Les chercheurs de la Ethereum Foundation mettent en garde contre le fardeau de stockage causé par le « state bloat » et proposent des solutions pour alléger le goulot d'étranglement des nœuds

L’équipe Stateless Consensus de la Ethereum Foundation a exposé une série d’idées pour limiter le « state bloat », avertissant que l’enregistrement toujours croissant des comptes, du stockage des contrats et du bytecode du réseau devient de plus en plus difficile à stocker, à servir et à synchroniser pour les opérateurs de nœuds.

Le « state » d’Ethereum englobe tout ce que le réseau connaît actuellement, y compris les soldes des comptes, le stockage des contrats et le code qui alimente les applications. La Fondation a déclaré que le système est devenu une pièce essentielle de l’infrastructure mondiale qui « règle des milliards de dollars de valeur » et coordonne des milliers d’applications.

Mais les chercheurs de la EF affirment que son importance pose désormais un problème sérieux : le state ne fait que croître ; il ne diminue jamais.

À mesure que les données s’accumulent, exécuter un nœud complet devient plus coûteux et plus fragile. Un article de blog de la EF a noté que « si le state devient trop volumineux, trop centralisé ou trop difficile à servir, toutes ces couches deviennent plus fragiles, plus coûteuses et plus difficiles à décentraliser ».

Les améliorations de la scalabilité telles que l’expansion Layer 2, l’EIP-4844 (proto-danksharding) et l’augmentation de la limite de gas ont permis plus d’activité, mais elles accélèrent également la croissance du state.

Les chercheurs ont averti que si seul un petit groupe d’opérateurs sophistiqués peut se permettre de stocker et de servir l’intégralité du state, la résistance à la censure, la neutralité et la résilience d’Ethereum pourraient s’affaiblir. L’équipe a déclaré qu’elle effectue actuellement des tests de résistance pour déterminer quand « la croissance du state devient un goulot d’étranglement pour la scalabilité », quand « la taille du state rend difficile pour les nœuds de suivre la tête de la chaîne », et quand « les implémentations des clients commencent à échouer sous une taille de state extrême ».

La validation sans state soulève une nouvelle question : qui stocke les données ?

La feuille de route à long terme d’Ethereum inclut la statelessness, qui vise à permettre aux validateurs de vérifier les blocs sans détenir l’intégralité du state.

Bien que cela réduise la charge des validateurs et permette un débit plus élevé, cela transfère également la responsabilité du stockage de l’état historique à un groupe plus restreint et spécialisé. Les chercheurs ont écrit que dans une conception stateless, « la plupart du state sera probablement stockée uniquement par : les block builders, les fournisseurs RPC [et] d’autres opérateurs spécialisés comme les MEV searchers et les block explorers ».

Cette centralisation, selon l’équipe, introduit des défis en matière de synchronisation, de résistance à la censure et de résilience face aux pannes ou à la pression extérieure.

Trois pistes proposées

L’équipe Stateless Consensus a proposé trois approches potentielles pour rendre le stockage et la diffusion du state plus gérables.

La première, State Expiry, supprime les données inactives de l’ensemble actif tout en permettant aux utilisateurs de les réactiver avec des preuves. L’équipe a indiqué qu’environ « 80 % du state n’a pas été touché depuis plus d’un an », mais tous les nœuds doivent encore le stocker aujourd’hui. Deux variantes sont à l’étude : « mark, expire, revive », qui marque et supprime les entrées rarement utilisées, et « multi-era expiry », qui regroupe les données en ères et fige les plus anciennes.

La deuxième voie, State Archive, sépare le hot state du cold state. Les données actives restent limitées et rapides d’accès, tandis que les données froides sont conservées pour l’historique et la vérifiabilité. Cela permettrait aux performances des nœuds de « rester à peu près stables dans le temps, au lieu de se dégrader à mesure que la chaîne vieillit », même si le state total augmente.

L’option finale, Partial Statelessness, permet aux nœuds de ne stocker que des sous-ensembles du state, tandis que les portefeuilles et les light clients mettent en cache les données dont ils dépendent. Cela pourrait élargir la participation en réduisant les coûts de stockage et la dépendance aux principaux fournisseurs RPC.

Pour les trois approches, l’objectif est de « réduire le state en tant que goulot d’étranglement de performance, diminuer le coût de sa détention et faciliter sa diffusion ».

Et ensuite ?

La EF a déclaré qu’elle donne la priorité aux efforts pratiques pouvant apporter des avantages dès aujourd’hui tout en préparant des changements de protocole plus ambitieux à l’avenir.

Selon l’article, cela inclut le développement d’archives, l’amélioration de l’infrastructure RPC et la facilitation de l’exécution de nœuds partiellement stateless. L’équipe a également souligné que ces initiatives ont été choisies parce qu’« elles sont immédiatement utiles et compatibles avec l’avenir ».

À l’avenir, la fondation a invité les développeurs, les opérateurs de nœuds et les équipes d’infrastructure à participer.

« Au fur et à mesure que nous itérons, nous continuerons à partager nos progrès et nos questions ouvertes. Mais nous ne pouvons pas résoudre cela isolément », ont écrit les chercheurs. « Si vous êtes développeur client, exploitez un nœud, gérez une infrastructure, développez sur les Layer 2, ou vous souciez simplement de la santé à long terme d’Ethereum, nous vous invitons à vous impliquer : partagez vos retours sur nos propositions, rejoignez la discussion sur les forums et lors des appels, et aidez à tester de nouvelles approches en pratique. »

Cette mise à jour intervient alors que la Ethereum Foundation a intensifié sa communication autour du développement du protocole à long terme.