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Disponibilité des données

La disponibilité des données (DA) garantit que les données de transaction incluses dans un bloc blockchain sont pleinement accessibles et récupérables par tout participant du réseau qui en a besoin pour vérification. Dans un système décentralisé , la disponibilité des données assure que lorsqu'un producteur de blocs publie un nouveau bloc, les données sous-jacentes, c'est-à-dire chaque transaction et chaque modification d'état, sont effectivement mises à la disposition du réseau et non dissimulées. Sans cette garantie, les validateurs et les utilisateurs ne peuvent pas vérifier indépendamment l'exactitude de l'état de la blockchain, ce qui compromet la nature décentralisée du système.

Le problème de la disponibilité des données devient particulièrement critique dans le contexte des architectures blockchain modulaires et des solutions de mise à l'échelle de couche 2 telles que les rollups. Dans un rollup optimiste, par exemple, un séquenceur publie un lot compressé de transactions sur la chaîne de couche 1. Si les données de transaction sous-jacentes ne sont pas disponibles, les prouveurs de fraude ne peuvent pas reconstituer l'état pour contester les transitions d'état invalides. De même, dans les rollups à divulgation nulle de connaissance, bien que la preuve ZK garantisse mathématiquement l'exactitude des calculs, les utilisateurs ont toujours besoin d'accéder aux données de transaction pour reconstituer le solde de leurs comptes et générer leurs propres preuves pour les retraits.

La disponibilité des données est fondamentalement différente de leur stockage. Le stockage concerne la conservation permanente des données historiques, tandis que la disponibilité des données exige seulement qu'elles soient accessibles pendant une période suffisante à des fins de vérification. Cette distinction a favorisé le développement de couches dédiées à la disponibilité des données : des blockchains spécialisées, optimisées exclusivement pour l'hébergement temporaire des données dont d'autres chaînes ont besoin pour la vérification. Des projets comme Celestia, EigenDA, Avail et Near DA représentent cette catégorie d'infrastructure blockchain. Ethereum a introduit un mécanisme natif de disponibilité des données via l'EIP-4844 (Proto-Danksharding), créant un nouveau type de transaction appelé « blobs » offrant une disponibilité temporaire et peu coûteuse des données pour les rollups, et a ensuite considérablement étendu cette capacité grâce à la mise à jour Fusaka.

Origine & Histoire

2018 : Le problème de la disponibilité des données est formellement formulé par Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino et Vitalik Buterin dans l’article de recherche intitulé « Fraud and Data Availability Proofs: Maximising Light Client Security and Scaling Blockchains without Honest Majority Assumptions ». Cet article introduit le concept d’échantillonnage de la disponibilité des données (DAS), permettant aux clients légers de vérifier de manière probabiliste la disponibilité des données sans télécharger l’intégralité de l’ensemble des données.

2019 : Mustafa Al-Bassam propose LazyLedger, une blockchain dédiée à la disponibilité des données. Il s’agit de la première conception formelle d’une chaîne optimisée exclusivement pour l’ordonnancement et la mise à disposition des données transactionnelles, et non pour l’exécution des transactions. LazyLedger deviendra par la suite Celestia.

2020 : Des chercheurs d’Ethereum, dont Dankrad Feist, développent le concept de Danksharding, une architecture de partitionnement axée sur la disponibilité des données pour Ethereum, conçue pour permettre au réseau de gérer d’importants volumes de données agrégées. Cela représente un changement de paradigme dans la stratégie de mise à l’échelle d’Ethereum, passant d’un partitionnement basé sur l’exécution à un partitionnement basé sur la disponibilité des données.

Octobre 2021 : Celestia Labs (anciennement LazyLedger Labs) lance publiquement le projet Celestia, le positionnant comme la première couche modulaire de disponibilité des données. L’objectif est de dissocier la disponibilité des données de leur exécution et de leur consensus, permettant ainsi aux rollups de publier leurs données sur Celestia plutôt que d’utiliser les coûteuses opérations d’appel Ethereum.

2022 : La thèse de la blockchain modulaire gagne en popularité. Elle repose sur l’idée que les futures blockchains seraient divisées en couches spécialisées pour l’exécution, la disponibilité des données, le consensus et le règlement. Polygon Avail (qui deviendra par la suite le projet indépendant Avail) annonce sa couche DA dédiée.

2023 : La Fondation Ethereum organise la cérémonie de mise en place de la plateforme de confiance KZG pour l’EIP-4844 de janvier à août, rassemblant plus de 141 000 contributions et devenant ainsi l’une des plus importantes cérémonies cryptographiques de ce type. Tout au long de l’année, l’EIP-4844 (Proto-Danksharding) est testée de manière approfondie sur les réseaux de développement publics en vue de son activation sur le réseau principal. En octobre, le réseau principal de Celestia est lancé, devenant la première couche de disponibilité de données dédiée et opérationnelle ; les rollups peuvent désormais publier des données de transaction sur Celestia à un coût bien inférieur à celui des données d’appel Ethereum.

Mars 2024 : La mise à jour Dencun d’Ethereum active l’EIP-4844 sur le réseau principal le 13 mars, introduisant les transactions blob. Les coûts de publication des données cumulées sur Ethereum chutent brutalement et quasi instantanément, grâce à la transition des infrastructures de couche 2 comme Arbitrum, Optimism, Base et zkSync des données d’appel aux blobs pour la publication des données.

2024-2025 : EigenDA est lancé en tant que couche de disponibilité des données sécurisée par du ETH recréé via EigenLayer. Near Protocol introduit Near DA, utilisant son architecture fragmentée pour une disponibilité des données à faible coût. Le marché de la DA devient de plus en plus concurrentiel, avec des modèles de sécurité et des tarifs différenciés entre Celestia, EigenDA, Avail et Near DA.

Décembre 2025 : La mise à jour Fusaka d’Ethereum est activée sur le réseau principal le 3 décembre. Son principal ajout est PeerDAS (EIP-7594), qui introduit pour la première fois un véritable échantillonnage de disponibilité des données dans le système de blobs d’Ethereum. Fusaka introduit également les forks BPO (Blob Parameter Only), un mécanisme permettant à Ethereum d’augmenter la capacité des blobs par des mises à jour légères, se limitant à la configuration, plutôt que par des hard forks coordonnés.

2026 (janvier) : Deux forks de BPO augmentent la taille des blobs par bloc d'Ethereum de 6 (9 maximum) à 10 (15 maximum), puis à 14 (21 maximum), soit une augmentation d'environ 2.3 fois la capacité de données en un mois. PeerDAS réduit la bande passante nécessaire à un nœud type pour la gestion des données blob d'environ 87.5 %, car les nœuds échantillonnent désormais les données au lieu de télécharger chaque blob intégralement.

« La disponibilité des données est le problème le plus important et le moins bien compris du passage à l'échelle de la blockchain. On peut avoir le moteur d'exécution le plus rapide au monde, mais si les données ne sont pas disponibles, le système est vulnérable. » Vitalik Buterin, article « Endgame », 2021.

En termes simples

L'accessibilité des données est comparable à un panneau d'affichage public sur une place publique. Lorsqu'un maire affiche une nouvelle loi, chacun doit pouvoir la consulter pour en vérifier la légitimité et la respecter. Si le maire affiche la loi puis recouvre le panneau d'une bâche, personne ne peut plus vérifier son existence, même si, techniquement, la loi « existe ». L'accessibilité des données garantit que cette situation ne se présente jamais : les données sont toujours consultables.

Imaginez un professeur qui corrige les examens mais refuse de montrer les copies aux élèves. Il affirme que tous les élèves ont réussi, mais sans voir les réponses et les notes, les élèves ne peuvent pas vérifier leurs résultats. L'obligation de rendre les copies accessibles à la consultation, même temporairement, est essentielle.

Prenons l'exemple d'une inspection sanitaire dans un restaurant. L'inspecteur effectue une visite, rédige un rapport et affiche la note en vitrine pendant une période déterminée. Les clients n'ont pas besoin que le rapport reste affiché indéfiniment ; il suffit qu'il soit accessible suffisamment longtemps pour permettre à quiconque de le consulter. La disponibilité des données fonctionne de la même manière : les données doivent être accessibles pendant une période de vérification, sans nécessairement être stockées de façon permanente.

C'est comparable à un tribunal où toutes les preuves doivent être communiquées aux deux parties avant le procès. Si l'accusation possède des preuves mais refuse de les partager, la défense ne peut pas faire son travail et le procès est inéquitable. Dans le contexte de la blockchain, si un producteur de blocs possède des données de transaction mais refuse de les partager, les validateurs ne peuvent pas remplir leur rôle et les garanties de sécurité de la chaîne sont compromises.

Imaginez un examen à livre ouvert comparé à un examen à livre fermé. L'accès aux données signifie que l'examen est à livre ouvert : chacun a accès aux documents nécessaires pour vérifier ses réponses. Sans accès aux données, il s'agit d'un examen à livre fermé où il faut faire confiance à la personne qui a rédigé les réponses.

Important : La disponibilité des données est différente de leur stockage. Un système peut garantir la disponibilité des données (accessibles en cas de vérification) sans pour autant garantir leur stockage permanent (existence indéfinie des données). La plupart des solutions d’archivage de données (DA) suppriment les données après une période définie. Les blobs Ethereum sont supprimés après environ 18 jours, et Celestia procède de même après sa propre période de disponibilité. L’archivage des données historiques est une problématique distincte, gérée par les nœuds complets, les indexeurs et les solutions de stockage dédiées telles que Filecoin ou Arweave.

Caractéristiques techniques clés

Échantillonnage de disponibilité des données (DAS)

  • DAS permet aux clients légers de vérifier la disponibilité des données d'un bloc sans télécharger l'intégralité du bloc.
  • Chaque client léger échantillonne aléatoirement un petit nombre de blocs de données du bloc.
  • Si tous les segments échantillonnés sont récupérables, le client acquiert une confiance probabiliste quant à la disponibilité de l'intégralité des données.
  • Avec suffisamment de clients légers indépendants échantillonnant chacun des segments aléatoires différents, le réseau collectif atteint un très haut niveau de confiance en matière de disponibilité.
  • Le DAS est l'innovation clé qui rend les couches DA à gros blocs pratiques, car les nœuds n'ont pas besoin d'une bande passante énorme pour vérifier les données.
  • Sur Ethereum, DAS est arrivé en production via PeerDAS dans le cadre de la mise à jour Fusaka de décembre 2025, permettant aux nœuds classiques d'échantillonner et de conserver uniquement une fraction des données blob au lieu de les télécharger intégralement.

Codage d'effacement

  • Les données par blocs sont encodées à l'aide du codage par effacement de type Reed-Solomon avant d'être distribuées sur le réseau.
  • Les données originales sont étendues, généralement doublées, avec redondance, de sorte que l'ensemble des données puisse être reconstitué à partir d'un sous-ensemble des données encodées.
  • Cela signifie qu'un producteur de blocs adverse devrait retenir une grande majorité des données encodées pour réussir à masquer une quelconque partie des données originales.
  • Combiné au DAS, le codage d'effacement garantit que même un petit nombre d'échantillons aléatoires peuvent détecter la dissimulation de données avec une probabilité quasi certaine.
  • Celestia, le système de blobs d'Ethereum, et Avail utilisent tous le codage d'effacement comme primitive fondamentale.

Comment fonctionne la disponibilité des données dans les cumuls

  1. Un séquenceur de regroupement collecte les transactions des utilisateurs et les organise en lots ordonnés.
  2. Le séquenceur compresse le lot et l'envoie sous forme de données à la couche DA (Ethereum blobs, Celestia, EigenDA, etc.).
  3. La couche DA garantit que les données sont distribuées sur son réseau de nœuds et mises à disposition pour récupération.
  4. Pour les agrégats optimistes, les vérificateurs de fraude téléchargent les données de la couche DA, réexécutent les transactions et contestent toute racine d'état invalide pendant la période de contestation.
  5. Pour les rollups ZK, bien que la preuve ZK garantisse l'exactitude des calculs, les utilisateurs ont besoin des données DA pour reconstruire leur propre état et générer des preuves de retrait.
  6. Une fois la fenêtre DA expirée (par exemple, environ 18 jours pour les blobs Ethereum), les données peuvent être supprimées de la couche DA, mais peuvent rester archivées par les nœuds complets et les indexeurs.
  7. La sécurité du regroupement dépend de la garantie DA ; si des données sont retenues, le modèle de sécurité du regroupement se dégrade.

Engagements de KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg)

  • EIP-4844 utilise des engagements polynomiaux KZG pour s'engager cryptographiquement sur des données blob.
  • Un engagement KZG est une preuve cryptographique compacte qui se lie à l'intégralité du contenu du blob, permettant une vérification efficace.
  • Les validateurs peuvent vérifier qu'un blob correspond à son engagement sans télécharger l'intégralité des données du blob.
  • Les engagements KZG permettent une DAS efficace en autorisant des évaluations ponctuelles sur le polynôme engagé.
  • La cérémonie de mise en place du système de confiance KZG pour Ethereum s'est déroulée de janvier à août 2023 et a attiré plus de 141 000 participants, ce qui en fait l'une des plus importantes cérémonies de ce type dans l'histoire de la cryptographie.

EIP-4844 Proto-Danksharding (Ethereum Blobs)

  • Introduction d'un nouveau type de transaction transportant de gros « blobs » de données (128 Ko chacun).
  • Lors de son lancement en mars 2024, Ethereum visait 3 blobs par bloc avec un maximum de 6
  • Les blobs fonctionnent sur un marché des frais distinct de celui des transactions Ethereum classiques, avec leur propre mécanisme de frais de base.
  • Les données blob sont stockées temporairement par les clients de la couche de consensus et supprimées après environ 18 jours.
  • Le proto-Danksharding a considérablement réduit les coûts de publication des données L2, faisant passer les frais de transaction L2 habituels de plusieurs dollars à quelques centimes.
  • La mise à niveau Fusaka (décembre 2025) et ses forks ultérieurs basés uniquement sur les paramètres Blob ont porté la capacité cible d'Ethereum à 14 blobs et sa capacité maximale à 21 blobs d'ici janvier 2026, soit environ 2.3 fois la capacité initiale. D'autres augmentations sont attendues à mesure que le réseau surveille ses performances.

Couches DA dédiées vs. DA Ethereum

  • Célestia : Couche DA dédiée avec prise en charge native du DAS, codage d'effacement et son propre consensus PoS. Offre des coûts DA réduits, mais repose sur son propre ensemble de validateurs pour la sécurité plutôt que sur celui d'Ethereum.
  • EigenDA : Couche DA sécurisée par un ETH recréé via EigenLayer, héritant de la sécurité économique d'Ethereum. Offre un débit DA élevé sans nécessiter de rollups pour publier directement les données sur Ethereum.
  • Profiter: Chaîne DA autonome utilisant les engagements KZG et DAS avec des preuves de validité spécifiques à l'application, visant à constituer une couche DA universelle pour les agrégations à travers les écosystèmes.
  • À proximité de DA : Exploite l'architecture fragmentée du protocole Near pour fournir une DA à faible coût, en tirant parti de la capacité de fragmentation et du réseau de validateurs existants de Near.
  • blobs Ethereum : L'architecture DA native, intégrée au consensus Ethereum, offre les garanties de sécurité les plus robustes. Elle est soutenue par l'ensemble des validateurs Ethereum et est désormais prise en charge par les systèmes DAS de production via PeerDAS, bien qu'elle reste plus coûteuse par octet que certaines couches DA dédiées.

Avantages désavantages

AvantagesDésavantages
Fondation Rollup Security : La disponibilité des données est la garantie de sécurité essentielle qui permet aux agrégats d'hériter de la sécurité de leur couche DA, autorisant ainsi une mise à l'échelle sans confiance et sans compromettre la vérifiabilité.Compromis coût-sécurité : Les couches DA moins chères (Celestia, EigenDA) offrent des coûts inférieurs mais des garanties de sécurité différentes de celles offertes par la publication directe de données sur Ethereum, créant ainsi un spectre de sécurité par rapport à l'accessibilité financière.
Évolutivité modulaire : La séparation de l'analyse des données (DA) et de l'exécution permet à chaque couche de s'adapter indépendamment, les couches d'exécution optimisant la vitesse tandis que les couches DA optimisent le débit.Complexité pour les développeurs : Comprendre et mettre en œuvre correctement l'analyse de données (DA) ajoute une complexité importante à la conception des agrégats, nécessitant une expertise en matière de codage d'effacement, de schémas d'engagement et de protocoles d'échantillonnage.
Réduction spectaculaire des coûts : L'EIP-4844 et l'extension ultérieure du blob Fusaka ont considérablement réduit les coûts des données L2, rendant possibles des transactions inférieures au centime sur de nombreux regroupements.Risque lié à l'élagage des données : Étant donné que les couches DA ne garantissent qu'une disponibilité temporaire et non un stockage permanent, il existe un risque que les données historiques deviennent inaccessibles si personne ne les archive après l'expiration de la période DA.
Vérification du client léger : DAS permet aux appareils aux ressources limitées de vérifier la disponibilité des données sans télécharger des blocs entiers, favorisant ainsi la décentralisation en réduisant les exigences en matière de nœuds.Risque de fragmentation : La prolifération de couches DA concurrentes (Celestia, EigenDA, Avail, Near DA, Ethereum blobs) fragmente l'écosystème et crée des problèmes d'interopérabilité.
Résistance à la censure : La disponibilité garantie des données signifie qu'aucune partie ne peut retenir sélectivement des informations pour manipuler l'état consolidé ou empêcher les utilisateurs de prouver le solde de leurs comptes.Configuration requise pour une utilisation fiable : Les engagements KZG utilisés dans l'EIP-4844 nécessitent une cérémonie d'établissement de confiance unique, introduisant une hypothèse cryptographique selon laquelle la cérémonie a été menée honnêtement.
Vérification sans autorisation : N'importe qui peut vérifier indépendamment l'état de la chaîne en accédant aux données disponibles, préservant ainsi la nature décentralisée de la blockchain, même dans une architecture modulaire.Technologie naissante : Plusieurs solutions et fonctionnalités de DA sont encore en phase de déploiement préliminaire, avec moins de tests en conditions réelles que les architectures blockchain monolithiques établies.
Conception évolutive : L'approche DA modulaire est conçue pour évoluer avec les futures améliorations matérielles, car le débit DA augmente avec le nombre de clients légers participant au DAS.Effets de réseau et amorçage : Les nouvelles couches DA doivent construire des réseaux de validateurs et de nœuds suffisants pour fournir des garanties de sécurité significatives, ce qui crée un problème de démarrage à froid
Modèles de sécurité flexibles : Les rollups peuvent choisir leur couche DA en fonction de leurs exigences spécifiques en matière de sécurité et de coûts ; les protocoles DeFi à forte valeur ajoutée peuvent utiliser Ethereum DA tandis que les dApps de jeux peuvent privilégier des alternatives moins coûteuses.Dépendances de la vivacité : Si une couche DA subit une interruption de service ou une défaillance de disponibilité, tous les cumuls qui en dépendent ne peuvent pas publier de nouveaux lots, créant ainsi un point de défaillance unique pour la pile de cumuls qui s'appuie sur elle.

Gestion du risque

Attaques par rétention de données :

  • Un producteur de blocs malveillant pourrait publier un en-tête de bloc et un engagement, mais retenir les données proprement dites, empêchant ainsi les autres de vérifier les transitions d'état.
  • Mesure d'atténuation : L'échantillonnage de la disponibilité des données par un nombre suffisant de clients légers garantit que la rétention de données est détectable avec une probabilité quasi certaine.
  • Les rollups doivent implémenter des mécanismes de repli qui interrompent les mises à jour d'état si l'accès à l'information (DA) ne peut être confirmé dans le délai prévu.

Échecs de la disponibilité de la couche DA :

  • Si la couche DA sous-jacente est hors ligne, les cumuls ne peuvent pas publier de nouveaux lots de transactions et sont de fait bloqués.
  • Mesure d'atténuation : concevoir des systèmes de regroupement avec des mécanismes de repli permettant aux utilisateurs de retirer des fonds directement de la couche 1 même si la couche DA est indisponible.
  • Envisagez des stratégies multi-DA où les données critiques peuvent être publiées sur plusieurs couches DA pour assurer la redondance.

Différences en matière d'hypothèses de sécurité :

  • Les différentes couches DA possèdent des modèles de sécurité fondamentalement différents. Ethereum DA est sécurisé par l'ensemble des validateurs Ethereum, avec des dizaines de milliards de dollars mis en jeu, tandis que les couches DA plus récentes peuvent avoir une sécurité économique bien moindre.
  • Mesures d’atténuation : comprendre et communiquer clairement les hypothèses de sécurité de la couche DA choisie ; les applications critiques devraient privilégier les couches DA offrant une sécurité économique renforcée.
  • Surveillez la valeur mise en jeu et la décentralisation des validateurs des couches DA dédiées, car ces indicateurs ont un impact direct sur les garanties de sécurité.

Reconstruction des données et risque d'archivage :

  • Une fois la fenêtre DA expirée (par exemple, environ 18 jours pour les blobs Ethereum), la disponibilité des données depuis la couche DA n'est plus garantie.
  • Mesure d'atténuation : s'assurer que les opérateurs de regroupement et les membres de la communauté exécutent des nœuds d'archivage complets qui stockent les données historiques au-delà de la fenêtre DA
  • Intégrez-vous à des réseaux de stockage décentralisés tels que Filecoin ou Arweave pour l'archivage permanent des données historiques critiques.

Risque de réglementation et de conformité :

  • La disponibilité temporaire des données, avec élagage, peut entrer en conflit avec les exigences réglementaires en matière de conservation des données dans les applications financières.
  • Mesures d’atténuation : mettre en œuvre des stratégies d’archivage garantissant la conformité aux réglementations applicables en matière de conservation des données, indépendamment du calendrier d’élagage de la couche DA.
  • Documentez clairement les politiques relatives au cycle de vie des données et assurez-vous que les utilisateurs institutionnels comprennent la distinction entre l'accès aux données et le stockage permanent.

Pertinence culturelle

Le concept de disponibilité des données a connu une transformation remarquable dans l'univers blockchain, passant d'une préoccupation académique obscure à l'un des sujets les plus discutés dans le débat sur la mise à l'échelle. La question « Où vont les données ? » est devenue un cri de ralliement pour les détracteurs des solutions de couche 2, qui craignaient que le stockage de données hors chaîne ne compromette la sécurité. Cette question a poussé l'industrie à s'attaquer de front au problème de la disponibilité des données, aboutissant à la thèse de la blockchain modulaire qui influence aujourd'hui une grande partie des discussions sur la mise à l'échelle.

Le lancement de Celestia en octobre 2023 a marqué une étape importante, validant l'idée que les blockchains pouvaient être conçues spécifiquement pour une fonction unique (la disponibilité des données) plutôt que de tenter de tout faire. Le débat « modulaire contre monolithique » est devenu l'un des thèmes majeurs du cycle 2023-2024, avec des partisans convaincus de chaque côté. Les défenseurs des chaînes monolithiques, notamment au sein de la communauté Solana, ont fait valoir que la séparation de la disponibilité des données (DA) ajoutait une complexité inutile, tandis que les partisans des architectures modulaires dans les écosystèmes Ethereum et Celestia ont soutenu qu'il s'agissait de la voie la plus directe pour atteindre un débit à l'échelle d'Internet.

« L’avenir de la blockchain est modulaire. Tout comme Internet a séparé les couches réseau, transport et application, les blockchains sépareront l’exécution, le règlement et la disponibilité des données. » Mustafa Al-Bassam, fondateur de Celestia, 2022.

L'activation de l'EIP-4844 en mars 2024 a été saluée comme l'une des mises à jour les plus marquantes d'Ethereum depuis la fusion, car les frais de rollup ont chuté brutalement du jour au lendemain et ont démontré que l'optimisation de la disponibilité des données pouvait avoir un impact immédiat et concret sur les coûts pour l'utilisateur final. La mise à jour Fusaka en décembre 2025 a amplifié ce phénomène en introduisant pour la première fois un véritable échantillonnage de la disponibilité des données (DAS) sur Ethereum et en recentrant le débat : de « Ethereum va-t-il intégrer le DAS ? » à « à quelle vitesse Ethereum peut-il augmenter sa capacité de stockage de blobs maintenant qu'il dispose du DAS ? »

Exemples du monde réel

Réduction des coûts de cumul d'Ethereum EIP-4844

Scénario : Un important nœud Ethereum L2 dépensait chaque jour une somme considérable en coûts d'appel Ethereum pour la publication de lots de transactions avant la mise à niveau Dencun.

Mise en œuvre : Après l’activation de l’EIP-4844 en mars 2024, le rollup est passé de la publication des données de transaction sous forme de calldata (permanente et coûteuse) à celle de transactions blob (temporaires et peu coûteuses). Le mécanisme de tarification distinct du marché des frais blob a permis de découpler les coûts de données du rollup du marché du gaz d’exécution d’Ethereum.

Résultat : Les coûts de publication des données du système de consolidation ont fortement diminué, et cette réduction s’est traduite par une baisse significative des frais par transaction pour les utilisateurs. Des réductions de coûts similaires ont été observées chez d’autres fournisseurs de services de couche 2 majeurs, tels qu’Optimism, Base et zkSync.

Celestia en tant que couche DA pour un Rollup de machine virtuelle Solana

Scénario : Un ensemble de machines virtuelles Solana (SVM) s'installant sur Ethereum avait besoin d'une couche DA à haut débit pour prendre en charge un taux de transactions cible élevé tout en maintenant la vérifiabilité.

Mise en œuvre : Le projet a choisi Celestia comme couche de disponibilité des données, en publiant des lots de transactions compressés sur le réseau DA de Celestia. Le codage d'effacement et le protocole DAS de Celestia ont permis de garantir la disponibilité des données pour vérification sans que les validateurs aient à télécharger l'ensemble des données. Les racines d'état ont été publiées sur Ethereum pour la finalité du règlement.

Résultat : Le regroupement a permis d'atteindre des coûts DA bien inférieurs aux prix des données d'appel d'Ethereum, permettant des applications DeFi et de jeux à haut débit à faibles coûts de données tout en maintenant la sécurité de règlement au niveau d'Ethereum.

EigenDA pour les applications de rollup à haut débit

Scénario : Un protocole DeFi haute fréquence construit sur une couche 2 nécessitait un débit de disponibilité des données supérieur à ce que la capacité de blob d'Ethereum pouvait fournir à l'époque.

Mise en œuvre : Le protocole a été déployé sur un rollup utilisant EigenDA comme couche de disponibilité des données. Le débit élevé d’EigenDA a facilement répondu aux besoins en données du protocole, et sa sécurité était assurée par des ETH recréés via EigenLayer, offrant ainsi une sécurité économique importante sans nécessiter d’espace de stockage natif d’Ethereum.

Résultat : Le regroupement a permis d’atteindre un débit de données nettement supérieur à celui possible avec les seuls blobs Ethereum à l’époque, rendant possible le fonctionnement des DEX avec carnet d’ordres et des mises à jour rapides des ordres. Le modèle de sécurité ETH remanié a offert un compromis entre la sécurité indépendante de Celestia et l’architecture DA native d’Ethereum.

Échantillonnage de la disponibilité des données par les nœuds lumineux Celestia

Scénario : Une application de portefeuille mobile souhaitait vérifier que les blocs Celestia (utilisés par son rollup pour DA) contenaient des données valides et disponibles sans exécuter un nœud Celestia complet, ce qui nécessiterait une bande passante et un espace de stockage importants.

Mise en œuvre : Le portefeuille intègre le protocole de nœud léger de Celestia, qui effectue un échantillonnage de disponibilité des données en demandant aléatoirement de petits fragments de données au réseau et en les vérifiant par rapport à l'engagement codé par effacement du bloc.

Résultat : Le nœud léger mobile a vérifié la disponibilité des données avec une très grande confiance tout en téléchargeant une petite fraction des données de chaque bloc, ce qui le rend pratique à exécuter sur des appareils mobiles et offre aux utilisateurs une vérification DA sans confiance sans dépendre d'un fournisseur RPC centralisé.

Tableau de comparaison

FonctionnalitéBlobs Ethereum (EIP-4844)CelestiaEigenDAProfiter
Modèle de sécuritéEnsemble complet de validateurs Ethereum PoSSystème de point de vente indépendant avec staking TIAETH réinitialisé via EigenLayerPoint de vente indépendant avec staking AVAIL
Débit de données (début 2026)Objectif : 14 blobs par bloc, maximum 21 (environ 149 à 224 Ko/s), contre un objectif de 3 et un maximum de 6 au lancement.Environ 0.17 Mo/sEnviron 10 Mo/s, avec une feuille de route pour un débit bien supérieur.Environ 1.4 Mo/s
Conservation des DonnéesEnviron 18 jours, puis élaguéConfigurable, généralement autour de 30 joursConfigurable par agrégationÀ propos de 30 jours
Assistance DASOui, via PeerDAS (activé avec la mise à jour Fusaka, décembre 2025)Oui (natif, production)Partielle (basée sur la dispersion)Oui (natif, production)
Régime d'engagementEngagements polynomiaux KZGArbres de Merkle à espaces de noms et codage d'effacementEngagements KZGEngagements KZG
Adoption de l'écosystèmeTous les principaux Ethereum L2 (Arbitrum, Optimism, Base, zkSync)Eclipse, Manta Network, divers fournisseurs de solutions de type « rollup-as-a-service ».Manteau, Celo et divers L2Regroupements de type Validium

Remarque : les chiffres de débit et de coût des couches DA évoluent rapidement à mesure que les réseaux sont mis à niveau ; considérez-les comme indicatifs plutôt que précis.

Termes connexes

  • Rollup: Une solution de mise à l'échelle de couche 2 qui exécute les transactions hors chaîne mais envoie les données de transaction à une couche DA pour vérification, le principal consommateur des services de disponibilité des données
  • Proto-Danksharding (EIP-4844) : La mise à jour d'Ethereum qui a introduit les transactions de transport de blobs, fournissant un mécanisme de disponibilité des données dédié et moins coûteux pour les rollups sur Ethereum
  • Éclat d'eau : La conception de partitionnement plus complète pour Ethereum, dont PeerDAS et les augmentations de capacité des blobs de Fusaka constituent une étape importante, vise à étendre davantage la capacité des blobs et l'échantillonnage natif de la disponibilité des données.
  • Codage d’effacement : Une technique d'encodage des données qui ajoute de la redondance aux données afin que l'original puisse être reconstruit à partir d'un sous-ensemble, le fondement mathématique permettant l'échantillonnage de disponibilité des données
  • Blockchain modulaire: Un modèle architectural où l'exécution, le règlement, le consensus et la disponibilité des données sont gérés par des chaînes spécialisées distinctes plutôt que par une seule blockchain monolithique.
  • Validium : Une solution de mise à l'échelle similaire à un ZK rollup, mais avec des données disponibles hors chaîne plutôt que sur Ethereum, au détriment de la sécurité, pour des coûts moindres.
  • Données d'appel : Le champ de données d'une transaction Ethereum, historiquement utilisé par les rollups pour la publication de données avant l'introduction des blobs, est stocké de manière permanente mais relativement coûteux.
  • Engagement de KZG : Un schéma d'engagement polynomial cryptographique utilisé dans EIP-4844 pour s'engager efficacement dans des données binaires et les vérifier sans nécessiter un téléchargement complet des données.
  • Client léger : Un client blockchain qui vérifie la validité des blocs et la disponibilité des données sans télécharger ni stocker l'état complet de la chaîne, grâce à DAS.
  • Preuve de fraude : Un mécanisme utilisé par les regroupements optimistes où toute partie peut contester une transition d'état invalide en réexécutant les transactions contestées, ce qui nécessite que les données sous-jacentes soient disponibles
  • Goutte: Un objet de données volumineux (128 Ko) associé aux transactions Ethereum dans le cadre de l'EIP-4844, conçu spécifiquement pour la publication de données agrégées avec stockage temporaire et marché de frais distinct.
  • Célestia : La première couche modulaire dédiée à la disponibilité des données, utilisant DAS et le codage d'effacement pour fournir une disponibilité des données à haut débit et à moindre coût pour les regroupements sur plusieurs écosystèmes.

QFP

Q : Qu'est-ce que la disponibilité des données et pourquoi est-elle importante pour la mise à l'échelle de la blockchain ? La disponibilité des données garantit que les données d'un bloc blockchain sont effectivement accessibles à toute personne qui en a besoin pour vérification. Elle est essentielle à la mise à l'échelle car les rollups de couche 2 dépendent de la possibilité de vérifier leur état en accédant aux données de transaction sous-jacentes. Si un rollup publie une revendication d'état mais que les données sont indisponibles, personne ne peut contester les revendications incorrectes (dans les rollups optimistes) ni reconstruire son propre état (dans les rollups ZK). La disponibilité des données constitue donc le fondement de sécurité de l'ensemble de l'écosystème de mise à l'échelle des rollups.

Q : Quelle est la différence entre la disponibilité et le stockage des données ? La disponibilité des données signifie qu'elles sont accessibles à des fins de vérification pendant une période définie. Le stockage des données, quant à lui, garantit leur conservation permanente. La plupart des solutions d'accès aux données (DA) ne garantissent qu'une disponibilité temporaire. Les blobs Ethereum sont supprimés après environ 18 jours, et Celestia applique une durée similaire. Après suppression, les données peuvent subsister sur des nœuds d'archivage, des indexeurs ou des réseaux de stockage permanent, mais la couche DA ne les garantit plus. On peut comparer l'accès aux données à la salle de lecture d'une bibliothèque, où l'on peut consulter des livres pendant les heures d'ouverture, par opposition à un coffre-fort, où les livres sont stockés de façon permanente.

Q : Comment fonctionne l'échantillonnage de disponibilité des données (DAS) ? Le DAS permet à un client léger de vérifier la disponibilité des données d'un bloc en échantillonnant aléatoirement un petit nombre de fragments de données plutôt qu'en téléchargeant le bloc entier. Les données sont d'abord encapsulées dans un codage d'effacement, ce qui ajoute de la redondance et permet à un sous-ensemble de les reconstruire. Chaque client léger demande quelques fragments aléatoires. Si tous les fragments sont renvoyés, le client est quasiment certain que les données sont disponibles. Grâce à l'échantillonnage par de nombreux clients légers indépendants, la probabilité que des données indisponibles ne soient pas détectées devient extrêmement faible, même si aucun client n'a téléchargé le bloc complet. Ethereum a déployé cette fonctionnalité en production pour ses propres blobs via PeerDAS lors de la mise à jour Fusaka de décembre 2025.

Q : Dans quelle mesure l'EIP-4844 a-t-il réduit les coûts des rollups, et la situation a-t-elle évolué depuis ? Avant l'EIP-4844, les rollups publiaient des données sous forme de calldata Ethereum, stockées de manière permanente et dont le prix était calculé sur le marché unique des frais de gaz d'Ethereum. L'EIP-4844 a introduit les blobs : des objets de données volumineux dotés de leur propre marché des frais et d'un espace de stockage temporaire (élagué après environ 18 jours). Comme les blobs ne sont pas en concurrence avec les transactions Ethereum classiques pour les frais de gaz et ne nécessitent qu'un stockage temporaire, le coût par octet a chuté de façon spectaculaire lors de leur lancement en mars 2024. Depuis, la mise à niveau Fusaka et ses forks « Blob Parameter Only » ont plus que doublé la capacité des blobs d'Ethereum, ce qui a généralement permis de maintenir les coûts liés aux blobs à un niveau bas, voire de les réduire davantage, la capacité ayant augmenté plus rapidement que la demande.

Q : Un rollup doit-il utiliser les blobs Ethereum ou une couche DA dédiée comme Celestia ? Cela dépend des priorités du rollup. Les blobs Ethereum offrent une garantie de sécurité très élevée car ils sont validés par l'ensemble des validateurs d'Ethereum et bénéficient désormais du DAS de production via PeerDAS. Cependant, ils peuvent encore engendrer des coûts plus élevés et, historiquement du moins, un débit inférieur à celui de certaines couches dédiées. Celestia et les autres couches DA dédiées offrent un débit élevé et des coûts réduits, mais s'appuient sur leurs propres ensembles de validateurs, plus restreints, pour la sécurité. Les rollups DeFi à forte valeur ajoutée privilégient généralement Ethereum DA pour une sécurité maximale, tandis que les rollups de jeux et sociaux, qui privilégient les faibles coûts, peuvent opter pour Celestia ou EigenDA. Certains rollups utilisent une approche hybride, en publiant les données critiques sur Ethereum et les données moins critiques sur une couche DA dédiée.

Q : Que se passe-t-il si les données deviennent indisponibles après l'expiration de la fenêtre DA ? Après la fenêtre DA (environ 18 jours pour les blobs Ethereum), la couche DA supprime les données et ne garantit plus leur disponibilité. Cependant, les données sont généralement conservées sur les nœuds complets d'archivage, les explorateurs de blocs et les services d'indexation dédiés. Le principe de sécurité fondamental repose sur le fait que, durant la fenêtre DA, toutes les vérifications nécessaires ont été effectuées : les preuves de fraude ont été soumises, les preuves ZK ont été vérifiées et les utilisateurs ont reconstitué leur état. Passé ce délai, l'état de la chaîne est finalisé grâce à ces mécanismes de vérification ; les données brutes ne sont donc nécessaires que pour l'analyse historique et non pour la sécurité continue.

Q : Quel est le lien entre la disponibilité des données et la valeur de transaction minimale (MEV) ? La disponibilité des données et la MEV sont liées de plusieurs manières. Les couches d'accès aux données (DA) qui utilisent le traitement par lots, comme les séquenceurs de cumul qui publient sur Ethereum, créent des opportunités de MEV liées à l'ordonnancement des lots. Si l'accès aux données est retardé ou bloqué, cela peut créer une asymétrie d'information exploitable par des acteurs sophistiqués. La conception de la couche DA influe également sur la transparence des transactions en attente ; certaines conceptions exposent les données en attente aux validateurs avant leur finalisation, ce qui permet potentiellement l'extraction de MEV au niveau même de la couche DA. Ce sujet reste un domaine de recherche et de conception de protocoles très actif.

Références

  • Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino et Vitalik Buterin, « Preuves de fraude et de disponibilité des données »
  • EIP-4844 : Transactions sur les blobs de fragments : https://www.eip4844.com/
  • Documentation Celestia : https://docs.celestia.org/
  • Feuille de route d'Ethereum, Danksharding et Fusaka : https://ethereum.org/en/roadmap/
  • Documentation EigenDA
  • Documentation du projet disponible : https://docs.availproject.org/
  • Dankrad Feist, Engagements polynomiaux KZG
  • Fondation Ethereum, disponibilité des données
  • Blog de la Fondation Ethereum, « Clôture de la cérémonie KZG »
  • Blog de la Fondation Ethereum, « Annonce du réseau principal de Fusaka »

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