Comment fonctionne Ethereum ? Une introduction à l’ETH

Plongée au cœur du réseau Ethereum : tout comprendre sur les contrats intelligents, dApps, frais de gas et bien plus.

Principaux enseignements :

• Conçue et co-créée par Vitalik Buterin, Ethereum est une plateforme qui prend en charge les monnaies numériques, les contrats intelligents et les applications décentralisées (dapps).

• L’ether (ETH) est la cryptomonnaie native d’Ethereum, utilisée pour alimenter le réseau. Les frais de gas sont des coûts de transaction sur le réseau Ethereum, déterminés par l’offre, la demande et la capacité du réseau.

• Contrairement à Bitcoin, qui est avant tout une monnaie numérique, Ethereum permet des applications plus complexes, notamment des contrats intelligents et des dapps.

• Grâce à un mécanisme de consensus basé sur la preuve d’enjeu (PoS), où les validateurs (plutôt que les mineurs) sont responsables de la création et de la validation des blocs, Ethereum est un système économe en énergie par rapport aux blockchains basées sur la preuve de travail (PoW).

• Le passage d’Ethereum de PoW à PoS en 2022 a permis de réduire sa consommation d’énergie de 99,95 %, de diminuer l’émission d’ETH et d’améliorer la sécurité et la scalabilité.

• Le développement continu d’Ethereum, y compris les mises à jour The Merge, Shapella et Dencun, en fait une plateforme polyvalente avec de nombreuses applications dans de multiples secteurs.

Introduction

Co-créée par Vitalik Buterin, Ethereum a révolutionné notre façon de concevoir les transactions numériques et le potentiel de la technologie blockchain. Dans ce guide, nous décomposons la blockchain Ethereum, expliquons son mécanisme de consensus et faisons la lumière sur les contrats intelligents et la machine virtuelle Ethereum (EVM).

Apprenez comment fonctionne Ethereum, explorez ses principaux composants et fonctionnalités, et découvrez les applications décentralisées (dapps) et le rôle de l’ether (ETH) dans l’alimentation du réseau.

La blockchain Ethereum : Un réseau décentralisé

Qu’est-ce qu’une blockchain ?

À la base, une blockchain est une base de données distribuée ou un registre partagé entre les nœuds d’un réseau informatique. Cette blockchain stocke les données dans des blocs reliés entre eux par cryptographie, créant ainsi une chaîne d’information transparente et sécurisée. La blockchain rend les données immuables, c’est-à-dire qu’elles ne peuvent pas être modifiées – une caractéristique qui trouve des applications dans de nombreux secteurs.

Le rôle des nœuds

Les nœuds, ordinateurs ou serveurs individuels qui participent au réseau, jouent un rôle crucial dans le maintien de la nature décentralisée d’Ethereum. Ils maintiennent une copie synchronisée de la blockchain et adhèrent aux règles du réseau. Les nœuds Ethereum ont plusieurs responsabilités essentielles :

• Vérification des transactions : Les nœuds vérifient toutes les transactions par rapport aux règles de consensus du protocole Ethereum.
  
  
• Validation des blocs : Les nœuds participent à la validation des nouveaux blocs proposés par les validateurs.
  
  
• Exécution de contrats intelligents : Les nœuds exécutent les contrats intelligents en interprétant et en traitant le code qu’ils contiennent.
  
  
• Synchronisation des données : Les nœuds conservent une copie synchronisée de la blockchain, ce qui leur permet de connaître l’état le plus récent du réseau.
  
  
• Interaction : Chaque nœud exécute un logiciel client qui lui permet de communiquer avec d’autres nœuds et d’interagir avec la blockchain Ethereum.

Dans le système de preuve d’enjeu (PoS) d’Ethereum, qui a remplacé l’ancien mécanisme de preuve de travail (PoW), les nœuds de validation jouent un rôle crucial. En fonction de leur montant staké (ETH bloqué), les validateurs proposent et ajoutent de nouveaux blocs à la blockchain. Ce processus est plus économe en énergie que l’approche basée sur le minage utilisée pour Bitcoin.

Le réseau interconnecté de nœuds garantit qu’Ethereum reste décentralisé, transparent et sécurisé. En travaillant ensemble pour vérifier les transactions et maintenir l’intégrité de la blockchain, ces nœuds forment l’épine dorsale de l’écosystème Ethereum, permettant sa large gamme d’applications dans la finance décentralisée (DeFi), les tokens non fongibles (NFT), et l’infrastructure émergente Web3.

En quoi Ethereum diffère-t-il de Bitcoin ?

Bien que Ethereum et Bitcoin utilisent tous deux la technologie de la blockchain, ils ont des objectifs et des capacités distincts.

Objectif

Conçu principalement comme une monnaie numérique, Bitcoin est un moyen d’échange et une réserve de valeur. Ethereum, en revanche, a été développé comme une plateforme polyvalente pour les contrats intelligents et les dapps. Bien qu’il fonctionne également comme une cryptomonnaie, l’objectif principal d’Ethereum est de permettre aux développeurs de créer des applications qui fonctionnent sur sa blockchain, ce qui est considéré comme fondamental pour l’écosystème Web3.

Mécanisme de consensus

Le Bitcoin utilise le PoW, qui demande aux mineurs de résoudre des problèmes mathématiques complexes pour valider les transactions et créer de nouveaux blocs. Ethereum est passé du PoW au PoS en 2022, ce qui permet aux validateurs de créer de nouveaux blocs sur la base de leur staking en ETH, améliorant ainsi l’efficacité énergétique.

Contrats intelligents

Bitcoin a des capacités de script limitées, principalement axées sur les transactions simples. Ethereum a été construit avec un langage de programmation robuste qui prend en charge les contrats intelligents complexes et les dapps.

Mécanismes de consensus : De PoW à PoS

La preuve de travail (PoW) d’Ethereum expliquée

PoW était le mécanisme de consensus original utilisé par Ethereum pour créer de nouveaux blocs, où les mineurs étaient en compétition pour résoudre des problèmes mathématiques complexes, utilisant une puissance de calcul et une énergie considérables.

Bien que le PoW offre un niveau élevé de sécurité et de décentralisation, il présente des inconvénients. La consommation annuelle d’énergie d’Ethereum dans le cadre du PoW a été estimée à 21 térawattheures (TWh), ce qui est comparable à la consommation d’électricité de Google.

La transition d’Ethereum vers la preuve d’enjeu (PoS)

Le 15 septembre 2022, Ethereum est passé du mécanisme de PoW à PoS lors d’un événement connu sous le nom de « The Merge ». Cette transition a constitué une étape importante dans le développement d’Ethereum, car elle a permis de relever plusieurs défis liés à la preuve de travail.

Dans le système PoS, les validateurs ont remplacé les mineurs et, au lieu de résoudre des problèmes complexes, les validateurs stakent leurs ETH pour créer de nouveaux blocs et valider les transactions. Ce processus implique de bloquer un certain montant d’ETH dans un contrat intelligent, qui sert de dépôt de sécurité.

Pour en savoir plus sur le mécanisme de PoS, lisez notre guide ici.

Le passage vers le PoS a apporté plusieurs avantages au réseau Ethereum, principalement l’efficacité énergétique et l’amélioration de la sécurité :

• Efficacité énergétique : Le PoS a considérablement réduit la consommation d’énergie d’Ethereum d’environ 99,95 %, ce qui le rend plus respectueux de l’environnement.

• Diminution de l’émission : L’émission annuelle d’ETH est passée d’environ 5,4 millions avec le PoW à environ 816 000 avec le PoS, ce qui pourrait entraîner une pression déflationniste sur l’ETH.

• Amélioration de la sécurité : Le PoS a introduit la finalisation des blocs, ce qui rend extrêmement coûteux et difficile pour les acteurs mal intentionnés de modifier ou de supprimer les blocs finalisés.

• Évolutivité : La transition a permis d’obtenir des blocs de 12 secondes, ce qui a légèrement amélioré la scalabilité d’Ethereum.

• Accessibilité : Le PoS a réduit la limite d’entrée pour la participation à la validation du réseau, car il n’est plus nécessaire de disposer d’un matériel spécialisé pour miner.

Si le PoS a considérablement amélioré le réseau Ethereum, il n’est pas sans poser de problèmes. La montée en puissance de fournisseurs de staking liquides comme Lido a suscité des inquiétudes quant à une centralisation potentielle. À l’heure où nous écrivons ces lignes, Lido contrôle environ 28,12 % des ETH stakés, ce qui pourrait avoir un impact sur la gouvernance d’Ethereum à l’avenir.

Contrats intelligents : Le cœur d’Ethereum

Les contrats intelligents sont des programmes auto-exécutables stockés sur la blockchain Ethereum. Ces contrats s’exécutent automatiquement lorsque des conditions prédéterminées sont remplies, éliminant ainsi le besoin d’intermédiaires. Fonctionnalité essentielle d’Ethereum, les contrats intelligents ont révolutionné notre conception des transactions numériques et de la technologie de la blockchain.

Fonctionnement des contrats intelligents d’Ethereum

Les contrats intelligents fonctionnent sur la base d’une simple logique « si ceci, si cela ». Lorsque les utilisateurs interagissent avec un contrat intelligent, ils soumettent une transaction qui exécute une fonction définie dans le contrat. Le contrat applique alors automatiquement les règles et les conditions définies dans son code.

Avec les bonnes entrées (argent + sélection d’une collation), un certain résultat est garanti (collation distribuée). Cette logique est programmée dans la blockchain et ne peut être modifiée une fois créée. Les contrats intelligents sont écrits dans des langages spécifiques, Solidity étant le plus courant pour Ethereum. Une fois rédigés, ils sont déployés sur le réseau Ethereum, où ils deviennent immuables et visibles par le public.

Applications dans le monde réel

Les contrats intelligents ont un large éventail d’applications potentielles dans divers secteurs, notamment la gestion de la chaîne d’approvisionnement et les arts.

• Finance décentralisée (DeFi) : Les contrats intelligents permettent des prêts décentralisés, des échanges et la création de stablecoins.
  
  
• Gestion de la chaîne d’approvisionnement : Ils peuvent automatiser le suivi des articles, augmentant ainsi l’efficacité et la transparence.
  
  
• Systèmes de vote : Les contrats intelligents pourraient créer un environnement sécurisé pour le vote, réduisant le risque de manipulation.
  
  
• Arts : Ils peuvent assurer une distribution plus équitable des redevances et faciliter la gestion des droits d’auteur.

En automatisant les processus, en réduisant les intermédiaires et en augmentant la transparence, les contrats intelligents ont le potentiel de transformer de nombreux secteurs. Comme la technologie continue d’évoluer, nous pouvons nous attendre à voir émerger des applications encore plus innovantes à l’avenir.

Machine virtuelle Ethereum (EVM)

Qu’est-ce que l’EVM ?

La Machine virtuelle Ethereum (Ethereum Virtual Machine – EVM) constitue le cœur du réseau Ethereum, servant de machine virtuelle décentralisée Turing-complet. Elle sert d’environnement d’exécution pour les contrats intelligents sur la blockchain Ethereum et fonctionne comme un ordinateur global et distribué qui exécute le code de manière cohérente et sécurisée sur tous les nœuds Ethereum.

En tant que machine virtuelle basée sur une pile, l’EVM traite le bytecode compilé à partir de langages de programmation de haut niveau tels que Solidity et Vyper. Elle maintient une pile avec un maximum de 1 024 éléments, chacun avec un mot de 256 bits. Cette conception simplifie les appels de fonction et les contextes d’exécution, ce qui est particulièrement avantageux dans le système distribué d’Ethereum.

Comment l’EVM traite les contrats intelligents

L’EVM traite les contrats intelligents par le biais d’une série d’étapes, comme décrit ci-dessous :

1. Initiation de la transaction : Un compte externe ou un autre contrat initie une transaction, en spécifiant l’adresse du contrat, les données d’entrée et la limite de gas.
   
   
2. Vérification de la transaction : L’EVM vérifie d’abord la validité d’une transaction. Si elle est valide, elle établit un contexte d’exécution intégrant l’état actuel du réseau.
   
   
3. Exécution de l’opcode : L’EVM lit et exécute les opcodes (instructions de bas niveau) du bytecode du contrat intelligent. Ces opcodes dictent des actions telles que la mise à jour de l’état du monde, la consommation de gas ou l’inversion de l’état en cas d’erreur.
   
   
4. Gestion du gas : Chaque opération dans l’EVM a un coût de gas associé, qui reflète les ressources informatiques requises pour l’exécution. Si le gas spécifié par les utilisateurs vient à manquer, l’opération échoue et l’état est rétabli.
   
   
5. Changements d’état : Une exécution réussie entraîne des changements d’état sur la blockchain, tels que des mises à jour des soldes de comptes.
   
   
6. Finalisation : Après traitement, le nouvel état résultant de l’exécution du contrat intelligent est propagé dans tous les nœuds du réseau, qui mettent à jour leurs copies de la blockchain pour refléter ces changements, garantissant ainsi le maintien du consensus dans l’ensemble du réseau.

Dapps sur Ethereum

Les dapps sont des applications logicielles qui fonctionnent sur des réseaux de blockchain ou sur un réseau d’ordinateurs pair à pair (P2P). Elles sont auto-exécutables et alimentées par des contrats intelligents qui appliquent des règles prédéfinies, ce qui permet des interactions directes entre les utilisateurs, sans intermédiaire.

Contrairement aux applications traditionnelles qui s’exécutent sur un serveur centralisé, les dapps distribuent le programme sur de nombreux nœuds, ce qui garantit qu’aucune entité n’a le contrôle total. Cette nature décentralisée rend les dapps résistantes à la censure et à l’interférence d’une autorité unique. En tirant parti de la technologie blockchain, les dapps visent à offrir une sécurité, une transparence et une autonomie accrues par rapport aux applications traditionnelles.

Dapps populaires basées sur Ethereum

Ethereum est devenu un hub pour le développement de dapps dans différents secteurs. Voici quelques exemples notables :

• Uniswap : Une plateforme d’échange décentralisée (DEX) de référence qui permet aux utilisateurs de trader directement des cryptomonnaies sans intermédiaire. En 2024, Uniswap traitait des milliards de dollars de transactions par mois.
  
  
• Aave : Une plateforme de prêt DeFi open-source qui permet aux utilisateurs de prêter et d’emprunter des cryptomonnaies. En septembre 2024, Aave disposait de 12,6 milliards de dollars dans son système.

Ether et gas : Alimenter le réseau Ethereum

Comprendre l’ether (ETH)

L’ether (ETH) est la cryptomonnaie native de la blockchain Ethereum, servant de carburant à l’ensemble du réseau. L’ETH joue un rôle crucial dans l’écosystème Ethereum, permettant toutes les opérations sur la blockchain et facilitant l’exécution des contrats intelligents et des dapps. Les traders peuvent acquérir et conserver l’ETH en tant qu’investissement à long terme, à l’instar du bitcoin.

Explication des frais de gas

Les frais de gas sont des frais de transaction que les utilisateurs paient sur la blockchain Ethereum pour effectuer des transactions et exécuter des contrats intelligents. Le prix de ces frais est fixé en minuscules fractions d’ETH appelées Gwei, où 1 ETH est égal à 1 milliard de Gwei (ou 1 Gwei = 10^-9 ETH). En résumé, les frais de gas sont les coûts associés au travail de calcul nécessaire pour traiter les transactions.

Le prix du gas est déterminé par l’offre, la demande et la capacité du réseau au moment de la transaction et peut varier de quelques centimes à plus de 100 dollars. Les frais de gas sont calculés à l’aide de la formule suivante :

Frais de gas = unités de gas utilisées * (frais de base + frais de priorité)

Les frais de base sont fixés par le protocole. Les utilisateurs doivent payer au moins ce montant pour que leur transaction soit considérée comme valide. Les utilisateurs doivent payer au moins ce montant pour que leur transaction soit considérée comme valide. Les frais prioritaires représentent un pourboire que les utilisateurs ajoutent aux frais de base pour rendre leur transaction plus attrayante aux yeux des validateurs, afin qu’ils la choisissent pour l’inclure dans le prochain bloc.

Comment acheter de l’ETH

Pour interagir avec le réseau Ethereum, les utilisateurs doivent acquérir de l’ether (ETH), qui est listé dans l’application Crypto.com parmi une liste croissante de plus de 250 cryptomonnaies et stablecoins pris en charge, y compris Bitcoin (BTC), Polkadot (DOT), USD Coin (USDC), et Cronos (CRO).

Les utilisateurs de l’application Crypto.com peuvent acheter de l’ETH avec de l’USD, de l’EUR, de la GBP et plus de 20 autres monnaies fiduciaires et le dépenser auprès de plus de 80 millions de commerçants dans le monde entier en utilisant la carte Visa Crypto.com.

Les utilisateurs peuvent également acheter de l’ether sur le site Crypto.com Exchange. Pour commencer à acheter de l’ETH dès aujourd’hui, téléchargez l’application Crypto.com.

Conclusion

Ethereum a véritablement remodelé le paysage de la technologie blockchain, offrant une plateforme polyvalente qui va au-delà des simples transactions numériques. Sa capacité à prendre en charge les contrats intelligents et les dapps a ouvert un monde de possibilités, de la DeFi à l’art numérique et au-delà. Le passage au mécanisme de preuve d’enjeu a encore renforcé l’efficacité et la durabilité d’Ethereum, ce qui en fait un réseau plus accessible et plus respectueux de l’environnement.

Au fur et à mesure que l’Ethereum évolue, son impact sur les différents secteurs d’activité est susceptible de croître. Le développement continu de la plateforme et l’augmentation de l’adoption de la technologie blockchain laissent entrevoir un avenir où les dapps pourraient devenir plus courantes dans notre vie quotidienne.

Faites preuve de vigilance et effectuez vos propres recherches

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