La prochaine décennie d’Ethereum : une mise à niveau complète, du Beam Chain à Lean Ethereum

Analyse approfondie de l'impact de la feuille de route Lean sur l'écosystème Ethereum.

Auteur : ZHIXIONG PAN

À l'occasion de son dixième anniversaire (fin juillet 2025), la Ethereum Foundation a officiellement lancé une toute nouvelle feuille de route technologique baptisée « Lean Ethereum ». L'objectif central de ce plan est de construire une couche de base Ethereum plus épurée, sécurisée et efficace, afin de fournir une base technique solide pour le développement d'Ethereum au cours des dix prochaines années et au-delà.

Qu'est-ce que Lean Ethereum ?

Lean Ethereum, proposé par Justin Drake, chercheur principal de la Ethereum Foundation, vise principalement à simplifier considérablement la conception du protocole, à introduire des technologies cryptographiques résistantes à l'informatique quantique, et à atteindre des performances extrêmes du réseau Ethereum (capacité de traitement de millions de transactions par seconde) ainsi qu'une sécurité post-quantique.

Le cœur de la feuille de route Lean Ethereum se manifeste principalement à travers les deux groupes de projets clés suivants.

I. Lean Consensus (anciennement Beam Chain)

Lean Consensus est le cœur et la base de Lean Ethereum. Initialement nommé « Beam Chain », il a été présenté publiquement lors du Devcon 2024 (et même considéré comme Eth 3.0), puis officiellement renommé « Lean Consensus ». Ce groupe de projet se concentre sur une nouvelle conception de la couche de consensus d'Ethereum (Beacon Chain).

Les principaux objectifs de Lean Consensus incluent :

• Confirmation ultra-rapide : réduire le temps de création des blocs à environ 4 secondes, avec une finalité d'environ 12 secondes.
• Amélioration de la décentralisation : abaisser le montant minimum de staking pour les validateurs de 32 ETH à 1 ETH, réduisant ainsi considérablement la barrière à l'entrée pour participer au consensus.
• Sécurité post-quantique : introduction de signatures basées sur le hash pour garantir que la couche de consensus résiste aux menaces futures de l'informatique quantique.
• Vérification légère on-chain : utilisation de la technologie SNARK pour une vérification efficace de l'état de la chaîne, permettant à tout nœud de vérifier facilement l'intégrité de la blockchain.
• Optimisation du réseau : amélioration de l'efficacité des communications réseau grâce à de nouveaux protocoles P2P (tels que Gossipsub v2.0).
• Technologie d'agrégation de preuves : adoption de signatures d'agrégation de hash pour réduire la charge de communication réseau et améliorer l'efficacité de la vérification.

Lean Consensus est actuellement le projet phare de Lean Ethereum, avec des réunions publiques dédiées (Lean Calls) organisées toutes les quelques semaines pour des mises à jour techniques approfondies et des échanges. Les membres principaux de l'équipe incluent Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran, etc.

II. Groupe PQ (cryptographie post-quantique)

Le groupe PQ se concentre sur la mise à niveau de la cryptographie, avec pour objectif de garantir la sécurité et la fiabilité d'Ethereum à l'ère des ordinateurs quantiques. Les principaux axes de recherche du groupe PQ sont :

• Algorithmes de signature par hash : remplacer les algorithmes de signature à courbe elliptique existants par des schémas de signature par hash résistants aux attaques quantiques.
• Optimisation des engagements de données : passer des engagements polynomiaux KZG actuels aux engagements par hash, améliorant la sécurité des données sur la chaîne.
• Preuves à connaissance nulle (ZKP) : développer des circuits SNARK/STARK efficaces adaptés aux algorithmes de hash pour la vérification d'état.
• Vérification formelle : effectuer une vérification formelle rigoureuse des nouveaux schémas cryptographiques pour garantir la justesse de leur implémentation et de la conception du protocole.

Les membres principaux du groupe PQ incluent Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis, etc., et le projet est mené conjointement par des chercheurs internes de la Ethereum Foundation et des experts académiques externes.

III. Lean Data et Lean Execution

Outre les deux groupes de projets clés mentionnés ci-dessus, Lean Ethereum comprend également deux projets importants, mais qui ne fonctionnent pas en équipes indépendantes : Lean Data et Lean Execution.

Lean Data

Lean Data se concentre sur l'amélioration des performances de la couche de disponibilité des données, par exemple en augmentant considérablement la capacité de traitement des données sur la chaîne Ethereum grâce aux méthodes suivantes :

• PeerDAS v1 et v2 : mise en œuvre de l'échantillonnage distribué de la disponibilité des données, augmentant considérablement le débit de données.
• Mécanisme BPO (Blob Parameter Only) : ajustement automatisé des paramètres de stockage des données, augmentant progressivement la capacité de données sur la chaîne.
• FullDAS et sharding du mempool : optimisation supplémentaire de la diffusion et du stockage des données.

L'objectif final de Lean Data est d'atteindre un niveau de transmission de données Teragas afin de répondre aux besoins futurs de nombreuses applications Layer2.

Lean Execution (également appelé EVM 2.0)

Lean Execution vise à reconstruire complètement la machine virtuelle Ethereum (EVM), avec pour objectif de créer un nouvel environnement d'exécution épuré, efficace et adapté aux preuves à connaissance nulle. Les principaux axes de recherche incluent :

• zkVM basé sur l'architecture RISC-V : simplification du jeu d'instructions et réduction du coût des preuves.
• Preuves à connaissance nulle en temps réel : accélérer la génération des preuves pour permettre une vérification en temps réel.
• Compatibilité et chemin de migration : introduction progressive du nouveau zkVM, fonctionnant en parallèle avec l'EVM existant, pour une transition complète à terme.
• Support de l'accélération matérielle : exploration de solutions d'accélération des preuves à connaissance nulle basées sur des ASIC ou FPGA dédiés.

Les progrès de Lean Data et Lean Execution sont principalement communiqués via le blog officiel de la Ethereum Foundation, les mises à jour du protocole et la communauté des développeurs Ethereum (Ethereum Magicians).

La signification à long terme de Lean Ethereum

Le projet Lean Ethereum représente une planification majeure de la Ethereum Foundation pour la feuille de route de développement des dix prochaines années. Lean Consensus, en tant que pilier central, garantit la sécurité et l'évolutivité de la chaîne grâce à une conception de protocole plus efficace ; le projet PQ constitue une ligne de défense contre les menaces de l'informatique quantique ; Lean Data et Lean Execution assurent respectivement l'amélioration du débit de données on-chain et des performances d'exécution des smart contracts.

Cette nouvelle architecture épurée, efficace et sécurisée vise à faire du réseau principal Ethereum une infrastructure de confiance mondiale durable pour des décennies, voire des siècles, et à soutenir l'écosystème massif d'applications décentralisées du futur.