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L'évolution de la Blockchain Ethereum : De la Proof of
Work à la Proof of Stake Décentralisée
I)Introduction
La blockchain a considérablement influencé les fondements technologiques en
introduisant des principes tels que la décentralisation et la transparence. Au centre de
cette évolution, la Blockchain Ethereum joue un rôle central comme crypto-actif pour
fournir une plateforme complète de contrats intelligents et d'applications décentralisées.
Cet article se concentre sur l'analyse objective de cet écosystème, examinant ses bases,
sa progression à travers les mécanismes de consensus, ses innovations et l'impact
environnemental crucial de sa transition.
II)Fonctionnements de la Blockchain Ethereum
La Blockchain Ethereum, conçue par le jeune développeur Vitalik Buterin en 2015,
se distingue par sa nature programmable, permettant l'exécution de contrats intelligents.
Contrairement aux blockchains traditionnelles, Ethereum n'est pas limité à une simple
fonction de transfert de valeur, mais offre une plateforme complète pour le
développement d'applications décentralisées (DApps). Cette polyvalence a positionné
Ethereum comme un pilier central de l'écosystème blockchain global.
Lorsqu'on compare Ethereum à d’autres blockchains, la différence fondamentale
réside dans sa capacité à exécuter du code complexe au sein de sa blockchain. Bitcoin,
par exemple, se concentre principalement sur les transactions de valeur, tandis
qu'Ethereum va au-delà en permettant aux développeurs de créer des contrats
autonomes. Cette caractéristique a entraîné une diversité d'applications, de la finance
décentralisée (DeFi) aux jeux basés sur la blockchain, faisant d'Ethereum une toile
dynamique de l’innovation.
Ethereum a été initialement financé par le biais d'une ICO (Initial Coin Offering), un
mécanisme de levée de fonds dans le monde de la blockchain, souvent comparé à une
introduction en bourse (IPO) dans la finance traditionnelle. En 2014, Ethereum a lancé son
ICO, permettant aux investisseurs d'acheter des tokens Ether (ETH) en échange de fonds,
établissant ainsi une base solide pour le développement du réseau.
III)Evolution des Mécanismes de Consensus
A.Transition de la Proof of Work (PoW) à la Proof of Stake (PoS)
• Explication de la PoW et ses avantages/inconvénients
La Proof of Work (PoW), mécanisme initial de consensus d'Ethereum, implique la
résolution de problèmes mathématiques complexes par les mineurs pour valider les
transactions et créer de nouveaux blocs. Cette méthode, bien qu'efficace, souffre de
limitations majeures, notamment une consommation énergétique excessive et une
centralisation croissante due à la concentration de la puissance de hachage.
(Parler de la transition des mineurs, et des validateurs), le mineurs devient validateurs)
• Nécessité de la transition vers la PoS
Face à ces défis, Ethereum s'engage dans une transition significative vers la Proof of
Stake (PoS). La PoS élimine la nécessité de résoudre des problèmes mathématiques et
remplace la compétition énergivore des mineurs par un processus de sélection de
validateurs. Ainsi, les mineurs, qui avaient un rôle capital dans la PoW, se rendent
compte que leur activité va disparaître pour migrer vers un rôle qu’on nomme de
validateurs. Ce rôle devient capital dans la PoS et il consiste à créer de nouveaux blocs
(comme le rôle du mineur dans la PoW) mais de manières différentes. En effet, les
validateurs sont sélectionnés en fonction de la quantité de crypto-monnaie qu’ils
« stake » dans le réseau. Plus un validateur détient de jetons en jeu, plus il a de chances
d'être choisi pour valider et sceller un bloc. Ce mécanisme vise à encourager la
participation active et à réduire la consommation énergétique associée à la PoW.
B. Transition de la Proof of Stake (PoS) à la Proof of Stake Délégué
(PoS-D)
• Concept du trilemme de la blockchain
Avant de rentrer dans le détail de cette partie, rappelons que dans un objectif
d’optimisation, une blockchain se doit de posséder trois propriétés: scalabilité, sécurité et
décentralisation. C’est ce qu’on appelle le trilemme de la blockchain et il est montré que
pour qu’une blockchain soit simple, elle ne peut assurer seulement que deux propriétés.
La scalbilité a été un problème majeur dans la blockchain Ethereum que nous évoquerons
dans une autre partie.
• Raisons de l'évolution vers la PoS-D
Bien que la PoS soit plus écologique que la PoW, elle pose encore certains défis en
termes de décentralisation. Pour surmonter ces obstacles, Ethereum explore la Proof of
Stake Délégué (PoS-D). Dans ce modèle, les détenteurs de crypto-monnaie peuvent
déléguer leur droit de validation à d'autres, généralement des validateurs plus techniques,
favorisant ainsi une décentralisation plus robuste.
• Implications pour la sécurité et la décentralisation
La PoS-D cherche à maintenir la sécurité du réseau tout en équilibrant la décentralisation.
Les détenteurs de jetons peuvent participer activement au processus de consensus ou
déléguer leurs droits, permettant ainsi une participation plus large sans sacrifier la
robustesse de la sécurité du réseau.
C. Aspect écologique de la transition
• Problèmes liés à la consommation d'énergie dans la PoW
Rappelons que la PoW, bien qu'ayant prouvé son efficacité, a été critiquée pour sa
consommation énergétique élevée. Les mineurs rivalisent pour résoudre des problèmes
mathématiques complexes, entraînant une course aux armements énergétiques et des
préoccupations croissantes concernant l'empreinte carbone du réseau.
• Avantages environnementaux de la PoS et de la PoS-D
La transition vers la PoS et la PoS-D vise à atténuer ces préoccupations écologiques. En
éliminant la compétition de puissance de calcul, la PoS réduit considérablement la
consommation d'énergie du réseau Ethereum, ouvrant la voie à un écosystème plus
durable tout en préservant la sécurité et la décentralisation. De plus, il est important de
souligner que le concepteur avait prévu qu’à terme que le projet adopte un système PoS.
En effet, les développeurs ont en effet décidé qu’il était plus simple de lancer le projet
avec un consensus PoW, puis de basculer vers un système plus écologique par la suite.
IV)Smart Contracts et Applications Pratiques
A.Rôle des contrats intelligents dans l’écosystème
Les contrats intelligents sont le pilier fondamental de la Blockchain Ethereum,
offrant une automatisation transparente et sans confiance des accords. Écrits dans le
langage de programmation Solidity, ces contrats sont auto-exécutoires, éliminant la
nécessité d'intermédiaires tout en assurant l'immutabilité des accords. Cette
fonctionnalité a ouvert un éventail d'opportunités, permettant aux développeurs de créer
des applications décentralisées (DApps) dans divers secteurs.
B.Programmation avec Solidity
Solidity, le langage de programmation spécialement conçu pour Ethereum, facilite
aux développeurs la création efficace de contrats intelligents. Sa syntaxe, similaire à celle
de JavaScript, simplifie l'adoption pour de nombreux développeurs. Cependant, la
programmation dans cet environnement décentralisé de noeuds interconnectés requiert
une compréhension approfondie des mécanismes de la blockchain pour éviter des
erreurs coûteuses. Ces contrats intelligents, rédigés en Solidity, constituent le moteur de
l'écosystème Ethereum, permettant l'automatisation de divers processus. L'Ether (ETH),
la crypto-monnaie native, agit comme moyen d'échange sur la plateforme et sert
d'incitation pour les mineurs dans le contexte de la preuve de travail (PoW).
C.Cas d'utilisation dans la Finance décentralisée (DeFi), les NFTs, et la
Gouvernance décentralisée (DAOs)
• Finance décentralisée (DeFi)
Les contrats intelligents ont révolutionné la finance traditionnelle en donnant naissance à
la DeFi. Des plateformes de prêt et d'emprunt sans intermédiaires aux échanges
décentralisés (DEX), la DeFi offre des solutions financières ouvertes, accessibles à tous,
éliminant la nécessité de passer par des institutions financières traditionnelles.
• NFTs (Tokens non fongibles)
Les NFTs, représentations uniques et indivisibles d'actifs numériques, ont gagné en
popularité grâce à Ethereum. Les contrats intelligents permettent la création, la vente et la
gestion transparente de ces NFTs, offrant aux artistes et aux créateurs une nouvelle
manière de monétiser et de protéger leurs œuvres numériques.
• ICO (Initial Coin Offerings)
Ethereum a été à l'avant-garde de l'innovation en matière de financement de projets
grâce aux ICO. Un exemple concret est celui de Filecoin. En 2017, Filecoin a lancé une
ICO pour financer son projet de réseau de stockage décentralisé basé sur la blockchain.
Lors de l'ICO, Filecoin a émis des tokens FIL, que les investisseurs pouvaient acquérir en
échange d'Ether (ETH). Cette levée de fonds a permis à Filecoin de financer le
développement de sa plateforme. L'ICO de Filecoin a démontré comment cette méthode
de financement pouvait soutenir des projets ambitieux au sein de l'écosystème Ethereum.
Cependant, l’explosion de financement par ICO a conduit à un éclatement qui a plongé le
marché dans une mauvaise période pendant toute l’année 2018 et une bonne partie de
l’année 2019.
V)L’éthéreum s’appuie sur ses forces
A.Scalabilité
Le processus d'évolution n'est jamais linéaire, et l'écosystème Ethereum a fait face
à plusieurs défis au cours de son développement. La scalabilité, par exemple, est resté
une préoccupation majeure dû à l’augmentation des transactions au sein de la
blockchain. Les coûts élevés de transaction et les limitations de capacité peuvent
entraver l'adoption à grande échelle. Cependant, Ethereum, avec son passage à la Proof
of Stake et l'introduction de sharding, a été une réponse ambitieuse pour surmonter ces
défis. Ces améliorations ont visé à rendre Ethereum plus rapide, plus efficace, et à réduire
les coûts, rendant la blockchain plus accessible et attractive pour une gamme plus large
d’utilisateurs.
B.EVM au top et amélioration dans ses applications
Ethereum continue de se positionner à l'avant-garde de l'innovation dans le
domaine de la blockchain, en témoignant de son caractère précurseur à travers divers
domaines. Au cœur de cette avancée se trouve l'EVM, ou Ethereum Virtual Machine, un
concept central permettant l'exécution de contrats intelligents sur la blockchain
Ethereum. L'EVM fournit un environnement d'exécution isolé pour ces contrats, assurant
la sécurité et la cohérence des opérations.
Un des aspects marquants est l'essor des NFTs (Tokens non fongibles) que Ethereum a
contribué à populariser. Parallèlement, Ethereum a également joué un rôle crucial dans
l'expansion des volumes de transactions, offrant une échelle et une efficacité accrues
grâce à l'EVM.
En outre, Ethereum a été à l'avant-plan de la popularisation des ICO, établissant un
modèle de financement participatif qui a redéfini la manière dont les projets blockchain
sont financés et développés. Ces avancées démontrent la constante volonté d'Ethereum
de repousser les limites de l'innovation dans le domaine de la technologie blockchain.
VI)Conclusion et Ouverture
Ethereum demeure une figure emblématique dans le monde de la blockchain, se
démarquant en tant que première crypto-actif aux multiples facettes et en constante
évolution. Depuis sa création, Ethereum a introduit des concepts novateurs tels que les
contrats intelligents, l'EVM, les NFTs, et a été à l'avant-garde de modèles de financement
comme les ICO. Son influence perdure, stimulant des innovations continues et établissant
une base solide pour l'avenir de la décentralisation et de la blockchain.
Ethereum est toujours à l’affut de perpétuelles améliorations dans les domaines de
la finances décentralisée, et met en place de nouvelles idées telles que l’interopérabilité
des blockchains et l’intégration de l’identité numérique. En effet, la DeFi continuera
probablement de croître et de diversifier ses offres. Des innovations telles que les
protocoles de gestion d'actifs décentralisés (DAMM) et les plates-formes de couverture
décentralisées sont susceptibles d'émerger, élargissant davantage le champ des
possibilités financières décentralisées.
Ensuite, l’interopérabilité entre les différentes blockchains deviendra une tendance
cruciale. Ethereum pourrait jouer un rôle central dans la création de normes et de
protocoles permettant aux blockchains de travailler ensemble de manière transparente,
favorisant ainsi l'adoption et l'utilisation généralisée de cette technologie.
Enfin, l’intégration de l'identité numérique sur la blockchain Ethereum peut offrir des
solutions aux problèmes de confidentialité tout en facilitant la vérification d'identité sans
recourir à des tiers de confiance. Cela pourrait avoir un impact significatif sur divers
secteurs, y compris les services financiers et la gestion des données personnelles.
VII)Sources
• https://www.01net.com/crypto/ethereum/
• https://cryptoast.fr/quest-ce-que-la-machine-virtuelle-ethereum/
• https://academy.youngplatform.com/fr/cryptomonnaies/ico-ethereum/
• https://journalducoin.com/ethereum/solidity-langage-ethereum/
• https://fastercapital.com/fr/contenu/Interoperabilite--pontage-de-blockchains-avecEthereum.html
