Qu'est-ce que The Merge ? Tout savoir sur la mise à jour d'Ethereum (ETH)

The Merge, c’est quoi ?

En septembre 2022 aura lieu « The Merge ». Cet événement marque la fin du « Proof of Work » (PoW), ou preuve de travail en français, pour sécuriser le réseau Ethereum (ETH). Une nouvelle méthode de consensus, le « Proof of Stake » (PoS), ou preuve d’enjeu, prendra alors sa place. Ainsi la blockchain Ethereum sera sécurisée par les mineurs au travers de la preuve d'enjeu et plus au travers de la preuve de travail.

Depuis son lancement en 2015, Ethereum fonctionne avec la preuve de travail. Celle-ci repose sur de nombreuses machines, souvent des ASICs gérés par des mineurs, chargées de résoudre des problèmes mathématiques à longueur de journée. Longtemps décriée pour sa faible scalabilité et son empreinte carbone importante, il a été décidé, et ce avant même le lancement d’Ethereum en 2015, que la preuve de travail devra tôt ou tard être remplacée par une méthode de consensus plus efficiente : la preuve d’enjeu. En effet, Vitalik Buterin, un des créateurs d'Ethereum l'indique dans un article publié sur le site de la Fondation Ethereum en juillet 2014.

En développement depuis des années, cette migration s’effectuera sans arrêter la blockchain Ethereum, et ce, car il n'est pas possible de mettre hors service un réseau sécurisant des centaines de milliards de dollars car cela aurait des conséquences catastrophiques. 

Le problème étant que changer la méthode de consensus d’une blockchain implique des modifications profondes. C’est un peu comme remplacer le moteur thermique d’une voiture par un moteur électrique, alors que celle-ci roule à 130 km/h sur l’autoroute.

Comment va s'effectuer la mise en place du Merge ?

Figure 1 : Illustration du Merge entre la « Beacon Chain » et le mainnet d’Ethereum 

Le processus a commencé depuis un moment, décembre 2020 avec la mise en route de la « Beacon Chain ». Cela fut long, périlleux et marqué par de nombreux retards. La création de cette Beacon Chain marqua la séparation d’Ethereum entre une blockchain à preuve d’enjeu, sans utilité aucune (la Beacon Chain) et la blockchain à preuve de travail, qui continue de fonctionner normalement.

La raison de ce choix est simple : pouvoir travailler librement sur la nouvelle blockchain sans toucher au réseau principal. Ainsi les développeurs ont pu effectuer de nombreux tests pour vérifier le bon fonctionnement avant la mise en production.

Deux ans plus tard, il est maintenant temps de fusionner ces deux blockchains. En d’autres termes, le contenu du réseau en PoW sera recopié sur la Beacon Chain, en PoS donc, afin de compléter la migration.

? Pour aller plus loin – Explications de ce qu'est le PoS (Proof of Stake ou preuve d'enjeu)

Le début d’année 2022 fut marqué par la réussite de la fusion sur tous les testnets d’Ethereum. Reste maintenant à fusionner le mainnet avec sa Beacon Chain, événement que l’on appelle « The Merge ». Les testnets sont des réseaux de test et le mainnet est le réseau principal.

Le moment où va s'effectuer le Merge se situe entre le 10 et le 20 septembre 2022, plus précisément entre le 13 et le 15 septembre de cette année d'après Vitalik. Il n'y a pas d'heure précise car la mise en place s'effectue au moment où une certaine difficulté est atteinte (la Total Terminal Difficulty) et il est difficile de l'anticiper car elle varie d'un bloc à l'autre du réseau. En effet sur Ethereum on compte en bloc et non en minutes.

Au moment où le Merge s'activera nous aurons ce qu'on appelle un hardfork. C'est à dire que la chaîne initiale d'Ethereum va se séparer en 2 :

• Ethereum 2.0
• Ethereum PoW

Les modifications sont tellement importantes qu'une nouvelle chaîne va apparaitre et l'ancienne existera toujours tant que des utilisateurs, des mineurs, des nœuds et développeurs l'utiliseront et la sécuriseront. Dans le cas du Merge la blockchain initiale sera Ethereum PoW et la nouvelle chaîne Ethereum 2.0. On s'attend à que quasiment tout le monde utilise Ethereum 2.0 et qu'Ethereum PoW soit vite abandonné et disparaisse.

Lorsque les modifications sont moins importantes alors il n'y a pas de création d'une nouvelle blockchain, on appelle cela un softfork.

? Plus d'explications sur les différences entre un hardfork et un softfork

Les motivations derrière The Merge

Baisse de l'énergie consommée par le réseau Ethereum

Comme brièvement mentionné auparavant, le consensus par la preuve de travail utilisé par Ethereum avant The Merge pose de nombreux problèmes d’efficience. Avoir des milliers de machines ultra-puissantes qui tournent en permanence dans le but de se faire la course consomme énormément d’énergie. Le principal problème étant que toutes doivent fonctionner 24h/24h afin d’espérer générer un rendement intéressant.

La plus grosse conséquence de cette consommation est évidemment l’empreinte carbone non négligeable d’une blockchain comme Ethereum. À l’heure d’écriture de ces lignes, il est estimé qu’Ethereum consomme entre 94 et 112 TWh d’électricité par an, soit l’équivalent de la consommation électrique d’un pays comme les Pays-Bas.

Avec la preuve d’enjeu, les validateurs (qui doivent bloquer 32 ETH) seront choisis à l’avance selon une sélection aléatoire à probabilités égales. Ainsi, il n’y a plus de course au rendement et la consommation énergétique diminue drastiquement.

Selon une estimation de la fondation Ethereum, le passage à la preuve d’enjeu pourrait réduire la consommation d’Ethereum de 99,95 %, soit 2 000 moins élevées que sa version en Proof of Work. Pour mettre une image sur ce chiffre, la fondation Ethereum a également créé un graphique représentant plusieurs blockchains/activités et leur coût énergétique :

Figure 2 : Visualisation de la réduction en consommation énergétique grâce à The Merge

The Merge permettra par ailleurs à Ethereum d’être conforme aux normes ESG. Ces dernières indiquent aux instances financières et gouvernementales qu’Ethereum œuvre pour le développement durable. Cela retirera un gros frein à l’adoption de cet écosystème et attirera certainement de nombreux institutionnels puisque Ethereum sera plus écologique.

Donner de la valeur à l’Ether (ETH)

Le passage à la preuve d’enjeu implique également une réduction des coûts du point de vue des mineurs/validateurs. Par conséquent, les développeurs d’Ethereum ont fait le choix de réduire l’émission de nouveaux ETH par bloc. On appelle ça le « Triple Halving ». Et pour cause, la réduction sera l’équivalent de 3 halvings du Bitcoin, soit une division des émissions par 10.

Combiné avec l’EIP-1559, il est estimé que l’ETH deviendra déflationniste. Ce phénomène est appelé « Ultra Sound Money », en réponse au « Sound Money » de Bitcoin dont le nombre total d’unités est fixé, et non déflationniste. Le site UltraSound.Money permet de visualiser les tokenomics d’Ethereum après The Merge.

Figure 3 : Le concept d’Ultra Sound Money 

Une amélioration globale de la blockchain Ethereum

Pour finir, The Merge aspire à améliorer la blockchain Ethereum dans son ensemble. Bien qu’il prône en théorie la plus grande décentralisation, la réalité est bien différente. En effet, une bonne machine de minage rentable coûte très cher à l’achat et à l’utilisation de par sa forte consommation d'électricité. Les plus petits portefeuilles ne sont donc pas invités à la sécurisation du réseau.

De plus, ils émettent beaucoup de chaleur et sont donc souvent stockés dans des data centers, opération qui peut très vite s’avérer coûteuse pour les exploitants. Pour finir, les particuliers ne font pas le poids face aux mastodontes, qui ont développé une réelle industrie dédiée au mining. À l’heure de l’écriture de ces lignes, 5 entités concentrent à elles seules 65 % du hashrate d’Ethereum (la puissance de calcul qui sécurise la blockchain).

Bien qu’elle ne soit pas parfaite, la preuve d’enjeu nécessite des machines peu puissantes comparées à la preuve de travail. Elles peuvent donc être hébergées chez soi et peuvent être partagées de façon plus décentralisée. Ainsi, il semblerait que The Merge puisse améliorer globalement la décentralisation et donc la sécurité du réseau Ethereum.

Le passage à la preuve d’enjeu a aussi des implications vis-à-vis de la scalabilité de la blockchain. Bien que celle-ci ne sera pas améliorée après The Merge, elle posera les fondations pour le futur d’Ethereum. En effet, le passage à la Proof of Stake constitue le point central quant à l’évolution vers le sharding et autres solutions de scalabilité.

De plus, la fondation Ethereum a récemment changé son fusil d’épaule, répétant à plusieurs reprises qu’Ethereum évoluerait pour aider les solutions de scalabilité comme les rollups. Ainsi, il semblerait que le réseau principal d’Ethereum n’ait pas pour objectif d’être scalable, mais de faciliter la scalabilité grâce à ses shards et donc à un écosystème de rollups. La scalabilité d’Ethereum devrait donc être « rollup centrée ».

Les implications techniques de The Merge pour Ethereum 

Avec The Merge, c’est toute la blockchain Ethereum qui sera bouleversée. Et au-delà des implications liées aux motivations d’un tel changement, il en existe d’autres, dont on parle moins. Le désengorgement du marché des cartes graphiques (bouleversé par le minage d’Ether), ou la libération de nombreux développeurs (jusqu’à présent bloqués sur The Merge) en font évidemment partie. Cependant, il en existe de plus techniques. Celles-ci sont expliquées ci-dessous.

Un raccourcissement du temps de bloc

Penser que The Merge ne soit qu’un simple changement de méthode de consensus serait une véritable erreur. En effet, d’autres paramètres techniques seront modifiés lors de cette mise à jour. Le plus important est le changement de philosophie du temps de bloc.

Avec le Proof of Work, cette durée n’est pas fixe. Tous les mineurs se font la course pour trouver la solution au problème mathématique, et ainsi créer un nouveau bloc. La difficulté, valeur qui dicte la puissance de calcul nécessaire pour trouver la solution, varie afin que l’intervalle entre chaque bloc miné soit de 13 secondes en moyenne.

Par exemple, si les machines deviennent deux fois plus puissantes du jour au lendemain et créent des blocs toutes les 6,5 secondes, alors la difficulté de minage est multipliée par deux, afin de faire remonter le temps entre chaque bloc.

Avec le Proof of Stake, comme il n’y a plus de mineurs et de problèmes mathématiques à résoudre, cette durée sera fixée à l’avance. Elle sera de 12 secondes sur Ethereum. Ainsi, un léger gain de scalabilité sera observé après The Merge. Il ne faut cependant pas trop en attendre, car celui-ci sera marginal.

Augmenter la sécurité du réseau

La deuxième implication technique majeure est celle de la sécurité économique. En effet, attaquer la blockchain Ethereum après The Merge risque d’être plus compliqué qu’à l’époque du Proof of Work. En réalité, comme il sera plus facile de sécuriser le réseau (pas besoin d’acheter et maintenir des mineurs surpuissants), le coût économique lié à une attaque de la blockchain devrait s’envoler, dissuadant d’autant plus les potentiels malfaiteurs.

Pour finir sur la sécurité, l’arrivée du slashing permettra au réseau de retirer une partie de la caution aux mauvais validateurs. Avec le Proof of Work, le seul risque lié à un mauvais geste était celui de ne plus recevoir de récompenses. Avec le Proof of Stake, c’est une partie du capital verrouillé en ETH qui peut partir en fumée à l’aide du slashing.

Les idées reçues de The Merge

Comme toute mise à jour majeure et bouleversante, The Merge est complexe et emmène avec elle de nombreuses idées reçues. Voici les plus populaires :

• Les Ethers bloqués dans la Beacon Chain ne seront pas disponibles tout de suite. En effet, pour éviter une chute drastique du cours de l’Ether après The Merge, les fonds bloqués seront libérés lors d’une mise à jour ultérieure quelques mois plus tard. De plus, un nombre limité d’ETH sera débloquable par jour, pour éviter un possible crash immédiat du cours ;

• La scalabilité de la blockchain Ethereum ne sera pas améliorée, et les frais ne baisseront donc pas. En outre, le raccourcissement du temps entre les blocs apportera une augmentation du débit trop minime pour régler les problèmes de scalabilité de la blockchain. Cependant, les fondations seront posées pour d’éventuelles solutions de scalabilité combinant le sharding et les rollups ;

• La blockchain ne s’arrêtera pas. Sauf incident majeur lors de la mise à jour, la blockchain Ethereum continuera de fonctionner pendant The Merge, et ce, par choix comme expliqué plus tôt ;

• Bien que déflationniste, la supply d’Ether n’ira pas à 0. Il y aura plutôt un équilibre. Celui-ci dépendra de plusieurs facteurs comme le taux d’ETH brulés ou le nombre de transactions. À l’heure d’écriture de ces lignes, un consensus est porté à une supply finale de 60 millions d’Ethers dans quelques années.

Les risques de The Merge

Comme mentionné auparavant, The Merge est une mise à jour complexe. Il existe donc de nombreux risques à prendre en compte. Les risques techniques sont assez faibles, compte tenu des tests qui ont été effectués avec succès sur les testnets d’Ethereum. Dans le cas d’un quelconque problème, la blockchain devra être arrêtée le temps de la résolution, avant de pouvoir être relancée.

Les problèmes liés au Proof of Stake

La plupart des risques liés au Merge proviennent de la transition vers le Proof of Stake. En effet, cette nouvelle méthode de consensus, bien que technologiquement supérieure, ne vient pas sans son lot de désavantages.

Tout d’abord, le système ne repose plus sur une course mathématique de mineurs, mais sur une sélection aléatoire parmi tous les validateurs. Cette nouvelle méthode implique que l’ordre des créateurs de blocs est connu à l’avance. Ainsi, une attaque « Denial of Service » (DoS) peut avoir lieu.

Un validateur malveillant voulant empêcher une transaction de passer, sachant qu’il est l’un des prochains à créer son bloc, peut envoyer des milliers de transactions dans les blocs qui précèdent le sien (moyennant des frais élevés). Ainsi, la transaction qu’il souhaite refuser se retrouve maintenant dans la liste d’attente de son bloc. Il peut donc la refuser librement.

Pour pallier à ce problème, le « Single Secret Leader Election » (SSLE) est aujourd’hui la solution la plus viable. Pour faire simple, il rend invisible l’identité des prochains validateurs.

Il existe aussi des risques de centralisation. En effet, la barrière à l’entrée est amoindrie. Là où il fallait de grandes infrastructures et des mineurs performants pour obtenir une part importante du réseau en PoW, une somme conséquente d’argent suffira avec le PoS. Il est donc plus simple pour les acteurs les plus riches de contrôler la blockchain de bout en bout.

Le risque majeur d’un « hard fork »

Le plus gros risque est de loin, c’est le hard fork potentiel qui pourrait avoir lieu. En effet, après The Merge, il existera deux copies de la blockchain Ethereum, l’une en PoS et l’autre en PoW, chacune avec le même état (transactions, comptes, balances…). Il y aura donc deux tokens Ether (ETH et ETHPOW).

Toute personne est donc libre d’utiliser la version qu’elle veut. Bien sûr, ce phénomène n’est pas nouveau, tout le monde peut créer sa propre version d’une blockchain, mais personne ne vous suivra. Le problème ici est qu’il semblerait que chacune des versions d’Ethereum sera supportée : celle en PoS par quasiment toute la communauté et les institutions et celle en PoW par une majorité de mineurs et quelques rebelles du réseau.

Si tout est dupliqué, toute la valeur ne peut pas être multipliée par deux. Par exemple, le nombre de stablecoins sera multiplié par deux, mais les actifs qui les soutiennent ne le seront pas. C’est pour cette raison que les acteurs principaux comme Circle (USDC), Tether (USDT) ou d’autres applications de finance décentralisée ont déjà annoncé qu’ils ne supporteraient plus le réseau en PoW après The Merge.

Par conséquent, quasiment toute la DeFi d’Ethereum en PoW n’aura plus aucune valeur. Il faudra donc être extrêmement vigilant et ne pas tomber dans le piège d’achat compulsif, lorsque vous verrez un USDC à 0,01 $ en vous disant qu’il remontera sûrement à 1 $. Pour tout comprendre du hard fork potentiel après The Merge, le thread de Jack Niewold résume très bien la situation.

IS A CIVIL WAR COMING TO CRYPTO?

Ethereum's merge is coming, and with it comes the risk of a blockchain fork that could split the network in two.

So, what are the odds of a viable Ethereum fork? How could it happen? And what does it mean for crypto investors?

Read on:

— Jack Niewold 🫡 (@JackNiewold) August 5, 2022

Nos réponses à vos questions

Ethereum devient-il PoS (Proof of Stake) ?

Oui tout à fait, le réseau Ethereum bascule sur ce mode de sécurisation. Les mineurs devront posséder un minimum de 32 ethers pour participer alors qu'avant avec le Proof of Work (PoW) il fallait détenir des machines de minage.

Dois-je convertir mes ethers ?

Non, vous n'aurez rien à faire, vos ETH (et autres cryptomonnaies) seront présentes sur la blockchain Ethereum à la suite du merge.

Est-ce que je devais staker des ETH pour avoir des ETH 2.0 ?

Non, tout le monde va recevoir des « ETH 2.0 », pas uniquement les personnes qui ont staké des ETH sur la Beacon Chain. Les personnes qui ont staké des ETH sur la Beacon Chain gagnaient des intérêts en ether qui leur seront distribués plus tard.

Est-ce qu'ETH 2.0 sera une nouvelle crypto ?

Oui mais vous ne verrez rien de différent de d'habitude et vous n'aurez aucune action à effectuer.

Dois-je retirer mes ETH des protocoles / applications décentralisées ?

Beaucoup de personnes vont sûrement le faire pour éviter d'avoir leurs ETH bloqués dans un protocole en cas de problème ou de bug de ce dernier à la suite de la mise à jour. Mais aussi pour que leur nombre d'ethers et de cryptomonnaies basées sur Ethereum être doublés sur la chaîne en Proof of Work. Cependant évitez toute manipulation complexe et risquée comme de l'emprunt d'ethers par exemple. De plus il est possible que les frais du réseau augmentent fortement quelques temps après la mise à jour si tout le monde fait comme vous et souhaite de nouveau les placer dans des DApp.

Dois-je envoyer mes ethers sur les exchanges ?

Attention, tous les exchanges ne prendront pas en charge le fork et le coin ETHPOW. De plus on ne sait pas quand les exchanges mettront à disposition de leurs utilisateurs les coins. Immédiatement, 1h, 5h 1 jour après The Merge ? De plus des plateformes ont prévu de bloquer les dépôts et retraits d'ETH pendant le Merge pour éviter tout problème.

Est-ce possible de profiter du Merge pour gagner de l'argent ?

Oui mais ce n'est pas conseillé pour de nombreuses raisons. Des robots seront plus rapides que vous et réaliseront les actions qui rapportent le plus d'argent et vous risquez de vous faire piéger. Le moins risqué, si vous ne croyez pas en la chaîne Ethereum en PoW est d'envoyer vos ETHPOW sur une plateforme qui prend en charge le coin et de les vendre immédiatement. Evitez de tenter d'acheter des NFT moins cher pour tenter de les revendre plus cher ou toute autre opération risquée.

Conclusion sur The Merge

Depuis ses débuts en 2015, Ethereum envisage sérieusement le passage au Proof of Stake. Tant pour la future amélioration de sa scalabilité que pour la réduction de son empreinte environnementale et bien d’autres raisons. L’étape la plus importante de ce passage aura lieu le 15 ou 16 septembre 2022 avec The Merge.

Cette mise à jour complexe voit enfin l’arrivée de la preuve d’enjeu sur Ethereum, après de nombreux retards et pépins techniques. Celle-ci est si complexe qu’elle va bouleverser l’architecture de la blockchain en elle-même. Évidemment, un tel changement n’intervient pas sans son lot de risques, même si ceux-ci sont assez faibles et ont déjà été mitigés par la communauté d’Ethereum.

Bien que symbolique, The Merge n’est qu’une étape dans la feuille de route d’Ethereum. La baisse des frais, l’augmentation du débit de transactions et le sharding font partie des améliorations futures, construites sur les fondations posées par The Merge.

Sources graphiques : Figures 1 & 2 : Ethereum ; Figure 3 : Justin Drake

Ingénieur de formation, je découvre la blockchain fin 2018. J’adore expliquer les concepts techniques et compliqués avec des mots simples.

Victor Morizon

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