De Beam Chain à Lean Ethereum : une analyse approfondie de l'impact de la feuille de route Lean sur l'écosystème Ethereum

Auteur : Zhixiong Pan

Titre original : La prochaine décennie d’Ethereum : de Beam Chain à la mise à niveau complète Lean Ethereum

Ethereum Foundation, à l’occasion de son dixième anniversaire (fin juillet 2025), 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, fournissant ainsi une base technologique 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 le chercheur principal de l’Ethereum Foundation Justin Drake, repose sur l’idée principale de simplifier radicalement la conception du protocole et d’introduire des technologies cryptographiques résistantes à l’informatique quantique, afin d’atteindre des performances extrêmes du réseau Ethereum (capacité de traitement de millions de transactions par seconde) ainsi qu’une sécurité de niveau 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 (certains l’ont même considéré comme Eth 3.0), puis officiellement renommé « Lean Consensus ». Ce groupe de projet se concentre sur une toute 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 production des blocs à environ 4 secondes, avec une finalité atteinte en 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 d’entrée à la participation au consensus.

• Sécurité post-quantique : introduction de technologies de signature basées sur le hachage 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 (comme Gossipsub v2.0).

• Technologie de preuve agrégée : adoption de signatures d’agrégation par hachage 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 et échanges techniques approfondis. Les membres clés de l’équipe incluent Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran, etc.

II. Groupe de projet PQ (cryptographie post-quantique)

Le groupe de projet PQ se concentre sur la mise à niveau de la cryptographie, avec pour objectif de garantir qu’Ethereum reste sécurisé et fiable à l’ère des ordinateurs quantiques. Les principaux axes de recherche du groupe PQ sont :

• Algorithmes de signature par hachage : remplacer les algorithmes de signature par courbe elliptique actuels par des schémas de signature par hachage résistants aux attaques quantiques.

• Optimisation des engagements de données : passer des engagements polynomiaux KZG actuels aux engagements par hachage pour améliorer la sécurité des données on-chain.

• Preuve à connaissance nulle (ZKP) : développer des circuits SNARK/STARK efficaces adaptés aux algorithmes de hachage pour la vérification des états.

• Vérification formelle : effectuer une vérification formelle rigoureuse des nouveaux schémas cryptographiques afin de garantir la justesse de la mise en œuvre et de la conception du protocole.

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

III. Lean Data et Lean Execution

En plus des deux groupes de projets principaux ci-dessus, Lean Ethereum comprend également deux groupes de projets importants mais non indépendants : 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 pour augmenter considérablement le débit de données.

• Mécanisme BPO (Blob Parameter Only) : ajustement automatisé des paramètres de stockage des données pour augmenter progressivement la capacité de données on-chain.

• 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 transfert de données de niveau Teragas afin de répondre aux besoins massifs des applications Layer2 à l’avenir.

Lean Execution (également appelé EVM 2.0)

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

• zkVM basé sur l’architecture RISC-V : ensemble d’instructions épuré, réduction du coût des preuves.

• Preuve 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, fonctionnement en parallèle avec l’EVM existant, puis transition complète.

• 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 l’Ethereum Foundation, les mises à jour du protocole et la communauté des développeurs Ethereum (Ethereum Magicians).

La portée à long terme de Lean Ethereum

Le plan Lean Ethereum représente une étape majeure dans la feuille de route de développement de l’Ethereum Foundation pour la prochaine décennie. 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’augmentation du débit de données on-chain et l’amélioration des performances d’exécution des smart contracts.

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

Comment participer ?

L’Ethereum Foundation invite largement les membres de la communauté, les chercheurs et les développeurs à participer via le site officiel Lean Ethereum, le dépôt GitHub, les Lean Calls publiques et la communauté Ethereum Magicians.