Optimisation du temps de confirmation des transactions Ethereum : explorer une expérience utilisateur plus rapide

Un aspect important de l'expérience utilisateur en blockchain est la vitesse de confirmation des transactions. Ces dernières années, Ethereum a réalisé des progrès significatifs dans ce domaine. Actuellement, les transactions sur L1 peuvent généralement être confirmées en 5 à 20 secondes, ce qui est comparable à un paiement par carte de crédit. Cependant, certains cas d'utilisation exigent des délais plus courts, nécessitant même d'atteindre le niveau des millisecondes. Cet article explorera les solutions possibles pour qu'Ethereum réduise encore le temps de confirmation des transactions.

Aperçu de la technologie existante

finalité unique

Actuellement, le mécanisme de consensus Gasper utilisé par Ethereum est basé sur une structure de créneaux et de périodes. Un créneau toutes les 12 secondes, les validateurs votent à tour de rôle sur la tête de la chaîne. Après deux périodes (12,8 minutes), les transactions obtiennent une finalité avec une forte garantie économique.

Cette méthode présente deux problèmes principaux : d'une part, une complexité élevée, ce qui peut entraîner des erreurs d'interaction ; d'autre part, un temps de confirmation final de 12,8 minutes qui est trop long. Pour résoudre ces problèmes, le schéma de finalité à un seul slot (SSF) a été proposé. SSF utilise un mécanisme de consensus similaire à Tendermint, permettant d'atteindre la finalité de chaque bloc avant la génération du bloc suivant.

Le défi du SSF est que les validateurs doivent publier deux messages toutes les 12 secondes, ce qui impose une charge importante sur le réseau. Bien qu'il existe certaines solutions d'atténuation, comme l'Orbit SSF récemment proposé, les utilisateurs doivent toujours attendre de 5 à 20 secondes pour que la transaction soit confirmée.

Pré-confirmation de Rollup

Ces dernières années, Ethereum a adopté une stratégie de développement centrée sur les rollups. L1 se concentre sur la fourniture de disponibilité des données et de fonctionnalités de base, tandis que L2 (comme les rollups, validiums et plasmas) s'efforce d'offrir une meilleure expérience aux utilisateurs.

Un problème important auquel L2 est confronté est de savoir comment réaliser des confirmations de transactions plus rapides que L1. En théorie, L2 pourrait établir son propre réseau de "classificateurs décentralisés", où de petits validateurs signent des blocs toutes les quelques centaines de millisecondes. Cependant, cette approche comporte des risques potentiels, tels que le fait que les validateurs puissent signer des blocs conflictuels.

Pour résoudre ce problème, certains ont proposé le concept de pré-confirmation de base. Cette méthode utilise la complexité des proposeurs d'Ethereum pour les inciter à fournir des services de pré-confirmation. Les utilisateurs peuvent payer des frais supplémentaires pour obtenir une garantie instantanée que la transaction sera incluse dans le prochain bloc.

Perspectives d'avenir

En combinant la finalité en un seul slot et la technique de pré-confirmation, nous pourrions voir une nouvelle architecture epoch-slot :

• Utiliser une technologie similaire à Orbit pour réduire le nombre de validateurs par slot
• La durée du slot peut augmenter jusqu'à 16 secondes
• Utiliser la pré-confirmation rollup ou la pré-confirmation de base pour offrir aux utilisateurs une confirmation plus rapide.

Cette architecture est difficile à éviter car le temps nécessaire pour atteindre un consensus approximatif est bien inférieur à celui requis pour parvenir à une finalité économique maximale. Les raisons incluent :

1. Le consensus approximatif nécessite seulement quelques nœuds, tandis que la finalité économique nécessite la participation de la majorité des nœuds.
2. L'augmentation du nombre de nœuds prolongera le temps de collecte des signatures
3. Un sous-ensemble de nœuds spécialisés peut atteindre plus rapidement un accord approximatif

Suggestions de stratégie L2

Il existe actuellement trois stratégies viables pour L2 :

1. Complètement basé sur Ethereum : optimiser la technologie et les valeurs de la couche de base d'Ethereum.
2. "Serveur avec échafaudage blockchain" : combiner l'efficacité des serveurs et la sécurité de la blockchain.
3. Solution de compromis : établir une chaîne rapide tout en utilisant Ethereum pour fournir une sécurité supplémentaire

Pour différents cas d'application, les solutions appropriées diffèrent également. Une question clé est de savoir à quel point l'architecture epoch-and-slot native d'Ethereum peut être efficace. Si le temps de slot peut être réduit à 1 seconde, alors la valeur de la troisième stratégie diminuera considérablement.

Actuellement, nous ne pouvons pas encore déterminer la réponse finale. Le niveau de complexité des proposeurs de blocs demeure incertain. De nouvelles conceptions comme Orbit SSF offrent davantage de possibilités d'exploration. Plus nous avons d'options, meilleure sera l'expérience pour les utilisateurs de L1 et L2, tout en simplifiant le travail des développeurs L2.