strictes du réseau (les taux d’oncles sont proches des plus bas niveaux historiques, bien que les risques pour les nœuds non-mineurs tels que les nœuds de bootstrap puissent être plus élevés), mais par des préoccupations fondamentalement long terme :

• Risque de centralisation par des taux d’oncles un peu plus élevés : si les taux d’oncles grimpaient jusqu’à 20%, cela profiterait de manière disproportionnée aux grands bassins bien connectés ;
• Limites en taille de l’état ;
• Difficulté de synchronisation après une courte période hors ligne.

Dans ces trois cas, ce qui importe n’est pas la limite supérieure de la capacité dans une fenêtre de temps très courte, mais plutôt la capacité moyenne à long terme. Le fait que les taux d’oncles soient de 2% pendant les heures impaires et de 18% pendant les heures paires aurait le même effet sur les trois cas précités, car les taux d’oncle sont toujours de 10%. Étant donné que l’EIP 1559 limite toujours la consommation de gaz à long terme à une moyenne d’environ 10 millions par bloc, il n’affecte pas la moyenne à long terme.

À quoi ressemblerait un pic de consommation élevée avec l’EIP 1559 par rapport au statu quo ?

Considérons un «pic mathématiquement idéal» (par exemple, cela pourrait se produire dans la vie réelle en raison d’un événement soudain sur le marché conduisant à de nombreuses possibilités d’arbitrage sur les DEX, à des offres sur les CDP liquidés, etc.), où N * 10 millions de transactions de gaz, chacune avec un prix du gaz très très élevé, sont toutes diffusées.

Actuellement, cela conduirait à la situation suivante :

• Les prochains blocs N seraient exclusivement remplis de nouvelles transactions à prix élevés ;
• Ensuite, les autres transactions, ainsi que celles que les gens enverraient après le pic, seraient incluses dans l’ordre décroissant du prix du gaz.

Un «utilisateur normal» moyen devrait attendre plus de N blocs.

Examinons maintenant la situation avec l’EIP 1559 :

• Les blocs N/2 suivants seraient remplis exclusivement de nouvelles transactions «d’heure de pointe», chacune avec une quantité de gaz deux fois plus importante que la normale ;
• Si toutes les autres transactions sont envoyées avec un plafond de prix du gaz égal à l’ancien prix du gaz, les blocs N/2 suivants seraient vides, et après cela les choses reviendraient à la normale. Mais de manière réaliste, les transactions prioritaires fixeraient des plafonds de prix du gaz plus élevés et seraient incluses en premier, et les autres transactions plus tard.

Un «utilisateur normal» moyen devrait attendre quelque part entre N/2 et plus de N blocs.

Par conséquent, même en incluant la «période de récupération» après la période de pointe pendant laquelle la capacité des blocs serait inférieure à la normale, la plupart des transactions seraient incluses plus tôt.

Voici une simulation très grossière (il y a beaucoup d’hypothèses étranges ici, mais il est difficile de modéliser un système complet qui couvre à la fois les courbes de l’offre et de la demande et les temps d’attente) ; le tableau source est ici.

Statu quo :

EIP 1559 :

Que ferait l’EIP 1559 en cas de pics plus importants et plus prolongés (p. ex. pics d’une journée) ?

Pas beaucoup. Le BASEFEE augmenterait et il y aurait une courte période au début où quelques transactions seraient plus rapides, mais après cela, le marché des frais fonctionnerait comme dans des conditions «ordinaires», à un niveau de frais plus élevé. Le principal avantage de l’EIP 1559 en matière de pics est que les dommages causés par l’inefficacité des marchés de frais ordinaires sont amplifiés lorsque les frais sont élevés, de sorte qu’il devient plus important d’avoir un marché des frais qui fonctionne.

Pourquoi limit = cible * 2 ? Pourquoi pas 4 ? Ou 8 ?

Plus le rapport limite / cible est élevé, plus les avantages de l’EIP 1559 en termes d’efficacité du marché des frais sont importants. Cela dépend de l’amplitude des pics à court terme que nous sommes prêts à accepter ; 2x est assez prudent. Nous pourrions même lancer l’EIP 1559 avec un rapport limite / objectif de 2 pour commencer, et l’augmenter au fil du temps si nous voyons que le réseau fonctionne bien même en cas de pics à court terme.

Pourquoi les mineurs incluraient-ils des transactions ?

L’EIP comprend un «pourboire» que les émetteurs de transactions peuvent inclure pour le mineur. Ce pourboire sert à deux choses : premièrement, s’il y a subitement beaucoup plus de transactions que prévu, les mineurs incluront d’abord les transactions avec un pourboire plus élevé, de sorte que le mécanisme de priorisation basé sur les frais reste finalement actif. Deuxièmement, il compense le risque d’oncles pour les mineurs (le risque accru que leur bloc ne soit pas inclus dans la chaîne principale parce que l’ajout d’une transaction supplémentaire le ralentira).

Le calcul du niveau de pourboire qui compense le risque d’oncle donne environ 0,8 gwei (les blocs oncles obtiennent en moyenne une récompense de 1,67 ETH au lieu de la base de 2 ETH, ce qui représente une perte de ~0,33 ETH = 330m gwei, 10 millions de blocs de gaz ajoutent ~0,025 au taux d’oncles par rapport aux blocs vides, donc le coût prévu du gaz est = 330m / 10m * 0,025 = 0,825 gwei) et les mineurs se fixent effectivement cette valeur lorsque la chaîne est vide.

Ce niveau de pourboire est indépendant du BASEFEE, de sorte que les clients peuvent en toute confiance fixer 1-1,5 gwei et s’attendre à ce que leurs transactions soient acceptées.

Comment les portefeuilles peuvent-ils choisir les pourboires ? Y a-t-il un risque de guerre des enchères pour les pourboires ?

Les portefeuilles pourront simplement choisir les pourboires en examinant quels pourboires ont été acceptés dans le passé sur la chaîne et en augmentant leur pourboire s’ils constatent qu’une transaction qu’ils envoient n’a pas été acceptée immédiatement. Notez que dans des «conditions normales», il n’y a aucune raison de fixer un pourboire supérieur au strict minimum.

En cas de congestion soudaine, les pourboires se transforment en guerre d’enchères ; les portefeuilles peuvent détecter la congestion et, dans ce cas, ils peuvent offrir aux utilisateurs la possibilité de fixer une priorité faible ou élevée pour leur transaction.

Qu’est-ce que le mécanisme d’escalator ? Comment peut-il être combiné avec le PEI 1559 ?

Le mécanisme d’escalator est une proposition de réforme différente des frais de transaction dans laquelle, au lieu de spécifier des frais uniques, les utilisateurs spécifient leurs frais comme une fonction, généralement avec un début, une augmentation par bloc et un maximum, par exemple «5 gwei si cette transaction est incluse dans le bloc 10123456, ajouter 1 gwei pour chaque bloc suivant (par exemple 8 gwei si inclus dans le bloc 10123459), jusqu’à un maximum de 100 gwei».

Il s’agirait de quatre paramètres : frais de début, bloc de début, incrément par bloc, frais maximum.

L’objectif est d’être «plus sécurisé» envers les erreurs d’estimation des frais, car si les frais s’avèrent trop bas, ils augmenteront naturellement au fil du temps jusqu’à ce que la transaction soit incluse. Dans le contexte de l’EIP 1559, cela pourrait être utilisé pour fixer le pourboire. Le fait que le pourboire se situerait généralement dans une fourchette constante signifie que même un portefeuille n’utilisant que des paramètres fixes pour l’escalator donnerait des résultats assez corrects aux utilisateurs.

Les mineurs ne seront-ils pas incités à s’associer pour faire baisser le BASEFEE en limitant le remplissage de leurs blocs à moins de la moitié ?

En général, l’efficacité ce genre de stratégies est limitée, car à moins que presque tout le monde ne soit de connivence, une transaction non incluse dans un bloc sera incluse dans le bloc suivant ; l’effet de cette action sur le BASEFEE à long terme sera donc négligeable.

Toutefois, les mineurs peuvent mettre en place une sorte de «tarification monopolistique». Supposons que les émetteurs de transactions soient prêts à payer des frais supplémentaires pour éviter d’être retardés d’un bloc. Les mineurs peuvent refuser d’inclure les transactions qui ne comportent pas un pourboire minimum T ; ils perdent une partie de leurs revenus, mais gagnent à ce que les émetteurs augmentent leurs frais s’ils évaluent la probabilité supplémentaire que vous soyez le prochain mineur et qu’ils incluent leur transaction de manière suffisamment élevée. Cette stratégie est fortement défavorable au mineur : il subit le coût total de la perte de revenus, mais ne gagne qu’une petite partie de l’augmentation des frais de transaction que d’autres envoient.

Notez que même si un mineur réussit avec cette stratégie, il augmentera les revenus des autres mineurs plus qu’il n’augmentera ses propres revenus (car les autres mineurs profitent des pourboires plus élevés en raison de vos actions), et il ne s’agit donc pas d’un vecteur de centralisation.

Cela ne ramènera pas le BASEFEE à zéro, mais permettra d’atteindre un équilibre où le BASEFEE constituera toujours la majeure partie des frais et les pourboires le complétant. En effet, à moins que les mineurs ne soient tous de connivence (auquel cas nous avons des problèmes plus importants), les mineurs subissent la totalité des coûts, hors transactions, mais ne bénéficient que partiellement des avantages liés à l’augmentation des pourboires.

Si le risque que les mineurs déploient une telle stratégie reste inacceptable, nous pouvons affecter une partie (par exemple 50%) des recettes de l’EIP 1559 à un fonds commun dont un petit pourcentage est prélevé sur chaque bloc pour être ajouté à la récompense de bloc des mineurs ; cela garantit que les mineurs bénéficient d’un BASEFEE élevé, ce qui réduit encore les gains d’une telle attaque.

Voici, schématisée, une proposition de modification de l’EIP allant dans ce sens :

• Définir le compte 0x35 comme FEE_SMOOTHING_BUFFER, et définir FEE_SMOOTHING_CONSTANT = 8192 ;
• Ajouter un terme supplémentaire à la récompense en bloc (ajouté en même temps que la récompense en bloc de base et les récompenses oncle+neveu). Soit smoothing_reward = FEE_SMOOTHING_BUFFER.balance // FEE_SMOOTHING_CONSTANT. Transférer smoothing_reward wei de FEE_SMOOTHING_BUFFER vers block.coinbase ;
• Après l’application des récompenses du bloc, la moitié des frais EIP-1559 de ce bloc (arrondis à l’inférieur) est ajoutée au solde de FEE_SMOOTHING_BUFFER. Le reste (c’est-à-dire la moitié arrondie à l’unité supérieure) est brûlé.

Notez que dans un contexte de preuve d’enjeu, il serait souhaitable de mettre en place des élections à bulletins secrets des dirigeants ainsi que des sanctions en cas de révélation prématurée, afin d’empêcher les validateurs d’acquérir la réputation de n’accepter que des pourboires élevés et d’en tirer eux-mêmes tout le bénéfice, car les émetteurs de transactions sauraient quels validateurs vont bientôt créer des blocs.

Autres ressources

Le document original : https://ethresear.ch/t/first-and-second-price-auctions-and-improved-transaction-fee-markets/2410

Thread de ethresear.ch sur les simulations de Barnabe : https://ethresear.ch/t/eip-1559-simulations/7280

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Guide détaillé de A à Z de mise en place d’un validateur sur Ethereum 2.

Prérequis et implications

Devenir un validateur sur Ethereum 2 n’est pas quelque chose à prendre à la légère. Vous allez devoir bloquer 32 ETH (ou plus), sans pouvoir les retirer pendant un certain moment, et devoir vous assurer que votre validateur continue à être actif sur toute cette période, sans quoi vous perdrez une partie de vos ETH placés.

De grands pouvoirs impliquent de grandes responsabilités

Avant de vous jeter à l’eau, assurez-vous de pouvoir répondre à l’affirmatif à ces questions:

• Avez-vous 32 ETH ou plus à séquestrer pendant 3 ans ?
• Pourrez-vous accorder du temps à vos validateurs pendant 3 ans (mettre à jour les logiciels, s’assurer que le validateur fonctionne etc…)
• Avez-vous un minimum de connaissances en anglais (pour les mises à jour, les débats etc…)
• Avez-vous accès à un interpreteur de commande (parfois appelé Terminal, ou Console de commande)
• Avez-vous lu notre poste d’introduction à la preuve d’enjeu ?

Mise en place de la machine

Première étape : mettre en place une machine qui servira de validateur.

Deux options s’offrent à vous: vous pouvez utiliser une machine chez vous, ou bien un serveur hébergé ailleurs. Les deux ont leurs avantages et inconvénients : facilité d’accès, stabilité de la connexion à internet, taille du disque dur, confiance en l’hébergeur… je vous laisse faire votre choix. Dans ce guide, je vais utiliser un hébergeur (aucun lien d’affiliation, c’est juste celui que j’utilise personellement), afin de montrer cette étape aussi. Si vous avez déjà un ordinateur chez vous (ou votre serveur est déjà mis en place), vous pouvez procéder à l’étape « Mise en place des logiciels » directement !

Cette partie va vous montrer comment:

• Louer un serveur chez un hébergeur (ici netcup.eu)
• Configurer le pare-feu
• Configurer les clés d’accès (ssh) et s’y connecter

Louer un serveur

Allez c’est parti ! Rendons-nous chez netcup.eu (ce guide n’est en aucun cas affilié ! C’est simplement l’option que j’utilise personellement).

Sélectionnez « Server », et cherchez l’option VPS 6000 G9.

Une fois votre offre sélectionnée, vous devrez procéder à la création de compte. Retenez bien les informations que vous entrez : une fois la demande effectuée, vous recevrez un appel de netcup.eu en anglais (ils sont allemands) et ils vous demanderont de bien confirmer : votre nom / prénom, votre adresse, votre code postale. C’est tout à fait normal (bien que déroutant je vous le concède !).

Une fois ces informations confirmées par téléphone, ils vous enverront vos identifiants de connexion par e-mail : les e-mails sont en allemand et en anglais, donc il faudra scroller jusqu’en bas pour trouver la version anglaise !

Connectons-nous d’abord à notre espace client. Comme écrit dans le mail, le lien est celui-là : https://www.customercontrolpanel.de . Vos identifiants figurent aussi dans le mail (en orange sur la photo).

La première étape à suivre est de sécuriser notre compte client mettant en place le 2FA : un méchanisme de sécurité qui vous demandera d’entrer un code fournit par votre téléphone lors de vos prochaines connexions. Pour ce faire, cliquez sur Master Data en bas à gauche.

Là vous pouvez cliquer sur le bouton « Enable two factor authentication ».

Bien maintenant que votre compte est sécurisé, vous pouvez procéder au règlement. La facture devrait être à peu près égale à trois fois le montant mensuel : pas de panique, cela suit une période de facturation trimestrielle.

Une fois le règlement effectué, vous devriez recevoir de nouvelles informations par e-mail : un e-mail intitulé « Access data for SCP » et un autre intitulé « Ihr vServer bei netcup ist bereit gestellt.

D’abord par mesure de sécurité, rendez-vous sur le servercontrolpanel (https://www.servercontrolpanel.de/SCP), connectez-vous avec les identifiants contenus dans le mail, et changez votre mot de passe (menu déroulant en haut à droite, puis Option).

Sur ce paneau de contrôle, vous avez accès à vos machines, et si vous cliquez sur l’une de vos machines, vous aurez un détail de l’utilisation de celle-ci.

Vous pouvez maintenant vous connecter à la machine !

Connexion à la machine

Fini la rigolade ! On passe aux choses sérieuses ! Pour ce faire, nous allons utiliser ssh ! ssh est un programme qui permet de se connecter de façon sécurisée à un serveur.

Pour l’utiliser, rien de plus simple : depuis le terminal de votre machine, tapez ceci (en remplaçant « adresseip » par l’adresse IP de votre propre machine, qui vous a été communiquée dans le deuxième e-mail)

ssh root@adresseip

Le mot de passe demandé est celui qui apparaît dans l’email que netcup vous a envoyé. Ensuite, vous devriez avoir un message vous signalant que l’authenticité de la machine ne peut pas être prouvée… c’est normal, tapez « yes » !

Première étape…. changer de mot de passe ! Et oui, sécurité, sécurité, sécurité !

Entrez simplement :

passwd

Et choisissez un mot de passe solide (différent des autres mot de passe que vous utilisez habituellement !)

Création d’un utilisateur

Nous sommes actuellement connecté en tant que l’utilisateur « root« . C’est en quelque sorte le superman de votre ordinateur : il a tous les droits. C’est une très mauvaise habitude, et un grand risque de sécurité d’être connecté en tant que root, c’est pourquoi nous allons créer un utilisateur !

La commande a entrer est celle-ci (en changeant utilisateur pour le nom d’utilisateur que vous désirez créer).

adduser utilisateur

Suivez les instructions du terminal (soyez sûrs de choisir un mot de passe solide !). Puis, ajoutez cet utilisateur à la liste des « sudoers » : c’est la liste des utilisateurs qui sont autorisés à effectuer des actions en tant qu’administrateur (parfois). Tapez la commande ci-dessous (en remplaçant utilisateur par votre nom d’utilisateur choisi, évidemment).

usermod -aG sudo utilisateur

Pour être sûr que cela fonctionne correctement, déconnectez-vous de la machine en tappant :

exit

Puis connectez-vous cette fois-ci en utilisant votre nom d’utilisateur :

ssh utilisateur@adresseip

Sécurisation de la machine

La sécurité, c’est important ! C’est pourquoi nous allons procéder à la mise en place de trois mesures de sécurité : l’authentification par clé, le changement de port SSH, et l’installation d’un pare-feu.

Je vais tenter d’expliquer simplement à quoi servent ces deux mesures.

1. L’authentification par clé : pour vous connecter à votre machine vous avez utilisé un mot de passe. Mais si votre mot de passe se fait hack, ou bien si vous avez choisi un mot de passe trop fragile, un hacker pourra facilement se connecter à votre machine. C’est pourquoi nous allons utiliser l’authentification par clé : vous allez créer une clé SSH sur votre ordinateur, et c’est grâce à la présence de cette clé (et non le mot de passe) que vous serez autorisé à vous connecter.
2. Changer le port SSH : Le port par défaut pour se connecter en SSH sur n’importe quelle machine est le 22. Cela veut dire qu’un hacker essaiera par défaut de vous attaquer par le port 22. En le changeant à un autre port, il sera obligé de deviner quel port vous avez choisi pour essayer de s’y connecter. Cela complique nettement la tâche !
3. Installer un pare-feu : Par défaut, tous vos ports sont ouverts. Un attaquant peut donc essayer de vous attaquer sur beaucoup de ports différents. Un pare-feu résoud ce problème : il réduits les ports ouverts, et donc rend la surface d’attaque beaucoup plus petite.

Authentification par clé

Nous allons créer votre clé SSH qui vous servira à vous connecter au serveur. Commencez par vous déconnecter de votre serveur (exit). Ensuite, tappez cette commande :

ssh-keygen -t ed25519

Ensuite suivez les instructions sur votre console. Une fois terminé, il vous faudra ajouter cette clé à la liste des clés autorisées par votre serveur :

ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub utilisatur@adresseip

Et voilà le travail ! Votre clé apparaît désormais parmi les clés autorisées sur votre serveur. Cependant, le serveur autorise toujours à se connecter en fournissant le mot de passe de l’utilisateur : nous allons modifierons cela quand nous effectuerons le changement de port SSH.

Changer de port SSH

Commençons par mettre à jour notre système.. Je ne vais pas détailler ces commandes mais en gros, elles mettent à jour le système, retirent les logiciels dont on ne se sert pas et installent UFW

sudo apt update && sudo apt upgrade
 sudo apt dist-upgrade && sudo apt autoremove
 sudo apt install -y ufw

Maintenant nous pouvons changer le port SSH. Vous n’avez qu’à choisir un numéro de port entre 1024 et 49151, et vous assurez qu’il ne sort pas en rouge lorsque vous tapez cette commande (en remplaçant numerodeport par le numéro de port que vous avez choisi) :

sudo ss -tulpn | grep numerodeport

S’il sort en rouge, c’est qu’il est déjà utilisé par votre ordinateur. Choisissez en un nouveau et recommencez !

Ensuite, mettez à jour votre fichier de configuration SSH. Lancez l’editeur de nexte nano:

sudo nano /etc/ssh/sshd_config

Ici vous aurez 4 lignes à modifier :

• Remplacer la ligne « Port 22 » par « Port NUMERODEPORT » en remplaçant NUMERODEPORT par le numéro que vous avez choisi (spécifie le port utilisé pour SSH).
• Enlever le « # » devant la ligne « #PubkeyAuthentication yes » (spécifie que nous acceptons la conneixon par clé).
• Remplacer la ligne « PasswordAuthentication yes » par « Password authentication no » (spécifie que nous voulons désactiver la connexion par mot de passe).
• Remplacer la ligne « PermitRootLogin yes » par « PermitRootLogin no » (spécifie que nous voulons interdire de se connecter en tant que root).

Appuyez ensuite sur CTRL+o (la touche contrôle et la touche o en même temps), puis Entrer, puis CTRL+x (la touche contrôle et la touche x en même temps). C’est la suite à tapper si l’on veut enregistrer un fichier et le fermer avec Nano.

Voici un GIF du déroulé de l’opération (avec comme exemple de port 39889).

Maintenant, nous pouvons redémarrer le service SSH. Il suffit d’entrer cette commande :

sudo systemctl restart ssh

Attention, à compter de maintenant, pour vous connecter au serveur, la commande ne sera plus « ssh utilisateur@ip » mais « ssh -p NUMERODEPORT utilisateur @ip ».

Pour vous déconnecter, tapez:

exit

Puis reconnectez-vous :

ssh -p numerodeport utilisateur@adresseip

Installation du pare-feu

Maintenant faisons en sorte de rejeter les connexions par défaut :

sudo ufw default deny incoming

Acceptons les connections sur notre port SSH choisi :

sudo ufw allow numerodeportssh/tcp

Puisque nous allons utiliser Geth et Lighthouse, nous allons ouvrir les ports 30303 et 9000 (respectivement)

sudo ufw allow 30303
 sudo ufw allow 9000

Mettons maintenant en marche ces pare-feu :

sudo ufw enable

Maintenant, en tapant « sudo ufw status verbose« , vous devriez avoir un rendu similaire (mon port choisi pour SSH est le 38998) :

Et voilà ! Votre machine est désormais installée et sécurisée. Nous pouvons passer à la prochaine étape : créer les clés des validateurs.

Créer les clés de validateurs

Rendez-visite à ce site : https://github.com/ethereum/eth2.0-deposit-cli/releases/ et trouvez la version du logiciel pour linux : elle devrait se terminer par « linux-amd64.tar.gz« .

Voici à quoi elle ressemble au jour de création de ce guide :

Ensuite copiez-en le lien :

Maintenant, reprenez le terminal et tapez ces commandes (en remplaçant le lien « https:// » par le contenu de votre presse-papier (le lien que vous avez copié lors de l’étape précédente)).

cd ~
 sudo apt install -y curl
 curl -LO https://github.com/ethereum/eth2.0-deposit-cli/releases/download/v1.1.0/eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64.tar.gz

Vous venez de télécharger la version compressée du logiciel qui va vous servir à créer les clés de vos validateurs. Pour le décompresser, il vous suffit de taper :

tar xvf eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64.tar.gz
 rm -rf eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64.tar.gz
 cd eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64

Les noms des fichiers pourraient différer sur votre machine : ici c’est eth2deposit-cli-ed5q6d3 car c’est la version actuelle, mais elle pourrait changer dans le futur. Pour l’afficher, lancez simplement la commande ls.

Vous pouvez maintenant créer vos clés ! Entrez cette commande (en changeant nombredevalidateurs par le nombre de validateurs que vous comptez lancer) :

./deposit new-mnemonic --num_validators nombredevalidateurs --mnemonic_language=english --chain mainnet

Première étape : créer un mot de passe. Choisissez-en un (de préférence au hasard), de bonne qualité, et notez le sur le bout de papier. Ensuite lisez le bout de papier, et tapez-le ici. Soyez sûrs que ça correspond à ce que vous avez noté sur le bout de papier !

Ensuite vous verrez apparaître une liste de mots : c’est ce que l’on appelle votre mnemonic. Notez-le précieusement, en faisant bien attention à l’orthographe des mots (ils sont en anglais, attention aux faux amis!).

Vous devrez ensuite entrer, dans l’ordre, le mnemonic (suite de mots) que vous venez de noter. Soyez sûrs de taper ce que vous avez écrit sur votre papier !

Si vous tapez la commande ls, vous devriez avoir le même rendu :

Dans le dossier validator_keys se trouvent plusieurs fichier : un fichier deposit_data…json, et autant de keystore-m…json que vous avez entré de numéro de validateurs. Le fichier deposit_data est un fichier unique qui contient des informations nécessaires pour pouvoir déposer des ETH pour staker : les fichier keystore-m sont des fichiers représentants vos clés de validateur. Ils seront utilisés par la suite !

Vous avez créé vos clé de validateur (ainsi que le fichier de deposit associé, nous y reviendrons plus tard). Maintenant il est temps d’installer les logiciels !

Mise en place des logiciels

Troisième étape: mettre en place les logiciels nécessaires au staking.
Ces instructions sont écrites pour Ubuntu (Linux). Si vous utilisez une autre machine, il faudra probablement adapter quelques commandes !

Petit récapitulatif

Il y a trois logiciels principaux qui vont être exécutés par votre machine:

• Le client Ethereum 1 : Oui, cela peut paraître étonnant mais la chaîne Ethereum 2 a besoin de connaître l’état de la chaîne Ethereum 1 afin de fonctionner correctement.
• Le Beacon Node (BN) : C’est le logiciel qui s’occupe de communiquer avec les autres nœuds du réseau, de la gestion de la base de donnée de la chaîne: bref c’est lui qui fait le gros du travail.
• Le Validator Client (VC) : C’est le fameux « validateur » qui revient à toutes les sauces. C’est un logiciel relativement simple, qui ne s’occupe de faire qu’une seule chose: signer des transactions. Périodiquement, il doit signer des transactions, grâce à sa clé privée (clé qui doit rester secrète, bien cachée sur l’ordinateur). Il demande au BN quels messages il doit signer, s’assure que les informations renvoyées par le BN sont correctes, puis signe le message et le transmet au BN, qui lui le transmettra aux autres nœuds du réseau.

Ce qui est intéressant, c’est que plusieurs VC peuvent se connecter au même BN: en effet, on peut faire tourner des centaines de validateurs, qui se connectent tous au même BN. Un VC ne consomme pas beaucoup (rappelez-vous, c’est le BN qui fait la majorité du travail), en lancer plusieurs sur la même machine permet donc d’augmenter un peu la rentabilité.

Une question devrait vous traverser l’esprit : est-il possible de connecter son VC a un BN sur une autre machine ? La réponse est oui ! Vous pourriez très bien connecter vos VCs au BN d’un ami, ou d’une entreprise, si vous leur faites confiance. Vous n’êtes donc pas OBLIGE de faire tourner un BN, si vous faites confiance à un autre BN. Attention cependant : si le BN dans lequel vous avez confiance se met à mal agir (se déconnecter, être piraté…), vous pourriez en faire les frais ! C’est pourquoi il est recommandé de faire tourner son propre BN.

Le paragraphe précédent s’applique tout aussi bien au nœud Ethereum 1 que vous devez lancer: vous pouvez décider de ne pas en lancer, et de vous remettre à un ami / une entreprise (par exemple Infura). Cependant, comme pour le BN, c’est déconseillé, car on n’est jamais mieux servi que par soi-même !

Les clients

Il y a plusieurs implémentations de clients pour Ethereum 2 : les plus connus sont Lighthouse, Prysm, Teku, et Nimbus. Chaque client a ses spécificités (que ce soit l’équipe derrière, l’histoire, les buts recherchés, le langage utilisé, les caractéristiques techniques, la communauté etc…). Dans cet article, nous allons utiliser l’implémentation Lighthouse, de l’équipe Sigma Prime.

Nous avons deux possibilités pour lancer notre client :

1. Classique : Nous téléchargeons les code source des clients, nous les compilons (ou téléchargeons directement le binaire), puis nous lançons les logiciels un par un (geth, BN et VC). Cette technique est standarde, fonctionne correctement et permet de personnaliser des paramètres.
2. Docker-compose : C’est une technique qui repose sur l’utilisation d’un logiciel (docker-compose) qui fera tout ça à notre place. Voyez-ça comme un logiciel qui gère les autres logiciels : nous lui disons simplement « lance-moi une instance de geth, un BN, un VC, et connecte-les ensemble), et tada, le tour est joué !

J’ai personellement opté pour l’utilisation de docker-compose : ça rend la tâche très simple à utiliser, installer, et mettre à jour.

Docker et Docker-Compose

Afin de nous faciliter la tâche, nous allons utiliser un logiciel qui s’occupera de lancer les autres logiciels à notre place. Je vous présente : Docker !

Pour installer Docker sur Ubuntu, c’est tout simple :

sudo apt install -y docker.io

Assurons-nous que Docker a bien été installé en lançant cette commande en la comparant au screenshot en-dessous.

sudo docker run hello-world

Si cette commande ne fonctionne pas, c’est probablement que docker n’a pas été correctement installé. Dans ce cas, veuillez suivre les instructions d’installations officielles.

Profitons-en pour aussi installer Docker-Compose

sudo apt install -y docker-compose

Maintenant que nous avons installé le logiciel docker-compose, il ne nous reste plus qu’à lui dire ce que nous voulons lui faire faire (lancer geth, un BN et un VC). Ca tombe bien : l’équipe de lighthouse a un dossier avec tout de déjà préparé !

Assurons-nous d’abord d’être dans le bon répertoire :

cd ~

Puis téléchargeons le dossier de configuration

git clone https://github.com/sigp/lighthouse-docker/

La commande ls (qui liste les fichier du répertoire) devrait ressembler à cela maintenant :

Allez maintenant éditer le fichier de configuration. Déplacez-vous dans le bon répertoire :

cd lighthouse-docker

Faites une copie du fichier de configuration :

cp default.env .env

Et allez éditer le fichier de configuration : (n’oubliez pas, pour quitter c’est CTRL+O, Enter, CTRL+X)

nano .env

Voici la liste des paramètres à éditer. Si le paramètre n’apparaît pas dans cette liste, c’est qu’il doit être laissé à sa valeur par défaut. Attention, si vous voulez vous mettre sur le réseau de test, alors le paramètre NETWORK ne sera pas mainnet mais le nom du testnet (par exemple pyrmont).

NETWORK=mainnet
 START_VALIDATOR=YES
 VALIDATOR_COUNT=2
 START_GETH=YES
 ENABLE_METRICS=YES

Bien entendu je vous laisse éditer VALIDATOR_COUNT pour être égal au nombre de validateurs que vous avez choisi de créer.

Si vous avez une machine puissante, vous pouvez aussi mettre SLASHER=YES afin de mettre en route un slasher.

Maintenant notre fichier de configuraiton prêt, nous devons importer les validateurs. Pour ce faire, copiez d’abord les clés de validateurs dans le fichier courant.

cp -r ../eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64/validator_keys/ .

Bien entendu il se peut que le nom de votre dossier varie : comme précisé au-dessus le mien est eth2deposit-cli-ed5a6d3-linux-amd64 mais je vous laisse adapter la commande à votre machine.

Puis initialisez les clés grâce à cette commande :

sudo docker run -it -v $(pwd)/lighthouse-data:/root/.lighthouse -v $(pwd)/validator_keys:/root/validator_keys sigp/lighthouse lighthouse --network mainnet account validator import --directory /root/validator_keys

Nous sommes fin prêts ! Nous allons ouvrir un gestionnaire de fenêtre, afin de conserver notre fenêtre ouverte (plus d’info dans l’encart juste en-dessous).
D’abord installons tmux :

sudo apt install -y tmux

Puis lançons-le !

tmux

Et maintenant, la commande finale :

sudo docker-compose up

Et voilà ! Vous devriez voir plein de messages fuser dans tous les sens. Ces messages sont des « logs », c’est-à-dire des messages qui décrivent le statut des différents logiciels (rappelez-vous, geth, BN et VC) qui tournent.

Si ces logs ne vous conviennent pas et vous voulez isoler seulement les logs du BN ou du VC, tappez :

sudo docker container ls --format '{{.Names}}'

Vous devriez avoir cela en sorite (peut-être deux lignes en plus si vous avez déjà lancé grafana / prometheus).

Pour suivre seulement les logs du validateurs par exemple :

sudo docker logs lighthouse-docker_validator_client_1 --follow

Et pour suivre le BN :

sudo docker logs lighthouse-docker_beacon_node_1

Ces commandes est lançable même si vous n’êtes pas dans tmux, et vous pouvez les quitter à tout moment en appuyant sur CTRL+c .

Vous pouvez quitter cet écran en appuyant sur CTRL+b puis d. Cela « détache » l’écran tmux et vous renvoie vers l’écran de départ. Les logiciels continuer donc de tourner en tâche de fond. Pour retourner sur l’écran de tmux, tappez :

tmux a

Si vous voulez arrêter complètement les logiciels : appuyez sur CTRL+c, puis entrez :

sudo docker-compose down

Maintenant que nous avons nos logiciels qui tournent, il ne nous reste plus qu’une étape : effectuer le(s) dépôt(s) d’ETH sur le réseau ! Rendez-vous sur le site officiel : https://launchpad.ethereum.org/overview (vous pouvez préfixer le nom du testnet désiré, par exemple : https://pyrmont.launchpad.ethereum.org/overview pour le testnet de pyrmont).

Lisez attentivement les 10 étapes (un récapitulatif ne fais jamais de mal), et vous devriez arriver sur cette page:

Vous pouvez choisir les logiciels que l’on utilise : geth, puis Lighthouse

Maintenant indiquez le nombre de validateurs que vous voulez lancer (dans mon cas, 2)

Puis cochez la case qui certifie que vous avez copié vos mnemoniques et votre mot de passe, et cliquez sur Continue.

Sur la page suivante, vous allez uploader votre fichier deposit_data dont on a parlé à tout à l’heure. Mais comment faire ? Le fichier se trouve sur mon serveur, pas du mon ordinateur ! Pas de panique ! J’ai la solution : scp !

scp est un programme qui permet de copier des fichiers depuis un serveur vers votre ordinateur (ou dans l’autre sens) de façon sécurisé.

D’abord créons un dossier pour stocker nos fichiers :

cd ~
 mkdir validateurs
 cd validateurs

Sur votre terminal, déconnectez-vous de votre machine (tapez exit), puis entrez simplement (en remplacant, comme d’habitude…) :

scp -r -P numerodeport utilisateur@adresseip:lighthouse-docker/validator_keys .

Et voilà le travail ! Vous devriez maintenant pouvoir cliquer sur le gros bouton + présent sur la page, et aller chercher le fichier deposit_data qui se trouve dans le dossier validateurs, dans votre répertoire d’utilisateur (home directory).

Maintenant vous devriez pouvoir uploader le fichier deposit_data :

Et vous devriez voir cet écran ! (si vous ne vous êtes pas trompés de réseau !)

Maintenant il faut faire le dépôt. Je vous laisse suivre le tutoriel d’installation de Metamask (vous pouvez y connecter votre Ledger si jamais c’est cela que vous utilisez)

Une fois Metamask installé, soyez sûrs d’être sur la bonne chaîne : Ethereum Mainnet pour un dépôt sur le mainnet, et Goerli pour un dépôt sur un testnet.

Vous n’avez plus qu’à lancer la transaction… et tada ! Votre dépôt aura été effectué ! Vous pouvez désormais suivre l’état de vos validateurs : dans metamask, cliquez sur la transaction que vous venez d’effectuer.

Puis cliquez sur la flèche qui vous mènera à l’explorateur de block :

Et ici vous pouvez voir les clés publique associées ! Vous pouvez consulter l’état de votre validateur en cliquant dessus.

Ici nous utilisons le site beaconscan. Un autre explorateur connu est beaconcha.in. Dans cette photo, mon dépôt n’a pas encore été inclus : en effet, une votre dépôt effectué, il faut du temps afin qu’il soit « inclus » et que votre validateur apparaisse dans la liste « officielle » des validateurs. Plus d’info sur ce procédé.

Monitoring

Cette partie est optionelle : il s’agit de mettre en place un système de monitoring (afin de garder un oeil sur sa machine !). Nous allons utiliser Grafana et Prometheus : Prometheus va se charger de récupérer des données de nos logiciels (mémoire utilisée etc), et Grafana se chargera de les afficher.

Encore une fois, docker va nous sauver ! Nous allons cloner le repo lighthouse-metrics qui a déjà tout de préparé pour nous :

cd ~
 git clone https://github.com/sigp/lighthouse-metrics
 cd lighthouse-metrics

Ensuite, nous allons lancer grafana et prometheus grâce à la commande… docker-compose ! Notez l’utilisation de -d, qui permet de le lancer en tâche de fond.

sudo docker-compose up -d

Maintenant nous pouvons passer à la dernière étape : visualiser les données ! Déconnectez-vous du serveur (tappez exit), et tappez la commande suivante (en remplacant, comme d’habitude):

ssh -p numerodeport -L 127.0.0.1:3000:127.0.0.1:3000 utillisateur@adresseip

Et maintenant, sur votre navigateur, tapez cette URL : localhost:3000 ! Vous devriez arriver sur un panneau de configuration ! Le nom d’utilisateur est admin et le mot de passe changeme. Ensuite, vous devrez cliquer sur le bouton Manage

Puis cliquez sur le bouton Import

Maintenant vous devez visiter cette page et en copier le contenu, et le coller le contenu dans la box « Import panel via JSON »

Puis cliquez sur Load et Import et… tada !!

C’est un panneau de monitoring global, il vous est bien sûr possible de modifier et l’adapter à vore convenance !

Aller plus loin

Des améliorations sont toujours possibles ! Vous pourriez créer des services qui se relancent automatiquement, avoir un système de sauvegarde, avoir un meilleur système de logging… cependant ce guide n’est là que pour couvrir les bases. Il ne faut vraiment pas hésiter à aller chercher de l’aide et poser des questions, voici donc quelques recommandations de site / communautés qui pourraient vous intéresser :

https://reddit.com/r/ethstaker/ : Le subreddit d’une communauté de staker (je vous recommande de rejoindre le Discord, c’est un des meilleurs endroits pour poser des questions)
https://reddit.com/r/ethereum : Le subreddit officiel d’Ethereum
https://lighthouse-book.sigmaprime.io/ : La documentation officielle de Lighthouse
https://docs.prylabs.network/docs/getting-started/ : La documentation officielle de Prysm
https://docs.teku.consensys.net/en/latest/ : La documentation officielle de Teku
https://status-im.github.io/nimbus-eth2/ : La documentation officielle de Nimbus

Pour se renseigner sur le protocole en général il y a bien entendu :
– La spécification officielle : https://github.com/ethereum/eth2.0-specs
– Cet article que j’ai particulièrement apprécié : https://ethos.dev/beacon-chain/
– Les spécifications commentées de Vitalik et de Ben Edgington

Appendice

Détails sur les pénalités

Il y a deux grosses catégories de pénalités que vous pourriez encourir :

1. Slashing : une grosse partie de vos ETH sont retirés instantanément, et votre validateur se fait exclure (il ne peut plus staker). Cela pourrait se produire si vous lancez deux fois le même validateur, ou si vous utillisez une version malicieuse d’un client. Cela pourrait aussi se produire dans le cas ou vous perdez votre base de donnée de protection (voir l’encart juste au-desus).
2. Leaking : C’est le fait d’avoir une « fuite » d’ETH dû à une absence. Si votre validateur n’est pas en ligne, il subit des pertes. Ces pertes sont proportionelles au nombre de validateurs qui sont hors-ligne en même temps que vous. Si vous êtes tout seul, les pénalités sont minimes (de l’ordre de 0.3% par semaine, ce qui vous laisse LARGEMENT le temps de revenir en ligne), mais si la moitié du réseau en hors-ligne en même temps, alors les pénalités augmentent très rapidement. Il y a donc un risque à avoir votre machine chez un hébergeur type AWS ou netcup.eu : s’ils tombent en panne, vous ne serez pas le seul à être hors-ligne et encourerez donc des peines plus élevées…

Se connecter via l’interface de Netcup.eu

Rendez-vous sur le servercontrolpanel et cliquez sur votre machine. Ensuite cliquez sur la « Console » en haut à droite de l’écran (entouré en rouge sur la photo).

Une fenêtre pop-up devrait s’ouvrir (si elle ne s’ouvre pas vérifiez les paramètres de votre navigateur). Ici, il vous suffit de vous connecter en entrant d’abord le nom d’utilisateur, puis le mot de passe de votre utilisateur. Si vous n’avez pas encore d’utilisateur, utilisez les identifiants de root.

Cela vous donne accès à un shell classique : à vous de résoudre les problèmes afin de pouvoir vous reconnecter depuis votre interprêteur ! (Probablement un problème de port SSH / pare-feu…)

Infura et autres ETH1 endpoints

Si votre machine est peu performante, une solution possible est d’utiliser un « fournisseur » d’accès à ETH1 plutôt que de faire tourner votre propre instance de geth. C’est plus risqué (car vous devez faire confiance à votre fournisseur plutôt que de lancer un client par vous-même), mais cela devrait réduire les ressouces utilisées par votre machine.

Infura

Je vais ici donner un exemple de mise en place avec Infura. Si vous avez déjà votre fournisseur d’accès à Ethereum 1, vous pouvez passer cette étape.

Rendez-vous sur le site infura.io et créez un nouveau compte.

Une fois votre compte créé, cliquer sur l’onglet Ethereum dans la barre de gauche.

Créez ensuite un nouveau projet en cliquant sur « Create New Project » (il se peut que l’interface soit différente si c’est votre premier projet)

Ensuite cliquez sur votre projet et allez dans l’onglet Settings.

En bas de la page vous trouverez les informations qui nous intéressent : le menu déroulant vous permet de choisir le réseau (mainnet pour le réseau officiel, Görli pour les testnets). Puis vous pouvez copier l’URL (entouré en rouge) qui vous servira dans l’étape suivante.

Modifications à apporter

Grâce à docker-compose, cette modification est un réel jeu d’enfant : il n’y a que deux lignes à modifier !

nano .env

Ensuite les deux lignes à modifier sont : START_GETH qui doit être vide, et VOTING_ETH1_NODES qui doit être mis à l’URL du fournisseur d’accès à ETH1 (celui que vous avez copié si vous avez suivi le tutoriel Infura).

START_GETH=
 VOTING_ETH1_NODES=urldufournisseur

Les autres paramètres sont à laisser comme dans décrit plus haut dans le guide.

Et voilà le travail ! Maintenant lorsque vous lancerez vos logiciels (sudo docker-compose up), vous passerez par votre fournisseur plutôt que par geth ! Vous pouvez donc supprimer le dossier geth maintenant pour libérer de la place sur votre machine :

sudo rm -rf ~/lighthouse-docker/geth-data

Migrer vos validateurs

La migration de validateurs d’un serveur à un autre est une opération facile mais qui nécessite une attention particulière. Le dossier important à copier se trouve dans lighthouse-data/mainnet/validators (ou /testnet/ si sur testnet).

Attention, cette migration ne sert que si vous changez de machine mais comptez utiliser le meme client (Lighthouse). En attendant l’EIP-3076, changer de client n’est PAS recommandé.

De plus nous copierons aussi le dossier secret afin d’éviter de devoir importer les validateurs de nouveau.

Ok première étape : s’assurer que nos validateurs sont éteints. Pour ça :

tmux a

Puis CTRL+c et ensuite

sudo docker-compose down

Nous allons devoir autoriser la connexion en tant que root. Oui c’est une mauvaise pratique, et nous ne le ferons que temporairement, car les fichiers qui se trouvent dans validators appartiennent à root.

Pour ce faire, il faut aller éditer le fichier /etc/ssh/sshd_config et changer la ligne « PermitRootLogin no » en « PermitRootLogin yes« . Pour que cette modification ait lieu, il faut ensuite redémarrer le service ssh : sudo systemctl restart ssh.

Maintenant vous pouvez vous déconnecter de la machine (exit), et vous déplacer dans le dossier Validateurs que nous avions créé précédemment.

cd ~/validateurs

De là il ne nous reste plus qu’à copier le dossiers validators ainsi que les dossiers secrets et wallets (les derniers ne sont pas nécessaires mais ils son pratiques). Bien sûr il vous faut remplacer numerodeportssh, utilisateur, et adresseip (et mainnet si vous utilisez un testnet).

scp -r -P numerodeportssh root@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/validators .

scp -r -P numerodeportssh root@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/secrets .

scp -r -P numerodeportssh root@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/wallets .

Une fois cette opération effectuée, vous pouvez retourner sur le serveur et retirer le login en tant que root (PermitRootLogin).

Maintenant il faut faire le chemin inverse : c’est à dire envoyer vos dossiers validators et secrets sur votre nouvelle machine, dans le bon répertoire. Je pars du principe ici que la nouvelle machine est déjà crée, et que vous avez déjà cloné les repo lighthouse-docker (que vous avez suivi ce tuto quoi !). Assurez-vous aussi que PermitRootLogin est mis sur yes. La manipulation est simple :

scp -r -P numerodeportssh validators root@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/validators

scp -r -P numerodeportssh wallets utilisateur@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/wallets

scp -r -P numerodeportssh secrets utilisateur@adresseip:/home/utilisateur/lighthouse-docker/lighthouse-data/mainnet/secrets

Enfin nous allons copier le dossier validator_keys afin qu’il soit sur notre serveur aussi :

scp -r -P numerodeport ~/validateurs/validator_keys utilisateur@adresseip:lighthouse-docker/validator_keys

Et voilà ! Le tour est joué ! Vous pouvez commencer à valider sur cette nouvelle machine ! Assurez-vous de bien avoir remis PermitRootLogin no, et assurez-vous de bien avoir éteint votre ancienne machine !

Mettre à jour les logiciels

Eh oui, en tant que validateur sur le réseau, il vous faudra vous assurer d’être à jour !

D’abord éteindre grafana et prometheus :

cd ~/lighthouse-metrics
 sudo docker-compose down

Puis éteindre le BN, geth et les VC en attachant tmux

tmux a

Puis en l’interrompant (CTRL+c), puis en le stoppant :

sudo docker-compose down

Quittez votre session tmux en appuyant sur CTRL+d.

Maintenant vous pouvez mettre à jour les paquets :

sudo apt update && sudo apt upgrade

Puis mettre à jour les logiciels :

cd ~/lighthouse-metrics && git checkout . && git pull origin stable && sudo docker-compose pull
 cd ~/lighthouse-docker && git checkout . && git pull && sudo docker-compose pull

Maintenant il faut retourner à l’étape de création du fichier .env (en haut de cette page !), puis vous pourrez relancer les logiciels : d’abord tmux, puis sudo docker-compose up, puis CTRL+b, puis d, ensuite cd ~/lighthouse-metrics, puis sudo docker-compose up -d !

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Mardi 24 Novembre, Ethereum France a le plaisir de recevoir Mehdi Zerouali, cofondeur et directeur de Sigma Prime pour une présentation de Lighthouse.

Venez nombreux à l’heure du déjeuner sur Youtube pour découvrir ce client Ethereum 2 et poser toutes vos questions à Mehdi, notamment sur les aspects pratiques de la participation à la preuve d’enjeu (Proof of Stake) sur Ethereum.

Alors que la génération du premier bloc de la beacon-chain est prévue au plus tôt pour le mercredi 2 décembre 2020, il est urgent de se préparer à ce changement.

Après avoir accueilli Mamy Ratsimbazafy (développeur du client Ethereum 2 Nimbus chez Status) la semaine dernière, c’est au tour d’un autre français de venir vous parler du client Lighthouse que développe sa société Sigma Prime. Mehdi a déjà eu l’occasion d’exposer ses travaux à EthCC en 2019 (vous pouvez retrouver son intervention ici).

Rendez-vous à 12h30 mardi 24 novembre sur notre chaîne Youtube.

The post Ethereum France Live: Se préparer à Ethereum 2 avec Mehdi Zerouali first appeared on Ethereum France.

Mercredi 18 Novembre, Ethereum France reçoit Mamy Ratsimbazafy pour une présentation de l’Ethereum 2 à l’heure du déjeuner sur Youtube.

L’avènement d’Ethereum 2 est proche, c’est une question de semaines depuis que le contrat de dépôt pour participer à la preuve d’enjeu (Proof of Stake) d’Ethereum a été déployé le 4 novembre. La création du premier bloc de la beacon-chain, qui servira de coordinateur du réseau Ethereum 2, est prévue au plus tôt pour le mercredi 2 décembre 2020. 

Pour vous présenter tout ce que vous devez savoir sur cette évolution et répondre à vos questions, Ethereum France recevra l’un de ses core dev: le français Mamy Ratsimbazafy qui développe le client Ethereum 2 Nimbus chez Status.

Rendez-vous à 12h30 mercredi 18 novembre sur notre chaîne Youtube

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Mardi 10 Novembre, Ethereum France reçoit Barnabé Monnot pour une présentation de l’EIP-1559 à l’heure du déjeuner sur Youtube.

Alors que le contrat de dépôts pour participer à la preuve d’enjeu sur Ethereum 2 vient d’être déployé, une autre évolution majeure d’Ethereum se prépare: l’EIP-1559.

L’association Ethereum France recevra Barnabé Monnot, chercheur au Robust Incentives Group de la Fondation Ethereum, pour une présentation de l’EIP-1559 ce mardi 10 novembre à 12h30. Cet événement aura lieu en direct sur notre chaîne Youtube, à cette adresse. Vous pourrez poser toutes vos questions à Barnabé sur le chat et sur le slack de notre association (pour le rejoindre c’est par ici!). Venez nombreux!

Cette proposition veut transformer de fonds en comble le fonctionnement du système des frais de transaction et peut être à juste titre présentée comme l’ultime élément de la politique monétaire du protocole.

En effet, depuis le début de l’année les frais de transaction se sont montrés très volatiles notamment avec l’explosion des applications de finance décentralisée. Cela a mis en évidence les inefficiences du système actuel de frais de transaction qui se rapproche en pratique à type d’enchère très commun (en anglais First-price sealed-bid auction). Les utilisateurs signent une transaction avec des frais associés puis les mineurs intègrent dans le prochain bloc les transactions avec les frais les plus hauts jusqu’à épuisement de la place dans le bloc. Chaque utilisateur paye ce qu’il a proposé au moment de la signature et des méthodes d’estimation complexes sont nécessaires pour suggérer aux utilisateurs un juste prix (voir cet article pour une analyse du problème sur bitcoin). Au final, les utilisateurs paient souvent plus cher qu’ils n’auraient dû ou bien se retrouvent à attendre plus longtemps que prévu avant que leurs transactions ne soient traitées. Ce problème a néanmoins en partie été réglé par l’émergence de services comme les relayeurs dont Vincent le Gallic a décrit le fonctionnement dans cet article.

Enfin à moyen terme la chaîne que nous connaissons aujourd’hui comme le réseau principal d’Ethereum ne devrait plus récompenser les mineurs pour la création de nouveau bloc et cela met en cause les mécanismes d’incitation que l’EIP-1559 va permettre de corriger.

Rendez-vous mardi à l’heure du déjeuner pour faire le tour de cette EIP à l’un des experts du sujet!

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