Introduction

La communauté Ethereum a récemment été en effervescence avec des discussions sur une augmentation potentielle de la limite de gaz. L’idée d’augmenter la limite de gaz semble intuitive, car elle s’aligne sur la demande des utilisateurs pour un débit de transaction plus élevé et reflète la croissance naturelle de la capacité du réseau au fil du temps. De nombreux chercheurs et membres de la communauté ont exprimé soutien, arguant que Ethereum est prêt pour ce changement et qu'il s'agit d'une étape opportune vers l'amélioration directe de la scalabilité d'Ethereum.

La proposition a également gagné une traction significative au sein de la communauté élargie. Des sites comme pumpthegas.orgont été créés par la communauté pour éduquer les bases de l'augmentation de la limite de gas et comment les validateurs peuvent modifier leurs paramètres de nœud. Un autre site web, limite de gas.pics, suit activement les progrès du support des validateurs pour une limite de gas plus élevée - révélant que 25 % des validateurs Ethereum (au 21 décembre 2024) ont déjà ajusté leurs configurations de client en faveur de l'augmentation. Si plus de 50 % des validateurs acceptent d'augmenter la limite de gas et modifient leurs configurations de client, la limite de gas d'Ethereum commencera à augmenter et se stabilisera à la cible augmentée.

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Notamment, cette proposition représente une distinction par rapport à la feuille de route centrée sur les rollups de l'Ethereum. Contrairement aux récentes améliorations de la scalabilité telles que l'EIP-4844 et l'EIP-7691, qui se concentrent sur la mise à l'échelle des rollups et les transactions en blob, une augmentation de la limite de gas est une approche de mise à l'échelle L1.

Bien que cela ait enthousiasmé certaines parties de la communauté, cela a également suscité des inquiétudes parmi les chercheurs quant aux risques potentiels pour les valeurs fondamentales d'Ethereum, à savoir la décentralisation et la sécurité. Les critiques mettent en garde contre le fait que des tailles de blocs plus grandes dans le pire des cas pourraient mettre à rude épreuve la couche de consensus et augmenter les exigences matérielles des validateurs, menaçant potentiellement la stabilité du réseau.

Cet article examine les origines de la proposition de limite de gas, son impact potentiel et les considérations techniques et autres qui sous-tendent les discussions en cours.

Une brève histoire des propositions visant à augmenter la limite de gas d'Ethereum

L'idée d'augmenter la limite de gas d'Ethereum a été discutée pendant un certain temps. Lors de l'Ethereum AMA en janvier 2024, Vitalik Buterin a suggéré que porter la limite de gas à 40M pourrait correspondre à la loi de Moore, reflétant l'amélioration constante des capacités matérielles.

De manière notable, Ethereum n'a pas ajusté sa limite de gas depuis avril 2021, il y a plus de trois ans, malgré des avancées significatives dans le matériel au cours de cette période. Beaucoup pensent maintenant qu'il est temps pour Ethereum de tenir compte de ces avancées.

Plus récemment, les propositions se sont concentrées sur un objectif plus ambitieux : doubler la limite de gaz à 60M. Alors que cela représente un bond significatif et a suscité de l'excitation, cela a également soulevé des inquiétudes quant à ses risques potentiels. 60M est largement considéré comme un objectif à long terme plutôt qu'une cible immédiate. En décembre 2024,Toni Wahrstätterrecommande une approche plus prudente, préconisant une augmentation progressive à 36M de gaz, soit une hausse de 20%, comme premier pas plus sûr.

Actuellement, atteindre 36M de gaz est considéré comme la première étape importante, avec des augmentations supplémentaires prévues selon une approche graduelle et progressive. Une surveillance attentive du réseau sera essentielle pour garantir que les valeurs fondamentales de stabilité et de décentralisation d'Ethereum sont préservées.

Comment peut-on modifier la limite de gaz du bloc?

La limite de gas du bloc peut être augmentée progressivement sans nécessiter de fork ou de changement de règle du réseau. Au lieu de cela, les validateurs modifient leurs options de configuration, permettant une compatibilité ascendante et permettant des ajustements périodiques et flexibles basés sur le consensus de la communauté.

Contrairement à la croyance populaire, la limite de gaz de bloc d'Ethereum n'est pas fixée à 30M. Le proposant de bloc peut l'ajuster légèrement dans certaines limites. Plus précisément, la limite de gaz d'un bloc peut changer jusqu'à 1/1024 de la limite de gaz du bloc précédent. Par exemple, si la limite de gaz du bloc actuel est de 30 millions, elle peut augmenter à 30M + 30M X (1 / 1024) = 30,029,296 dans le bloc suivant.

Le code ci-dessous démontre le comportement par défaut des nœuds Ethereum dans le client geth : si la limite de gaz d'un nouveau bloc se situe dans la plage acceptable par rapport au bloc parent, il sera considéré comme valide.

Si les proposants de bloc consécutifs acceptent d'augmenter la limite, la limite de gas peut augmenter en continu. Par exemple, atteindre le premier jalon de 36M - une augmentation de 20% - prendrait environ log(1.2) / log(1025/1024) = 187 blocs = 38 minutes, dans le cas idéal en supposant un consensus entre les validateurs. Une fois que plus de 50% des validateurs sont d'accord, l'augmentation peut se produire rapidement.

Quels effets pouvons-nous attendre en augmentant la limite de gas ?

Commençons par quelques effets plus prévisibles d'une augmentation de la limite de gas. Une capacité de bloc accrue faciliterait la gestion des demandes actuelles de la blockchain, ce qui entraînerait une baisse des frais de gas.

À court terme, cette réduction des frais de gaz pourrait entraîner une diminution de l'ETH brûlée sous leEIP-1559mécanisme, augmentant temporairement l'émission nette d'Ethereum. Une tendance similaire a été observée après l'EIP-4844, lorsque cela a considérablement diminué.disponibilité des donnéesLes frais (DA) pour les rollups ont conduit à une diminution de la destruction d'ETH. Le même effet pourrait se produire avec une augmentation de la limite de gas, contribuant ainsi davantage à l'inflation à court terme.

À plus long terme, cependant, des frais moins élevés devraient encourager une activité réseau plus élevée, car plus d'utilisateurs peuvent se permettre de faire des transactions. Cette activité accrue pourrait stimuler l'effet de réseau d'Ethereum, attirer plus de DApps et favoriser une adoption plus large. À mesure qu'Ethereum devient plus intégré aux applications décentralisées et aux systèmes financiers, l'ETH est susceptible d'être utilisé plus fréquemment comme une devise. L'utilisation accrue de l'ETH qui en résulterait pourrait, à son tour, stimuler une croissance supplémentaire de l'activité réseau, créant une boucle de rétroaction positive pour l'écosystème d'Ethereum.

Il pourrait être possible de construire de nouvelles dapps après l'augmentation du gaz

Au-delà de la réduction des frais de gaz et de l'amélioration du flux de transactions, l'augmentation de la limite de gaz dans un seul bloc pourrait ouvrir de toutes nouvelles possibilités. Bien qu'une augmentation modérée à 36M ne conduise pas à des changements significatifs, un bond plus important à 60M pourrait permettre de nouvelles types de dapps et de transactions qui étaient auparavant limitées par la limite de gaz de 30M. Certaines opérations, qui remplissent presque ou dépassent le plafond actuel de 30M de gaz, pourraient être exécutées plus efficacement ou devenir réalisables pour la première fois après le changement.

Par exemple, les transactions nécessitant beaucoup de gaz, telles que le lotissement de NFT, des larges largages de jetons, ou des activités de DAO, approchent souvent ou dépassent la limite actuelle de 30M gaz. Ces transactions sont généralement fragmentées sur plusieurs blocs, ce qui entraîne des inefficacités, des retards et des risques d'exploitation. Un exemple spécifique illustré dans la figure ci-dessous est une transaction de lotissement de NFT, consommant plus de 28M de gaz.

Hash de transaction : 0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee

L'augmentation de la limite de gaz du bloc à 60M permettrait de réaliser ces opérations dans un seul bloc, garantissant l'exécution atomique. Cela garantit que l'opération entière réussit ou échoue, évitant les complétions partielles et assurant l'équité pour les participants tout en réduisant les possibilités de manipulation.

Au-delà de l'optimisation des cas d'utilisation existants, une limite de gaz plus élevée pourrait ouvrir la voie à des DApps innovantes nécessitant des opérations computationnellement intensives. Par exemple, les applications d'IA on-chain, telles que la formation ou l'inférence de modèles à petite échelle, pourraient devenir viables avec des limites de gaz plus élevées. De même, des contrats intelligents plus complexes, tels que des jeux entièrement on-chain ou des mécanismes de gouvernance sophistiqués, pourraient prospérer dans un environnement à plus haute capacité. Ces avancées pourraient étendre la fonctionnalité et l'attrait d'Ethereum, rendant l'écosystème plus polyvalent.

Dans de nombreux cas, doubler la limite de gaz pourrait avoir plus qu'un avantage proportionnel, car cela réduirait la fragmentation et débloquerait entièrement de nouvelles possibilités qui étaient auparavant impraticables.

Que signifie l'augmentation de la limite de gas pour le trilemme de la blockchain?

Augmenter la limite de gas est fondamentalement un effort visant à améliorer la scalabilité d'Ethereum. Dans le contexte de la trilemme de la blockchain, atteindre une plus grande évolutivité se fait souvent au détriment de la décentralisation ou de la sécurité. C'est pourquoi la proposition d'augmenter la limite de gaz a suscité un certain scepticisme, avec des inquiétudes selon lesquelles cela pourrait conduire à la centralisation en augmentant les exigences des validateurs ou affaiblir la sécurité en dégradant la stabilité de la couche de consensus.

Cependant, les défenseurs affirment qu’il ne s’agit pas de compromettre la décentralisation ou la sécurité pour stimuler l’évolutivité. Au lieu de cela, ils le présentent comme un effet de levier sur les améliorations des performances matérielles, telles que décrites par la loi de Moore, pour étendre la capacité totale de la blockchain. De ce point de vue, le « triangle » du trilemme de la blockchain pourrait être agrandi, car le matériel moderne permet une plus grande capacité globale sans nécessairement dégrader les propriétés de base d’Ethereum.

Pour évaluer si tel est vraiment le cas, il est essentiel d'examiner attentivement les risques potentiels liés à l'augmentation de la limite de gas. Les considérations concernant la décentralisation pourraient inclure des exigences matérielles accrues pour les validateurs et l'élaboration de stratégies MEV (valeur extractible maximale) sophistiquées. En termes de sécurité, nous devons prendre en compte l'augmentation de la taille maximale des blocs dans le pire des cas, le temps d'exécution des transactions, qui peut affecter le taux de créneaux horaires forkés ou manqués.

Augmentation de la limite de gas et tailles de bloc

L'augmentation de la limite de gas dans un seul bloc permet d'inclure plus de données d'appel, ce qui affecte la taille maximale du bloc dans le pire des cas. Actuellement, la taille maximale du bloc qui peut être atteinte en remplissant un bloc avec des données d'appel sans signification est d'environ1.8MB, et avec six blobs, la taille totale des données propagées dans une seule plage horaire peut atteindre 2,58 Mo. Une limite de gas plus élevée augmenterait cette taille de bloc dans le pire des cas, ce qui pourrait entraîner des problèmes dans la couche pair à pair (P2P) que les nœuds du réseau utilisent pour communiquer.

La taille maximale du bloc peut mettre à rude épreuve les clients de consensus dans la couche P2P. Lorsque la limite de gas dépasse 40M, la taille maximale du bloc dans le pire des cas pourrait dépasser les contraintes construitesen modifiant les comportements par défaut des clients, certains clients ne parviennent pas à proposer ou propager des blocs correctement. Il est donc crucial de traiter ces contraintes avant d'augmenter considérablement la limite de gas.

Espérons que l'EIP-7623 offre une solution en ajustant le prix des données d'appel pour disponibilité des donnéesles transactions, ce qui pourrait réduire la taille maximale du bloc de 2,58 Mo à environ 1,2 Mo. Adopter l'EIP-7623 serait nécessaire pour assurer la stabilité du consensus pour toute augmentation future de la limite de gas.

De même, la taille réelle du bloc, c'est-à-dire la taille des blocs généralement remplis de données de transaction, est corrélée à la probabilité de slots réorganisés ou manquants. L'analyse des données de slot (#9526972 à #10351782) révèle que pour les blocs plus petits, il y a peu de différence dans la distribution de la taille des blocs entre les slots inclus et les slots réorganisés/manquants. Cependant, à mesure que les blocs deviennent plus grands (par exemple, au-dessus de 0,25 Mo), la probabilité de réorganisations ou de slots manquants augmente.

Cette corrélation peut découler de facteurs tels que l'augmentation du temps d'exécution des transactions ou des comportements par défaut de P2P, plutôt que de la seule taille de bloc. Bien que la relation observée souligne les risques potentiels, elle n'établit pas de causalité.

En résumé, bien que l'augmentation de la taille des blocs puisse affecter la stabilité des slots, la taille maximale des blocs est particulièrement critique pour garantir la robustesse de la couche P2P. Les futures augmentations de limite de gas doivent être accompagnées de modifications telles que celles proposées dans EIP-7623pour atténuer ces risques de manière efficace.

Augmentation de la limite de gaz et temps d'exécution

Puisque l'augmentation de la limite de gaz permet d'inclure davantage de transactions dans le bloc, le temps d'exécution des transactions augmentera également. Que cette augmentation soit critique ou non dépend des créneaux fourchus ou manqués, qui représentent la stabilité générale du consensus.

Le graphique ci-dessous illustre que plus de gaz est utilisé dans un bloc, plus le temps d'exécution a tendance à augmenter. Une augmentation de 20% de la limite de gaz devrait légèrement allonger les temps d'exécution, mais l'impact exact est difficile à prédire. Le temps d'exécution n'est pas toujours directement proportionnel à la limite de gaz maximale ou à l'utilisation de gaz. Cependant, si nous faisons une hypothèse conservatrice de proportionnalité basée sur le graphique, une augmentation de 400 à 500 ms du temps d'exécution semble plausible.

Maintenant, examinons la relation entre le temps d'exécution et les créneaux fourchus ou manqués.

Le cadre rouge dans la figure de gauche met en évidence que les créneaux horaires dont les temps d'exécution dépassent 4 000 ms sont beaucoup plus susceptibles d'être réorganisés ou manqués par rapport aux créneaux horaires dont les temps d'exécution sont plus courts. Alors que la plupart des créneaux réorganisés ou manqués se produisent dans la plage de 1 000 à 3 000 ms (indiquant une faible corrélation entre le temps d'exécution et la probabilité de réorganisation dans cette plage), les blocs dans le cadre rouge montrent une probabilité nettement plus élevée de réorganisations lorsque les temps d'exécution dépassent 4 000 ms. La figure de droite renforce cette constatation en montrant que les créneaux horaires dont les temps d'exécution dépassent 4 000 ms ont un taux de réorganisation ou de manquement plus de trois fois supérieur à ceux de moins de 4 000 ms, soulignant l'impact des temps d'exécution très élevés sur la stabilité.

Les exigences matérielles du validateur seront-elles affectées par une augmentation de la limite de gas?

Une des principales préoccupations des validateurs lors de l'augmentation de la limite de gas concerne la taille de stockage des nœuds de validation en cours d'exécution. En décembre 2024, un nœud de validation dispose d'environ 1,5~1,6 To pour conserver l'intégralité de l'historique et de l'état. L'augmentation de la limite de gas accélérera lacroissance de l'histoireet lecroissance de l'état.

En 2020 et 2021, l'exigence de faire fonctionner un nœud validateur était un SSD de 2 To. Cependant, lorsque l'historique et les données d'état atteignent 1,8 To, les validateurs utilisant un SSD de 2 To doivent remplacer leur SSD par un SSD de 4 To. Bien que le prix d'un SSD de 4 To maintenant et d'un SSD de 2 To il y a 3 ans soit presque le même, environ 250 $, le remplacement lui-même implique des coûts de maintenance et des difficultés techniques.

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Une limite de gaz de 36M peut ne pas être un gros problème ici. Mais si la limite de gaz augmente jusqu'à 60M ou plus, les nœuds de validation devront continuer à remplacer leur matériel, accumulant les coûts de maintenance et menaçant la propriété de la décentralisation.

Lorsque l'EIP-4444 sera adopté - prévu pour les versions clients d'ici mai 2025 - la croissance de l'historique pourrait cesser, offrant ainsi plus de place pour une augmentation de la limite de gaz. Cependant, sans l'EIP-4444, la croissance de l'historique pourrait être le prochain goulot d'étranglement pour augmenter la limite de gaz.

Un analyseL'analyse de la croissance de l'état par Storm Slivkoff indique que la croissance de l'état est également un goulot d'étranglement potentiel, mais les taux actuels, d'environ 2,62 Gio par mois, sont gérables, avec du matériel moderne soutenant la croissance pendant une décennie. Les besoins en mémoire augmentent avec la taille de l'état, et une augmentation de la limite de gas à 60M accélérerait cela, nécessitant potentiellement 2 à 4,7 Gio de RAM supplémentaire par an. Alors qu'une configuration de 64 Gio de RAM offre actuellement une marge de confort, une croissance soutenue pourrait rendre les mises à niveau plus fréquentes.

Les améliorations à venir telles que les tentatives de Verkle et l'expiration de l'état devraient faciliter ce fardeau, mais une surveillance attentive reste essentielle.

Que signifie une augmentation de la limite de gaz pour MEV?

Un autre facteur qui pourrait affecter la décentralisation est l'impact de l'augmentation des limites de gas sur les gains de MEV (Valeur Maximale Extraitable) pour les validateurs. Alors que le MEV a pris de l'importance, des inquiétudes ont émergé concernant disparité des revenusentre des validateurs sophistiqués utilisant des stratégies avancées de MEV et de plus petits stakers solos. Cet écart de revenus pourrait exacerber les pressions de centralisation, car les validateurs disposant de plus de ressources et d'expertise dominent les gains. Pour y remédier, des mécanismes comme Séparation des proposants-constructeurs (PBS) et MEV Burn font l'objet de discussions actives au sein de la communauté Ethereum, visant à égaliser les revenus des validateurs.

En théorie, une augmentation de la limite de gas permet à davantage de transactions d'être incluses dans un seul bloc, amplifiant potentiellement les disparités de revenus liées à la MEV. Bien que MEV Boost ait partiellement atténué ce problème en permettant aux stakers solo de capturer une part des récompenses MEV, les données sur la disparité des revenus des validateurs restent incertaines. Cela est dû aux défis liés à la définition des transactions MEV et au suivi précis des gains, en particulier dans des scénarios complexes tels que les stratégies MEV entre plates-formes.échanges centralisés (CEX) et échanges décentralisés (DEX). Cependant, ces scénarios sont relativement rares, car la plupart des MEV sont générés par des stratégies en haut de bloc.

De plus, une limite de gaz plus élevée pourrait permettre des stratégies MEV plus sophistiquées et consommatrices de ressources. Bien que rares, il existe des cas de robots MEV exécutant des transactions très complexes qui consomment presque la totalité de la limite de gaz de bloc. Par exemple, une transaction de botL'utilisation de plus de 18M de gas a été observée, effectuant plusieurs échanges et opérations de liquidité dans un seul bloc. À mesure que la limite de gas augmente, de telles stratégies pourraient devenir plus courantes, élargissant potentiellement l'écart entre les validateurs sophistiqués et les petits participants.

Conclusion

Le débat sur l'augmentation de la limite de gaz d'Ethereum présente une opportunité passionnante de favoriser la scalabilité, de réduire les frais de transaction et de permettre des dapps innovants qui étaient auparavant limités par les contraintes actuelles. Bien qu'une limite de gaz plus élevée puisse améliorer la scalabilité, réduire les frais de transaction et permettre de nouveaux types de dapps, elle soulève également d'importantes préoccupations concernant la décentralisation, les exigences des validateurs et la stabilité du réseau. Des problèmes tels que la croissance de l'état et de l'historique, le temps d'exécution et les disparités de MEV soulignent la nécessité d'une réflexion et d'une surveillance attentives des données empiriques.

En fin de compte, le succès d'une augmentation de la limite de gas dépendra de la capacité d'Ethereum à équilibrer ces compromis. Des solutions comme EIP-7623, PBS (Proposer-Builder Separation), et MEV Burndémontrer l'approche proactive du réseau pour faire face aux risques potentiels. Avec une mise en œuvre réfléchie, une limite de gaz plus élevée a le potentiel de débloquer la prochaine phase de croissance d'Ethereum.

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