Le problème croissant de l'état d'Ethereum atteint un point critique

Ethereum a discrètement accumulé un problème qui n'apparaît pas dans les frais de gas ou les graphiques de vitesse de transaction, mais qui menace la santé à long terme du réseau. Cela s'appelle le gonflement de l'état. Les chercheurs du Stateless Consensus de l'Ethereum Foundation lancent maintenant un avertissement clair : l'état en constante expansion d'Ethereum devient plus difficile à stocker, plus difficile à servir et plus difficile à décentraliser.

Dans une proposition récente, l'équipe a expliqué pourquoi le problème est important, comment les améliorations de scalabilité l'ont involontairement aggravé, et trois voies concrètes qui pourraient empêcher l'exploitation des nœuds de devenir une activité élitiste réservée uniquement aux plus grands fournisseurs d'infrastructures.

Ce que signifie réellement « l'état » d'Ethereum

L'état d'Ethereum est la somme de tout ce que le réseau connaît actuellement. Cela inclut les soldes de comptes, le stockage des contrats intelligents et le bytecode qui exécute les applications décentralisées. C'est la mémoire vive de la chaîne.

Cet état soutient un écosystème qui règle des milliards de dollars de valeur et coordonne des milliers d'applications dans la DeFi / Finance Décentralisée, les NFT, les jeux et les cas d'usage d'entreprise. Le problème est simple mais grave : l'état ne fait que croître. Rien n'est jamais supprimé.

À mesure que davantage d'applications déploient des contrats et que davantage d'utilisateurs interagissent avec eux, l'état s'étend de façon permanente. Chaque nœud complet doit stocker et servir ces données, même si de grandes portions ne sont plus jamais utilisées.

Pourquoi le gonflement de l'état d'Ethereum menace la décentralisation

Faire fonctionner un nœud Ethereum complet est déjà coûteux. Les exigences de stockage continuent d'augmenter, les temps de synchronisation s'allongent et le service des données devient plus fragile à mesure que la chaîne vieillit. Selon la Foundation, si l'état devient trop volumineux ou trop complexe à servir, l'ensemble de la pile devient plus centralisée et plus fragile.

Les récentes améliorations de scalabilité ont involontairement accéléré cette tendance. L'expansion de la couche 2, l'EIP-4844 Proto-Danksharding et des limites de gas plus élevées permettent tous davantage d'activité sur Ethereum. Plus d'activité signifie plus de contrats, plus d'écritures de stockage et une croissance plus rapide de l'état.

La préoccupation n'est pas théorique. Les chercheurs testent activement des scénarios sous contrainte pour comprendre quand la taille de l'état devient un goulot d'étranglement, quand les nœuds ont du mal à rester synchronisés avec la tête de la chaîne et quand les implémentations de clients commencent à échouer sous une pression de stockage extrême.

Si seul un petit groupe d'opérateurs bien financés peut se permettre d'exécuter des nœuds complets, la résistance à la censure et la neutralité d'Ethereum commencent à s'affaiblir.

La validation sans état résout un problème et en crée un autre

La feuille de route à long terme d'Ethereum inclut l'absence d'état, où les validateurs peuvent vérifier les blocs sans stocker l'état complet. Cela réduit considérablement la charge sur les validateurs et ouvre la porte à un débit plus élevé.

Mais cela soulève une nouvelle question : si les validateurs ne stockent pas l'état, qui le fait ?

Dans une conception sans état, la plupart des états historiques et actifs seraient probablement détenus par des opérateurs spécialisés tels que les constructeurs de blocs, les fournisseurs RPC, les chercheurs MEV et les explorateurs de blocs. Cette concentration introduit de nouveaux risques autour de la censure, de la disponibilité pendant les pannes et de la résilience sous pression réglementaire ou externe.

L'équipe Stateless Consensus est claire sur le compromis. La validation sans état améliore la scalabilité, mais sans une conception soigneuse, elle pourrait pousser Ethereum vers une centralisation des infrastructures.

Trois voies proposées pour lutter contre le gonflement de l'état

Pour aborder le problème, les chercheurs de l'Ethereum Foundation ont décrit trois approches complémentaires, chacune attaquant la croissance de l'état sous un angle différent.

Expiration de l'état

L'expiration de l'état se concentre sur la suppression des données inactives de l'état actif. L'équipe estime qu'environ 80 pour cent de l'état d'Ethereum n'a pas été touché depuis plus d'un an, pourtant chaque nœud est toujours tenu de le stocker.

Selon ce modèle, les données inactives expirent de l'ensemble actif mais peuvent être réactivées plus tard à l'aide de preuves cryptographiques. Deux variantes sont explorées. L'une marque et expire les entrées rarement utilisées avec une option pour les réactiver plus tard. L'autre regroupe l'état en ères, gelant les ères plus anciennes tout en gardant les données récentes actives.

L'objectif est simple : cesser de forcer chaque nœud à porter des données que personne n'utilise.

Archive de l'état

L'archive de l'état sépare l'état chaud de l'état froid. Les données fréquemment consultées restent rapides et délimitées, tandis que les données plus anciennes sont préservées dans un stockage d'archives pour la vérification historique.

Cette approche permet aux performances des nœuds de rester relativement stables dans le temps au lieu de se dégrader à mesure que la chaîne vieillit. Même si l'état total continue de croître, le fardeau opérationnel sur la plupart des nœuds resterait gérable.

Elle crée également des rôles plus clairs entre les nœuds optimisés pour les performances et les nœuds optimisés pour l'histoire et la recherche.

Absence d'état partielle

L'absence d'état partielle permet aux nœuds de stocker uniquement des sous-ensembles de l'état au lieu de tout. Les portefeuilles et les clients légers mettraient en cache les données sur lesquelles ils s'appuient, réduisant la dépendance aux fournisseurs RPC centralisés.

Ce modèle réduit les coûts de stockage, élargit la participation et facilite l'exécution de nœuds par les particuliers et les petits opérateurs sans investissements matériels massifs.

Dans les trois approches, l'objectif unificateur est de réduire l'état en tant que goulot d'étranglement des performances, de réduire le coût de sa détention et de faciliter son service.

Ce que fait l'Ethereum Foundation ensuite

La Foundation donne la priorité aux solutions qui peuvent apporter de réels avantages aujourd'hui tout en restant compatibles avec des changements de protocole plus ambitieux à l'avenir. Les domaines d'intérêt actuels incluent l'amélioration des outils de nœuds d'archives, le renforcement de l'infrastructure RPC et la facilitation de l'exécution de nœuds sans état partiels.

Ces efforts sont délibérément pratiques. L'équipe a souligné qu'ils ont été choisis parce qu'ils sont immédiatement utiles et compatibles avec la feuille de route à long terme d'Ethereum.

Les développeurs, les opérateurs de nœuds et les équipes d'infrastructure sont invités à participer aux tests et aux discussions. Les chercheurs ont clairement indiqué que ce n'est pas quelque chose que la Foundation peut résoudre seule.

Une proposition, pas une décision finale

La Foundation a pris soin de souligner que ce travail représente une proposition, et non une position organisationnelle unifiée. Le développement du protocole d'Ethereum inclut un large éventail d'opinions, et aucune voie unique n'a été verrouillée.

Cette ouverture est cohérente avec la récente volonté de la Foundation de communiquer plus clairement sur l'orientation du protocole à long terme. Parallèlement à la recherche sur la gestion de l'état, Ethereum travaille également sur une couche d'interopérabilité pour faire en sorte que les réseaux de couche 2 ressemblent à une seule chaîne, déploie des changements de leadership et de R&D, ajuste sa stratégie de trésorerie et passe à un calendrier de hard fork bi-annuel avec Fusaka.

Pourquoi cela est important à long terme

Le gonflement de l'état d'Ethereum n'est pas un problème qui fait la une, mais il se situe au cœur de la promesse de décentralisation d'Ethereum. Si l'exécution d'un nœud devient trop coûteuse ou complexe, le réseau risque de dériver vers une concentration des infrastructures, même si le débit et la convivialité s'améliorent.

Le message de l'Ethereum Foundation est clair. Augmenter la chaîne sans augmenter sa capacité à stocker et servir les données en toute sécurité ne suffit pas. La façon dont Ethereum gère son état au cours des prochaines années déterminera qui peut participer, qui contrôle l'infrastructure et à quel point le réseau reste résilient sous pression.

Le débat ne fait que commencer, et les choix faits ici résonneront bien au-delà du prochain cycle de mise à niveau.