Qu’est-ce qu’Ethereum ?

Ethereum est un réseau blockchain public. Il ne se contente pas de consigner des transferts d’un actif natif : il permet aussi aux développeurs de déployer des programmes sur la blockchain, fait exécuter ces programmes par les ordinateurs participant au réseau selon des règles communes, et conserve l’état obtenu après exécution.

Ces programmes en chaîne sont généralement appelés contrats intelligents. L’actif natif d’Ethereum s’appelle Ether (ETH) et est consigné directement par le protocole du réseau. Plusieurs contrats intelligents, une interface web et d’autres services peuvent former ensemble une application ; les standards de token, de leur côté, permettent à différents programmes de traiter certaines unités numériques de façon commune. Ce qu’offre Ethereum, c’est un environnement commun d’exécution et de comptabilité : il n’est pas l’exploitant d’une application ou d’un token particulier.

Un état du réseau maintenu en commun

Les nœuds Ethereum conservent et vérifient un état du réseau continuellement mis à jour. On peut comprendre cet état comme les enregistrements que le réseau reconnaît actuellement : combien d’actif natif un compte détient, quel code un contrat a déployé, et quelles données un contrat stocke.

Les comptes Ethereum se répartissent en comptes externes et comptes de contrat. Un compte externe lance des opérations en signant avec une clé privée ; un compte de contrat s’exécute selon son code lorsqu’il reçoit une transaction ou l’appel d’un autre contrat. Les deux ont une adresse, mais leur mode de contrôle diffère : l’un repose sur une signature valide, l’autre sur des règles de programme.

Les nœuds ne modifient pas chacun les enregistrements à leur gré. Ils vérifient les transactions et exécutent le code selon un même protocole, et confirment l’ordre des blocs d’après les règles de consensus qui servent à décider quelle portion d’historique de blocs accepter. Seuls les changements d’état conformes aux règles sont acceptés.

Comment une transaction change l’état

Une transaction est une demande d’opération signée par un compte externe et soumise au réseau. Elle peut transférer de l’ETH vers une autre adresse, déployer un contrat ou appeler un contrat déjà existant.

Une transaction comporte généralement l’expéditeur, la cible de réception, une valeur, les données à remettre au contrat, un numéro de séquence qui empêche un traitement répété, et les frais d’exécution que l’expéditeur accepte d’assumer. Après réception d’une transaction, les nœuds contrôlent d’abord sa signature et son format ; un proposeur de bloc intègre ensuite les transactions conformes dans un bloc candidat.

Les transactions d’un bloc s’exécutent dans un ordre déterminé. Chacune part de l’état laissé par l’exécution précédente, de sorte que l’ordre peut influer sur le résultat. Si l’appel d’un contrat réussit, soldes ou données du contrat sont mis à jour selon le code ; si l’exécution échoue, les modifications d’état prévues sont annulées, mais les ressources de calcul déjà consommées peuvent tout de même engendrer des frais.

L’exécution commune des contrats intelligents

Un contrat intelligent est du code et des données associées déployés sur Ethereum. Après un appel lancé par un utilisateur ou un autre contrat, les clients d’exécution du réseau traitent les instructions selon les mêmes règles, produisant un résultat que les autres nœuds peuvent recalculer et contrôler.

L’environnement de règles qui exécute ces instructions s’appelle Ethereum Virtual Machine (EVM), la machine virtuelle Ethereum. L’EVM définit comment le code lit des données, calcule et met à jour l’état. Ce n’est pas un ordinateur physique particulier, mais un ensemble de règles d’exécution communes mises en œuvre par chaque nœud.

Un contrat ne peut utiliser directement que les données d’appel, l’état en chaîne et les informations que le protocole autorise à lire. Il ne peut pas accéder de lui-même à n’importe quelle page web ; lorsque des données hors chaîne sont nécessaires, elles doivent généralement être fournies par un participant externe ou par un service spécialisé dans la transmission d’informations externes vers la chaîne — un oracle. Même si tous les nœuds obtiennent le même résultat d’exécution, cela ne signifie pas que l’information hors chaîne fournie en entrée soit nécessairement vraie.

Le rôle d’ETH dans le réseau

ETH est consigné directement par le protocole Ethereum. Ce n’est pas un token émis par un contrat intelligent suivant une interface de tokens fongibles comme ERC-20.

ETH peut être transféré entre adresses, et il sert aussi à payer les frais de gas que le réseau prélève pour exécuter les transactions. Le gas mesure les ressources de calcul qu’une opération consomme ; les frais finaux dépendent en outre du prix unitaire du gas applicable. Pour envoyer des tokens ou appeler une application, un utilisateur a généralement encore besoin d’ETH natif afin de payer les frais d’exécution sur le réseau principal Ethereum.

ETH sert également au mécanisme de preuve d’enjeu d’Ethereum. Un validateur verrouille une quantité déterminée d’ETH pour participer à la proposition et à la confirmation de blocs, et peut recevoir des récompenses du protocole s’il remplit correctement son rôle, ou des sanctions en cas de manquement et de certaines défaillances. Détenir de l’ETH ne rend pas automatiquement un compte validateur, et n’équivaut pas à posséder le réseau Ethereum ni à détenir un droit d’administration sur une application.

Preuve d’enjeu et historique commun

Ethereum utilise la preuve d’enjeu pour décider qui propose un bloc, comment les autres validateurs le contrôlent, et quelle portion d’historique le réseau accepte lorsque des branches concurrentes apparaissent. Les validateurs envoient des votes de protocole sur les blocs et les points de contrôle ; une fois les conditions requises atteintes, un bloc peut obtenir une confirmation plus forte et devenir définitif.

Exécution et consensus assument des tâches différentes : les règles d’exécution déterminent comment une transaction change l’état, les règles de consensus déterminent dans quel ordre de blocs les transactions entrent dans l’historique commun. Un nœud doit faire tourner un client d’exécution et un client de consensus qui coopèrent pour vérifier intégralement le protocole Ethereum actuel.

La finalisation augmente le coût et la difficulté de renverser un historique déjà confirmé, mais n’équivaut pas à l’absence de risque pour chaque résultat applicatif. Failles de contrat, autorisations erronées, entrées inexactes ou droits d’administration peuvent encore produire des conséquences irréversibles.

Ethereum, ETH, l’EVM et les tokens

Ces noms apparaissent souvent ensemble mais désignent des objets différents :

• Ethereum est le réseau blockchain et son protocole ;
• ETH est l’actif natif de ce réseau ;
• l’EVM est l’environnement de règles que les nœuds suivent en exécutant le code d’un contrat ;
• un token est généralement consigné par un contrat intelligent précis ou un autre programme en chaîne ;
• une application décentralisée se compose généralement de contrats intelligents, d’une interface utilisateur et de services hors chaîne.

Utiliser une application Ethereum ne signifie donc pas n’avoir affaire qu’à de l’ETH ; une application peut aussi traiter des stablecoins, des tokens non fongibles (NFT) ou d’autres tokens. Inversement, porter « Ethereum » dans son nom ou employer un format d’adresse similaire ne suffit pas à prouver qu’un actif se trouve sur le réseau principal Ethereum.

Réseau principal, réseaux de test et réseaux compatibles

Le réseau principal Ethereum est le réseau de production qui porte l’état réel du réseau et l’ETH natif. Les réseaux de test servent au développement et à l’expérimentation, avec un état distinct et des actifs de test dépourvus de la signification de valeur du réseau principal.

D’autres blockchains peuvent aussi implémenter l’EVM ou adopter des outils similaires, afin de faciliter la migration de contrats initialement destinés à Ethereum. Elles restent des réseaux indépendants : chacune a son propre historique de blocs, son actif de frais, son contexte d’adresses de contrat et ses dispositifs de sécurité. Même lorsque la même adresse ou le même code de contrat apparaît sur plusieurs réseaux, soldes et résultats d’exécution ne se synchronisent pas automatiquement.

Avant de lancer une opération, un portefeuille doit confirmer le réseau sélectionné, l’identifiant de chaîne représentant ce réseau — son numéro de réseau — et l’adresse du contrat. Envoyer des actifs sur le mauvais réseau ou interagir avec le mauvais contrat ne se juge pas à l’apparence d’une adresse.

L’articulation entre Layer 2 et le réseau principal Ethereum

Layer 2 désigne une catégorie de solutions d’extension qui traitent une partie des transactions en dehors du réseau principal Ethereum, puis soumettent les données ou résultats correspondants à ce réseau principal. Elles visent à augmenter la capacité de traitement ou à réduire le coût d’une opération unitaire, tout en conservant une dépendance déterminée au règlement ou aux données d’Ethereum.

Les différents Layer 2 organisent autrement l’ordonnancement des transactions, la publication des données, les méthodes de preuve, les délais d’attente de retrait et le traitement des pannes. Les soldes et transactions d’un Layer 2 n’apparaissent pas non plus automatiquement dans un compte du réseau principal ; passer d’une couche à l’autre exige généralement un pont ou un processus de dépôt et de retrait défini par le protocole.

« Construit sur Ethereum » n’équivaut donc pas à une exécution directe de toutes les opérations sur le réseau principal Ethereum. Pour apprécier frais, délais de confirmation et risques, il faut d’abord confirmer sur quelle couche une transaction a réellement lieu, et par quel mécanisme les fonds se déplacent entre les couches.

La frontière entre capacité du protocole et risque applicatif

L’environnement d’exécution commun d’Ethereum permet à différents développeurs de déployer tokens, protocoles d’échange, programmes de prêt, jeux et autres applications, et aux contrats intelligents de s’appeler entre eux. Mais un déploiement ouvert signifie aussi que n’importe qui peut publier un contrat défectueux, doté de droits d’administration ou trompeur.

Le réseau confirmant qu’une transaction est conforme au protocole indique seulement que signature, exécution et enregistrement du bloc ont passé les contrôles de règles correspondants. Cela ne prouve pas :

• qu’un contrat correspond à l’intention réelle d’un utilisateur ou soit exempt de failles ;
• que le nom d’un token, son émetteur ou ses réserves hors chaîne soient authentiques ;
• que les données affichées par l’interface d’une application soient complètes ;
• que les informations hors chaîne fournies par un oracle soient sans erreur ;
• qu’un projet continue d’être exploité ou honore des engagements hors chaîne.

En utilisant une application précise, il faut encore vérifier le réseau, l’adresse du contrat, le contenu des autorisations, les droits d’administration et les services dont elle dépend. Une blockchain peut vérifier les opérations relevant des règles du protocole ; elle ne peut pas vérifier automatiquement tous les faits hors chaîne.

FAQ

Ethereum et ETH sont-ils la même chose ?

Non. Ethereum est le réseau et le protocole ; ETH est l’actif natif du réseau.

Ethereum est-il contrôlé par une entreprise ?

Ethereum n’est pas tenu comme registre directement par un exploitant de base de données unique. Plusieurs équipes de clients, opérateurs de nœuds, validateurs, développeurs d’applications et utilisateurs influencent l’évolution de l’écosystème, mais avec des pouvoirs distincts ; modifier le protocole exige encore implémentation, adoption et coordination entre les participants au réseau, de sorte que l’ensemble du réseau ne peut pas être assimilé à une entreprise ou à un site en particulier.

Toutes les transactions exécutent-elles un contrat intelligent ?

Pas nécessairement. Un compte externe peut envoyer de l’ETH directement à un autre compte externe. Le code d’un contrat s’exécute lors du déploiement ou de l’appel d’un contrat.

Une transaction affichée comme réussie signifie-t-elle que l’opération était sûre ?

Non. La réussite indique seulement que la transaction s’est accomplie selon les règles du réseau et du contrat en vigueur à ce moment. Une autorisation erronée, un contrat malveillant ou un résultat non conforme aux attentes d’un utilisateur peuvent tout de même être inscrits en chaîne avec succès.

Un réseau compatible EVM est-il Ethereum ?

Non. Ces réseaux peuvent employer des règles d’exécution de contrats et des outils de développement similaires, mais état du réseau, validateurs, actif de frais et dispositifs de sécurité peuvent être entièrement indépendants.

Concepts associés

Poursuis avec contrat intelligent, preuve d’enjeu, blockchain, frais de gas et token crypto, ou reviens au glossaire des cryptomonnaies.

Sources

• Ethereum.org : qu’est-ce qu’Ethereum — portée de base du réseau, d’ETH, des contrats intelligents et de l’écosystème applicatif.
• Ethereum.org : comptes — comptes externes, comptes de contrat et leurs modes de contrôle.
• Ethereum.org : transactions — champs de transaction, signature, exécution et changements d’état.
• Ethereum.org : Ethereum Virtual Machine — transitions d’état de l’EVM et environnement d’exécution commun.
• Ethereum.org : preuve d’enjeu — validateurs, proposition de blocs, votes et finalisation.