Les chercheurs d'Ethereum ont rapporté une propagation médiane inférieure à une seconde pour une charge utile d'exécution simulée de 1 MiB utilisant la conception de diffusion segmentée d'EIP-8411, comparé à environ cinq secondes lors de l'envoi de la charge utile en un seul message.
Ethereum Research a publié les derniers résultats des tests le 17 septembre, détaillant un prototype qui divise les charges utiles d'exécution en morceaux plus petits afin que les nœuds puissent vérifier et transférer chaque segment avant de recevoir la charge utile complète. Les résultats proviennent de simulations et de code client prototype, et non de mesures sur le mainnet d'Ethereum.
La proposition reste une EIP de réseau en statut de brouillon dans le dépôt des EIP d'Ethereum. Sa conception actuelle remplace l'unique sujet gossip execution_payload introduit par l'EIP-7732 par un sujet execution_payload_chunks et engage les morceaux via une racine de Merkle incluse dans l'offre d'exécution du constructeur.
Le modèle gossip existant d'Ethereum peut exiger qu'un nœud reçoive et valide un message volumineux avant de le transférer à ses pairs. Les chercheurs derrière l'EIP-8411 décrivent le délai qui en résulte comme un problème de stockage et de retransmission (store-and-forward) car la charge utile complète doit traverser un saut de réseau avant de commencer le suivant.
Avec la propagation segmentée, un constructeur divise la charge utile en morceaux fixes. Chaque segment contient une preuve d'inclusion Merkle liée à la racine engagée dans l'offre d'exécution. Un nœud récepteur peut vérifier un segment et commencer à l'envoyer tandis que les morceaux restants sont toujours en cours d'arrivée.
De plus, la discussion de l'EIP sur Ethereum Magicians décrit le changement prévu comme le remplacement du message de charge utile unique de l'EIP-7732 par des morceaux vérifiables indépendamment. Le brouillon propose actuellement 64 morceaux et une structure de preuve Merkle qui lie chaque morceau à l'engagement de charge utile original. Les chercheurs ont déclaré que l'engagement Merkle représente l'ajout principal au niveau du consensus requis pour une segmentation de base. Le dernier prototype de recherche conserve le format de fil gossipsub existant, la construction du maillage réseau, le degré de pairs et le système de score intacts, tout en modifiant la manière dont les morceaux de charge utile sont publiés et transférés.
La documentation d'Ethereum décrit actuellement les charges utiles d'exécution comme des données de transaction et d'état générées par le client d'exécution et transportées via le processus de consensus. Les validateurs reçoivent les blocs proposés via le réseau gossip de consensus avant d'envoyer les données d'exécution à leurs clients d'exécution pour validation.
Les chiffres de performance les plus probants du rapport du 17 septembre proviennent d'une simulation contrôlée. Les chercheurs ont modélisé 500 nœuds en utilisant la latence géographique du réseau, une capacité de téléchargement de 50 Mbps et une capacité de téléchargement de 100 Mbps, avec une charge utile de 1 MiB provenant d'un constructeur domestique et sans nœuds de centre de données à haute bande passante.
Dans cette configuration, l'envoi de la charge utile sous forme d'un message gossipsub complet a pris environ cinq secondes pour atteindre la moitié des nœuds récepteurs et près de six secondes en queue. Une version segmentée optimisée a atteint une médiane proche de 0,75 seconde et une queue proche d'une seconde.
Les chercheurs soulignent que les mesures proviennent d'un banc d'essai de simulation exécutant du code réel Prysm et go-libp2p-pubsub sur un réseau simulé et une horloge virtuelle. Chaque mesure a utilisé dix configurations réseau aléatoires. Les conditions du mainnet pourraient différer des hypothèses de topologie, de bande passante et de trafic modélisées.
Leur conception de base de niveau 1 combine la segmentation avec la publication par lots. En utilisant des segments de 16 KiB, le rapport indique que la propagation médiane pour une charge utile de 1 MiB est passée de cinq secondes à moins d'une seconde, tandis que la latence de queue est passée d'environ six secondes à un peu plus d'une seconde.
La publication par lots modifie la manière dont la source envoie les morceaux. Au lieu d'envoyer chaque copie d'un segment avant de commencer le suivant, le constructeur distribue différentes pièces à différents pairs tôt, permettant à plusieurs sections de la charge utile de commencer à se déplacer à travers le réseau simultanément. Les chercheurs ont déclaré que le niveau 1 nécessitait environ un tiers de plus d'octets reçus que l'approche actuelle du message entier. Le compromis vient de l'envoi de nombreux morceaux identifiés indépendamment et des messages de contrôle supplémentaires requis pour les annoncer.
Un deuxième niveau proposé s'attaque aux données dupliquées. Au lieu de pousser chaque segment à tous les pairs de maillage éligibles, les nœuds peuvent pousser des morceaux à un groupe limité tout en annonçant la disponibilité aux autres. Les pairs ne demandent les segments manquants que si nécessaire.
Le prototype combine ce système avec ce que ses auteurs appellent des extractions disciplinées (disciplined pulls). Un nœud demande initialement un segment à un pair, attend un délai d'attente défini et passe à une autre source si le premier pair ne parvient pas à livrer.
Pour une charge utile de 1 MiB, la recherche indique que les extractions disciplinées ont réduit le trafic reçu à environ 1,5 copies de charge utile par nœud, comparé à un trafic dupliqué considérablement plus élevé dans des variantes moins contrôlées. Les chercheurs ont constaté que la réduction des doublons devenait de plus en plus utile lorsque la bande passante de téléchargement disponible était limitée.
Cette approche crée un autre compromis. Un pair malveillant ou surchargé pourrait annoncer un segment puis refuser de le fournir. Les chercheurs ont testé un scénario de rétention dans lequel certains nœuds annonçaient des segments mais ne répondaient pas aux demandes. À des niveaux de rétention plus élevés, la conception optimisée basée sur des extractions a montré une latence de queue croissante. Les auteurs ont testé des délais d'attente plus courts et plusieurs sources de demande possibles comme méthodes pour limiter cette exposition.
Leur troisième niveau ajoute le codage d'effacement Reed-Solomon. Une charge utile est compressée, encodée avec des morceaux de parité supplémentaires et divisée en segments. Les nœuds peuvent reconstruire la charge utile après avoir collecté suffisamment de morceaux sans attendre chaque segment original.
Les chercheurs ont déclaré que le modèle codé avait la latence de queue la plus faible dans leurs tests et restait fonctionnel lorsque certains segments étaient retenus. Le coût était une bande passante plus élevée à la source de publication car les données de parité augmentent la quantité envoyée.
L'EIP-8411 n'est pas actuellement une fonctionnalité activée d'Ethereum. La proposition GitHub a été ouverte le 4 septembre et reste étiquetée comme une EIP de réseau en brouillon en attente d'examen. La proposition nécessite l'EIP-7732, la conception de séparation proposant-constructeur consacrée d'Ethereum.
Les développeurs d'Ethereum ont demandé que l'EIP-8411 reçoive le statut PFI (Proposed for Inclusion), ou Proposé pour Inclusion, pour Hegotá, la mise à niveau du réseau prévue après Glamsterdam. Lors de la discussion All Core Developers Execution du 10 septembre, les développeurs ont déclaré que la proposition devrait être examinée lors de l'appel des développeurs de la couche de consensus car le changement affecte principalement le réseau de consensus.
La demande est intervenue après la date limite normale de PFI pour Hegotá. Ses promoteurs ont proposé l'EIP-8411 en remplacement de l'EIP-8142, qui avait exploré le placement de blocs dans des blobs mais avait soulevé des inquiétudes concernant la preuve KZG côté constructeur et la réutilisation des sous-réseaux de disponibilité des données.
L'ordre du jour de l'ACDC #187 prévoit une discussion PFI sur l'EIP-8411 pour le 17 septembre à 14h00 UTC. Au moment de la rédaction de ce rapport, l'appel n'avait pas encore eu lieu, donc aucune décision d'inclure l'EIP-8411 dans Hegotá n'avait été enregistrée.
Les développeurs ont réduit l'ensemble des fonctionnalités de Hegotá concernant l'abstraction de compte, la mise à l'échelle, la résistance à la censure et d'autres travaux de protocole. L'EIP-8411 est entrée dans ce processus plus tard que de nombreuses propositions et nécessite toujours une décision d'inclusion des développeurs principaux.
La proposition de réseau est liée aux efforts d'Ethereum pour augmenter la capacité de la Couche 1. Des limites de gaz plus importantes peuvent entraîner des charges utiles d'exécution plus volumineuses, augmentant la quantité de données que les validateurs doivent recevoir dans des délais de consensus fixes. La limite de gaz d'Ethereum a atteint 60 millions fin 2025 après que les validateurs ont signalé leur soutien à cette augmentation.
Vitalik Buterin a décrit une capacité de Couche 1 plus élevée, PeerDAS et les futurs travaux sur ZK-EVM comme des éléments du plan de mise à l'échelle d'Ethereum. Une livraison plus rapide des charges utiles est étudiée parallèlement à ces changements car des messages réseau plus volumineux exercent une pression accrue sur la bande passante des nœuds et les délais de propagation.
Les chercheurs ont publié des implémentations prototypes pour Prysm et go-libp2p-pubsub. La variante recommandée – une branche Prysm contient une série de modifications derrière un drapeau –enable-segmented-payload-gossip, tandis que la branche libp2p qui l'accompagne implémente les politiques de transfert et de demande utilisées dans l'étude.
Les auteurs décrivent explicitement leur branche de recherche comme "un banc d'essai, pas une proposition". Certaines fonctionnalités mesurées dans le document, y compris les configurations avancées de codage d'effacement, restent des composants expérimentaux de l'environnement de test et ne font pas nécessairement partie de la spécification minimale de l'EIP-8411.
Les questions ouvertes identifiées par les chercheurs incluent l'augmentation du trafic de messages de contrôle, les coûts CPU liés au traitement de nombreux messages plus petits, les mappages de segments alternatifs, la gestion des files d'attente, le réglage des temporisateurs et la question de savoir si une pile réseau plus récente axée sur QUIC pourrait produire des résultats différents.
Les auteurs prévoient d'autres comparaisons entre la conception à sujet unique utilisée par la variante A, les approches de messages partiels et les modèles qui attribuent des sujets gossip distincts à des segments individuels. Le prototype actuel conserve des morceaux de 16 KiB comme ligne de base recommandée après que les simulations ont montré que des morceaux plus petits de 8 KiB ne produisaient pas de gains de latence supplémentaires tout en augmentant le trafic de contrôle.
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