Augmenter la limite de gas est fondamentalement pour améliorer la scalabilité d’Ethereum.
Auteur: Seongwan Park
Compilation: Glendon, Techub News
La communauté Ethereum s’est récemment concentrée sur un sujet brûlant : augmenter la limite de Gas. L’idée d’augmenter la limite de Gas semble raisonnable car elle répond à la demande des utilisateurs en matière de débit de transactions plus élevé et reflète la tendance naturelle à la croissance de la capacité du réseau au fil du temps. À cet égard, de nombreux chercheurs et membres de la communauté expriment leur soutien total, estimant qu’Ethereum est prêt pour ce changement et le considèrent comme une mesure opportune pour renforcer directement la scalabilité d’Ethereum.
La proposition a suscité un large intérêt au sein de la communauté, avec des sites créés par la communauté tels que pumpthegas.org, visant à diffuser des connaissances de base sur l’augmentation de la limite de gas et sur la manière dont les validateurs peuvent modifier leurs paramètres de nœud. Un autre site, Gaslimit.pics, suit activement les progrès du soutien des validateurs à une limite de gas plus élevée - les données montrent qu’au 21 décembre 2024, 25% des validateurs Ethereum ont ajusté leur configuration de client pour montrer leur soutien. Une fois que plus de 50% des validateurs auront accepté d’augmenter la limite de gas et modifié leur configuration de client, la limite de gas d’Ethereum commencera à augmenter et se stabilisera finalement à la nouvelle valeur cible.
Il est à noter que cette proposition est différente de la feuille de route centrée sur rollup d’Ethereum, c’est-à-dire des récents améliorations de la scalabilité (comme l’EIP-4844 et l’EIP-7691), qui se concentrent sur l’extension de rollup et les transactions blob, tandis que l’augmentation de la limite de gaz est une méthode d’extension de niveau L1 (Techub News note que la limite de gaz des blocs Ethereum fait référence au nombre maximum d’opérations pouvant être incluses dans un bloc, cette limite étant mesurée par la valeur du gaz).
Bien que cette discussion ait suscité l’enthousiasme de certains membres de la communauté, elle a également suscité des inquiétudes chez les chercheurs quant aux risques potentiels auxquels sont confrontées les valeurs fondamentales de l’éthéréum, tels que la décentralisation et la sécurité. Les détracteurs mettent en garde contre le fait que, dans le pire des cas, une taille de bloc plus grande pourrait exercer une pression sur la couche de consensus et augmenter les exigences matérielles des validateurs, ce qui pourrait menacer la stabilité du réseau.
Ces préoccupations sont-elles exagérées ? Cet article examine l’histoire succincte de la proposition d’augmentation du plafond de gaz d’Ethereum, les impacts potentiels, ainsi que les aspects techniques et considérations en cours de discussion.
Histoire succincte de la proposition d’augmentation de la limite de Gas sur Ethereum
En fait, l’idée d’augmenter la limite de gaz de l’Ethereum a été discutée pendant un certain temps. Lors de l’AMA Ethereum de janvier 2024, Vitalik Buterin, co-fondateur d’Ethereum, a proposé d’augmenter la limite de gaz à 40 millions (actuellement, la limite de gaz d’Ethereum est de 30 millions), ce qui reflète la croissance régulière des capacités matérielles en accord avec la loi de Moore.
Il convient de mentionner que depuis avril 2021, Ethereum n’a pas ajusté sa limite de gas, même si des progrès significatifs ont été réalisés sur le plan matériel pendant cette période. Par conséquent, de nombreux membres de la communauté estiment qu’il est temps pour Ethereum de prendre en compte ces développements.
Récemment, une proposition a même fixé un objectif ‘ambitieux’ : doubler la limite de Gas à 60 millions. Bien sûr, 60 millions sont principalement considérés comme un objectif à long terme plutôt qu’à court terme. En décembre 2024, Toni Wahrstätter propose une approche plus prudente en suggérant d’augmenter d’abord la limite de Gas à 36 millions (une augmentation de 20%) comme première étape plus sûre.
Par conséquent, l’augmentation actuelle de la limite de gaz d’Ethereum à 36 millions est considérée comme une étape initiale, toute augmentation ultérieure suivra une approche progressive et par étapes.
Comment ajuster la limite de gaz du bloc ?
La limite supérieure du gaz de bloc peut être augmentée progressivement sans nécessiter de bifurcation ou de modification des règles du réseau. Au contraire, les validateurs réalisent une compatibilité ascendante en ajustant leurs options de configuration et en effectuant des ajustements réguliers et flexibles conformément au consensus de la communauté.
Contrairement à la croyance populaire, la limite de Gas des blocs Ethereum n’est pas fixée à 30 millions. Les proposants de blocs peuvent ajuster cette limite dans une certaine mesure. Plus précisément, la limite de Gas d’un bloc peut être modifiée dans 1/1024 de la limite de Gas du bloc précédent. Par exemple, si la limite de Gas du bloc actuel est de 30 millions, elle peut être augmentée à “30 000 000 + 30 000 000 × (1 / 1024) = 30 029 296” dans le bloc suivant.
Le code suivant montre le comportement par défaut du nœud Ethereum dans le client geth : si la limite de gaz du nouveau bloc est acceptable par rapport à son bloc parent, alors il sera considéré comme valide.
Si les proposants de blocs consécutifs sont d’accord pour augmenter la limite, alors la limite de gaz peut continuer à augmenter. Par exemple, dans un scénario idéal (en supposant que les validateurs parviennent à un consensus), atteindre le premier jalon de 36 millions (une augmentation de 20 %) nécessiterait environ “log(1.2) / log(1025/1024) = 187 blocs”, soit 38 minutes. Une fois que plus de 50 % des validateurs sont d’accord, l’augmentation peut être rapidement réalisée.
Augmenter la limite de gas aura quel impact ?
Commençons par examiner certains des effets relativement prévisibles de l’augmentation de la limite supérieure de Gas. L’augmentation de la capacité des blocs rendra le traitement des demandes actuelles de la chaîne de blocs plus facile, réduisant ainsi les frais de gaz.
À court terme, la réduction des frais de gaz selon le mécanisme EIP-1559 pourrait entraîner une diminution de la quantité d’ETH détruite, augmentant temporairement l’offre nette d’Ethereum. Une tendance similaire est apparue après l’EIP-4844, lorsque les frais de disponibilité des données rollup (DA) ont considérablement diminué, entraînant une diminution de la quantité d’ETH détruite. L’augmentation de la limite de gaz pourrait également produire le même effet, exacerbant davantage l’inflation à court terme.
Cependant, à long terme, la réduction des coûts pourrait encourager davantage d’activités en ligne car plus d’utilisateurs peuvent se permettre les frais de transaction. Cette augmentation d’activité pourrait stimuler l’effet de réseau d’Ethereum, attirer plus de DApp et favoriser une adoption plus large. À mesure qu’Ethereum devient une partie indispensable des systèmes DApp et DeFi, la fréquence d’utilisation de l’ETH en tant que monnaie pourrait augmenter. Cette augmentation de l’utilisation de l’ETH pourrait à son tour stimuler une croissance accrue des activités en ligne, créant ainsi une boucle de rétroaction positive pour l’écosystème Ethereum.
gas limite de hausse, la construction de nouveaux DApps deviendra possible
En plus de réduire le gas et d’améliorer le processus de transaction, l’augmentation de la limite de gas par bloc pourrait également ouvrir de nouvelles opportunités. Bien qu’une augmentation modérée à 36 millions ne soit pas nécessairement synonyme de changements significatifs, un saut plus important à 60 millions pourrait rendre possibles de nouveaux types de DApps et de transactions qui étaient limités par la limite de gas de 30 millions. Certaines opérations qui remplissent presque ou dépassent actuellement la limite de gas de 30 millions pourraient être exécutées de manière plus efficace après le changement, voire devenir réalisables pour la première fois.
Par exemple, les transactions nécessitant une grande quantité de gas (comme la création en masse de NFT, des largages de jetons à grande échelle ou des activités DAO) atteignent généralement ou dépassent la limite actuelle de 30 millions de gas. Ces transactions sont généralement réparties sur plusieurs blocs, ce qui entraîne une inefficacité, des retards et des failles potentielles. Un exemple concret illustré dans le graphique ci-dessous est une transaction de création en masse de NFT consommant plus de 28 millions de gas.
Hash de transaction : 0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee
Après avoir augmenté la limite supérieure de Gas du bloc à 60 millions, de telles opérations peuvent être effectuées dans un seul bloc, assurant une exécution atomique. Cela garantit que l’ensemble de l’opération réussit ou échoue, évitant une exécution partielle, assurant l’équité des participants et réduisant les opportunités de manipulation.
En plus d’optimiser les cas d’utilisation existants, une limite de gaz plus élevée pourrait également ouvrir la voie aux DApps innovants nécessitant des opérations intensives en calcul. Par exemple, avec une limite de gaz plus élevée, les applications d’intelligence artificielle sur la chaîne (comme la formation ou l’inférence de modèles à petite échelle) pourraient devenir faisables. De même, des contrats intelligents plus complexes (comme des jeux entièrement sur la chaîne ou des mécanismes de gouvernance complexes) pourraient prospérer dans un environnement à plus grande capacité. Ces avancées pourraient étendre les fonctionnalités et l’attrait d’Ethereum, rendant l’écosystème plus diversifié.
Par conséquent, dans de nombreux cas, doubler la limite de gaz peut apporter plus d’avantages car cela permet de réduire la fragmentation et de débloquer de nouvelles possibilités.
Qu’est-ce que l’augmentation de la limite de gaz signifie pour le dilemme du “triangle impossible” de la chaîne de blocs ?
Augmenter la limite de gas est fondamentalement pour améliorer la scalabilité d’Ethereum. Dans le contexte du dilemme du “triangle impossible” de la blockchain, une meilleure scalabilité est souvent obtenue au détriment de la décentralisation ou de la sécurité. C’est pourquoi la proposition d’augmenter la limite de gas a suscité des interrogations, les gens craignant que cela puisse entraîner une centralisation en augmentant les exigences des validateurs, ou affaiblir la sécurité en diminuant la stabilité de la couche de consensus.
Cependant, les partisans soutiennent que ce n’est pas au détriment de la décentralisation ou de la sécurité pour améliorer la scalabilité. Au contraire, ils décrivent cela comme l’utilisation des améliorations des performances matérielles décrites par la loi de Moore pour augmenter la capacité totale de la blockchain. Dans cette optique, le “triangle impossible” de la blockchain pourrait s’agrandir, car le matériel moderne permet une plus grande capacité totale sans compromettre les propriétés fondamentales de l’Ethereum.
Pour évaluer si cela est vrai, il est nécessaire d’examiner attentivement les risques potentiels liés à l’augmentation du plafond du gas. Les considérations décentralisées peuvent inclure l’augmentation des exigences matérielles des validateurs et la complexité des stratégies MEV. En termes de sécurité, nous devrions envisager d’augmenter la taille des blocs dans les pires scénarios, le temps d’exécution des transactions, tout cela affectant le taux de bifurcation ou de slots manqués.
Augmentation de la limite de gaz et de la taille du bloc
L’augmentation du plafond de gaz dans un seul bloc peut permettre de stocker plus de données d’appel, ce qui aura un impact sur la taille maximale du bloc dans le pire des cas. Actuellement, la taille maximale du bloc pouvant être atteinte en remplissant le bloc avec des données d’appel sans signification est d’environ 1,8 Mo, tandis qu’en utilisant six blobs, la taille totale des données propagées dans un seul slot peut atteindre 2,58 Mo. Un plafond de gaz plus élevé augmentera cette taille maximale du bloc dans le pire des cas, ce qui pourrait poser des problèmes à la couche P2P du réseau que les nœuds utilisent pour communiquer.
Cette situation peut mettre la pression sur le client de consensus de couche P2P. Lorsque la limite supérieure de gaz dépasse 40 millions, la taille du bloc dans le pire des cas peut dépasser la limite intégrée du comportement par défaut du client, ce qui peut empêcher certains clients de proposer ou de diffuser correctement le bloc. Par conséquent, il est crucial de résoudre ces limitations avant d’augmenter considérablement la limite supérieure de gaz.
L’espoir est que l’EIP-7623 fournira une solution en ajustant le prix des données d’appel (calldata) dans les transactions de disponibilité des données, ce qui pourrait réduire la taille du bloc dans le pire des cas de 2,58 Mo à environ 1,2 Mo. Par conséquent, nous pensons qu’il sera nécessaire d’adopter l’EIP-7623 pour garantir que toute augmentation future de la limite de Gas maintienne la stabilité du consensus.
De même, la taille effective du bloc (généralement la taille du bloc remplie de données de transaction) est liée à la probabilité de restructuration ou de perte de plage. L’analyse des données de plage (#9526972 至 #10351782) indique que, pour les blocs plus petits, la distribution de la taille du bloc entre les plages incluses et restructurées / perdues est peu différente. Cependant, à mesure que les blocs deviennent plus grands (par exemple, dépassent 0,25 Mo), la probabilité de restructuration ou de perte de plage augmente.
Cette corrélation peut provenir de facteurs tels que l’augmentation du temps d’exécution des transactions ou des comportements P2P par défaut, et non seulement de la taille des blocs. Bien que la relation observée mette en évidence des risques potentiels, elle ne permet pas d’établir de relation de cause à effet.
En résumé, bien que l’augmentation de la taille du bloc puisse affecter la stabilité du slot, la taille du bloc dans le pire des cas est particulièrement importante pour garantir la robustesse de la couche P2P. Toute augmentation future de la limite de gas doit s’accompagner de modifications proposées dans EIP-7623 pour atténuer efficacement ces risques.
Augmentation de la limite de gaz et du temps d’exécution
L’augmentation du plafond de gas permet d’inclure davantage de transactions dans un bloc, ce qui peut entraîner une augmentation du temps d’exécution des transactions. Cette augmentation est critique en fonction des fourches ou des plages manquantes, ce qui représente la stabilité du consensus global.
Le graphique ci-dessous montre que le temps d’exécution augmente avec l’utilisation de plus de gaz dans le bloc. On s’attend à ce qu’une augmentation de 20% de la limite supérieure du gaz prolonge légèrement le temps d’exécution, mais l’impact précis est difficile à prévoir. Le temps d’exécution n’est pas toujours directement proportionnel à la limite supérieure maximale du gaz ou à la quantité de gaz utilisée. Cependant, si nous faisons une hypothèse conservatrice en fonction du graphique et les considérons comme proportionnels, une augmentation de 400 à 500 millisecondes semble raisonnable.
Maintenant, explorons la relation entre le temps d’exécution et la bifurcation ou l’omission de slot.
Le cadre rouge dans l’image ci-dessus souligne que les slots dont le temps d’exécution dépasse 4000 millisecondes sont plus susceptibles de subir des recombinaisons ou des omissions par rapport aux slots dont le temps d’exécution est plus court. Bien que la plupart des recombinaisons ou omissions de slots se produisent entre 1000 et 3000 millisecondes (ce qui indique une corrélation plus faible entre le temps d’exécution et la probabilité de recombinaison dans cette plage), le bloc dans le cadre rouge montre que la probabilité de recombinaison est nettement plus élevée lorsque le temps d’exécution dépasse 4000 millisecondes. Un autre graphique met en évidence le taux de recombinaison ou d’omission des slots dont le temps d’exécution dépasse 4000 millisecondes, qui est plus de trois fois supérieur à celui des slots en dessous de 4000 millisecondes, ce qui souligne davantage l’impact très élevé du temps d’exécution sur la stabilité.
L’augmentation de la limite de gaz affectera-t-elle les exigences matérielles des validateurs ?
Lors de l’augmentation du plafond du gas, les validateurs sont principalement préoccupés par la taille de stockage nécessaire pour faire fonctionner un nœud de validation. En décembre 2024, un nœud de validation nécessitera environ 1,5 à 1,6 To d’espace de stockage pour maintenir l’ensemble des données historiques et d’état. L’augmentation du plafond du gas accélérera la croissance des données historiques et d’état.
En 2020 et 2021, l’exécution d’un validateur nécessitait un SSD de 2 To. Cependant, lorsque les données historiques et d’état atteignent 1,8 To, les validateurs utilisant un SSD de 2 To doivent le remplacer par un SSD de 4 To. Bien que le prix d’un SSD de 4 To soit désormais presque équivalent à celui d’un SSD de 2 To il y a trois ans, environ 250 dollars, le remplacement implique des coûts de maintenance et une difficulté technique.
Une limite de gaz de 36 millions pourrait ne pas poser de problème majeur. Mais si la limite de gaz est augmentée à 60 millions ou plus, les nœuds de validation devront continuellement remplacer le matériel, ce qui entraînera des coûts de maintenance cumulatifs et menacera les caractéristiques de décentralisation.
Lors de l’adoption de l’EIP-4444 (prévue pour être publiée avant mai 2025), la croissance des données historiques pourrait cesser, offrant ainsi plus d’espace pour l’augmentation du plafond de gas. Cependant, sans l’EIP-4444, la croissance des données historiques pourrait constituer le prochain goulot d’étranglement pour l’augmentation du plafond de gas.
L’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 le taux de croissance actuel (environ 2,62 Gio par mois) est gérable, et le matériel moderne peut prendre en charge une croissance de dix ans. Les besoins en mémoire augmentent avec la taille de l’état, et augmenter la limite de gaz à 60 millions accélérera ce processus, nécessitant peut-être 2 à 4,7 Gio de RAM supplémentaires par an. Bien que la configuration actuelle avec 64 Gio de RAM offre un espace tampon suffisant, une croissance continue peut rendre les mises à niveau plus fréquentes.
Les améliorations à venir, telles que l’arbre Verkle et l’expiration de l’état, devraient alléger ce fardeau, mais une surveillance attentive reste très importante.
Qu’est-ce que l’augmentation de la limite de gaz signifie pour le MEV ?
Un autre facteur potentiel qui pourrait affecter la décentralisation est l’impact de l’augmentation du plafond de gaz sur les revenus des validateurs MEV (valeur maximale extractible). Avec l’importance croissante du MEV, les gens commencent à s’inquiéter de l’écart de revenus entre les validateurs complexes utilisant des stratégies MEV avancées et les plus petits dépositaires indépendants. Cet écart de revenus pourrait accroître la pression de la centralisation, car les validateurs disposant de plus de ressources et de connaissances spécialisées prendront le dessus. Pour résoudre ce problème, la communauté Ethereum discute activement de mécanismes tels que la séparation des proposants et des constructeurs (PBS) et la destruction du MEV, visant à équilibrer les revenus des validateurs.
En théorie, l’augmentation de la limite de Gas permet d’inclure plus de transactions dans un bloc individuel, ce qui peut potentiellement accentuer l’écart de revenus lié à la MEV. Bien que le MEV Boost ait partiellement atténué ce problème en permettant aux validateurs indépendants de capturer une partie des récompenses de la MEV, les données sur l’écart de revenus des validateurs ne sont toujours pas concluantes. Cela est dû aux défis liés à la définition des transactions de la MEV et au suivi précis des revenus, en particulier dans des scénarios complexes tels que les stratégies de la MEV sur les échanges centralisés (CEX) et décentralisés (DEX). Cependant, ces scénarios sont relativement rares car la plupart de la MEV provient de stratégies en haut de bloc.
D’autre part, une limite supérieure de Gas plus élevée peut également permettre des stratégies MEV plus complexes et intensives en ressources. Bien que cela soit rare, il existe effectivement des robots MEV exécutant des transactions hautement complexes qui consomment presque toute la limite de Gas du bloc. Par exemple, on a observé une transaction robotique utilisant plus de 18 millions de Gas, effectuant plusieurs échanges et opérations de liquidité dans un seul bloc. Avec une augmentation de la limite de Gas, ce type de stratégie pourrait devenir plus courant, ce qui pourrait creuser l’écart entre les validateurs matures et les petits participants.
Conclusion
Le débat sur l’augmentation de la limite de gaz d’Ethereum offre une occasion passionnante de promouvoir la scalabilité, de réduire les frais de transaction et de créer de nouvelles possibilités pour les DApps qui sont actuellement limitées. Cependant, cette question soulève également de profondes inquiétudes concernant la décentralisation, les exigences des validateurs et la stabilité du réseau. La croissance de l’état et des données historiques, l’allongement des temps d’exécution et les différences de MEV mettent en évidence la nécessité de réfléchir attentivement et de surveiller les données empiriques.
En fin de compte, le succès de l’augmentation du plafond des gaz dépendra de la manière dont Ethereum parvient à équilibrer habilement ces facteurs complexes. Des solutions telles que l’EIP-7623, la séparation des proposants et des constructeurs (PBS) et la destruction de la valeur extractible (MEV) ont montré la volonté proactive du réseau de faire face aux risques potentiels, et une planification et une exécution minutieuses pourraient débloquer la prochaine phase de croissance d’Ethereum avec une limite de gaz plus élevée.
