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Bien qu’il soit surnommé la « ligne de vie du réseau Ethereum », le gaz est un terme obscur en dehors de la communauté Ethereum. Bien qu’il soit souvent utilisé pour décrire les frais de transaction sur le réseau, pour vraiment comprendre le gaz, il faut plonger un peu plus profondément dans la mécanique d’Ethereum.

Le gaz et les contrats intelligents

ConsenSys définit le gaz comme une « unité de mesure pour l’utilisation de l’ordinateur mondial », mais cela se résume à une explication encore plus simple : les frais d’utilisation de cet ordinateur mondial.

Cela dit, il convient de noter quelques différences significatives. Le gaz représente bien plus que le coût de traitement des transactions sur le réseau Ethereum. Ethereum est capable d’exécuter toutes sortes d’applications, ce qui lui permet de constituer la base du réseau décentralisé. En tant que tel, si le gaz peut être techniquement qualifié de « frais de transaction », il doit être utilisé avec prudence.

Le Livre jaune EthereumLe document intitulé « Le réseau du gaz », rédigé par l’un des créateurs du réseau, Gavin Wood, indique précisément combien coûte en gaz une instruction spécifique sur le réseau :

Capture d'écran montrant le coût en gaz par instruction sur le réseau Ethereum
Coût en gaz par instruction sur le réseau Ethereum. (Source : Livre jaune Ethereum)
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Chaque type d’instruction exécutée sur le réseau a son propre prix fixe. Pour connaître le coût d’une transaction ou d’un contrat intelligent, il suffit d’additionner la valeur de chaque instruction qu’il exécute.

Les problèmes se posent cependant lorsque la redevance sur le gaz doit effectivement être payée.

Le terme qui décrit le mieux le gaz est carburant pour le réseau Ethereum. Mais le carburant n’est pas une monnaie à part entière, il doit être acheté et libellé en dollars ou en euros.

Il en va de même pour le gaz. Pour qu’il soit payé, il doit avoir sa valeur exprimée en Ether, la cryptocourant sous-jacente du réseau Ethereum. Comme pour le pétrole, il n’y a pas de prix fixe pour convertir le gaz en éther. C’est aux acheteurs et aux vendeurs (les mineurs) de trouver un prix qui convienne aux deux parties. Ce prix est obtenu par le biais d’une enchère virtuelle.

Comment le gaz fonctionne sur le réseau Ethereum

Pour une instruction à exécuter sur le réseau Ethereum, l’expéditeur de la transaction doit spécifier une « limite de gaz » avant de la soumettre au réseau. La limite de gaz est le montant maximum qu’une personne est prête à payer pour que ses instructions soient traitées.

Les processeurs de ces transactions, les opérateurs de serveur, appelés mineurs, ont quelques choix lorsqu’ils reçoivent une transaction en attente. Tout d’abord, ils peuvent accepter la transaction en traitant les instructions avec leur ordinateur, en utilisant l’électricité dans le processus, et en gardant la taxe jointe fixée par l’expéditeur. Ils peuvent également rembourser une partie du gaz à l’expéditeur si ce dernier a fixé une limite de gaz plus élevée que celle nécessaire à la transaction. Ils peuvent également refuser la transaction si l’expéditeur a fixé une limite de gaz inférieure à ce que le marché payait à l’époque.

Si les instructions d’une transaction, en cours d’exécution, tombent en panne de gaz alors qu’un mineur est en train de la traiter, c’est « est revenu à son état initial. » En d’autres termes, la transaction est retournée à l’expéditeur. Néanmoins, l’expéditeur doit encore payer une redevance aux mineurs pour les dédommager de la puissance de calcul qu’ils ont dépensée pour traiter la transaction, même si celle-ci n’a été que partiellement réalisée. Les mineurs doivent également ajouter la transaction à la chaîne de blocage, même si elle n’a pas été entièrement exécutée. Si l’expéditeur spécifie une limite de gaz plus élevée que nécessaire, le mineur doit alors rembourser la différence à l’expéditeur.

Si ce mécanisme a été largement salué pour la façon dont il traite les transactions, il est en réalité sujet à des complications.

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Le problème est particulièrement aigu pour les transactions avec des limites de gaz élevées. Pour Bitcoin et d’autres chaînes de paiement, payer plus signifie généralement que les transactions sont envoyées plus rapidement. Ce n’est pas toujours le cas avec Ethereum. Pour chaque bloc sur le réseau Ethereum, les mineurs sont liés par la « limite de gaz du bloc », qui détermine la quantité maximale de gaz pouvant être dépensée par bloc.

Avec l’actuel limite de gaz de bloc fixé à environ 10 000 000 de gaz, les mineurs sont moins enclins à inclure des transactions avec des limites de gaz élevées car cela gaspillerait une partie de la limite de gaz du bloc. Pour ces transactions à forte teneur en gaz, une grande partie sera généralement remboursée par le mineur. Les mineurs choisissent plutôt de prendre des transactions plus petites.

Par exemple, il est plus économique pour les mineurs d’inclure deux transactions distinctes avec des limites de gaz fixées à 21 000 gaz qu’une transaction avec une limite de 42 000 gaz.

Le problème des frais

Pour qu’Ethereum fonctionne comme un ordinateur mondial, les frais de réseau doivent être minuscules. Ainsi, le mode de paiement de ces transactions, Ether, doit également être libellé en montants minuscules.

Pour garder la trace des frais, l’Ether est libellé en plusieurs petites tranches, la plus utilisée étant la gwei. Egalement appelé nanoéther, gwei désigne la neuvième puissance d’un Ether-1 fractionnaire ; gwei est égal à 0,000000001 éther (10^-9).

Il existe également d’autres dénominations de l’éther, toutes nommé d’après des personnalités influentes du monde de la cryptographie. Cependant, aucun d’entre eux n’est aussi largement utilisé ou reconnu que le gwei.

Tableau de classement des dénominations de l'éther
Les différentes dénominations de l’éther

Comment calculer les frais de transaction d’Ethereum

Il existe plusieurs façons de calculer les frais nécessaires à l’exécution d’une transaction sur le réseau Ethereum. Le réseau est mis en place de manière à ce que toute redevance arbitraire puisse être fixée. Ainsi, en théorie, un expéditeur peut choisir n’importe quel numéro comme frais de transaction qu’il est prêt à payer, même s’il est minuscule (en fait, aussi bas qu’un gwei).

Dans la réalité, cela ne fonctionne pas ainsi car les mineurs sont toujours motivés par les frais.

Il existe des dizaines de calculateurs de gaz disponibles en ligne qui permettent aux futurs utilisateurs d’Ethereum d’avoir une idée générale de la quantité de gaz dont leur transaction aura besoin. Nous recommandons ETH Gas Station pour son interface intuitive et sa précision.

Au moment de la mise sous presse, il en coûterait 23 gwei, soit environ 0,091 $, pour envoyer une transaction en moins de 5 minutes. Pour envoyer une transaction en moins de 2 minutes, il en coûterait 34 gwei, soit environ 0,135 $.

Cela dit, ces prix recommandés ne sont que des estimations. Quel que soit le prix du gaz, il y a toujours un élément d’incertitude. Une transaction portant sur 21 000 tonnes de gaz, dont le prix est fixé à 35 gwei, a été acceptée par 97 % des 200 derniers blocs (environ 30 minutes). Le temps moyen pour qu’une transaction présentant ces caractéristiques soit confirmée sur le réseau était de 21 secondes, selon le calculateur.

Prévision des frais de transaction pour un prix du gaz de 35 gwei
Prévision des frais de transaction pour un prix du gaz de 35 gwei. (Source : ETHGasStation)

Il est néanmoins possible de déterminer les frais de transaction sur le réseau Ethereum sans l’aide d’un calculateur en ligne. Un expéditeur potentiel doit simplement connaître la quantité de gaz nécessaire à chaque opération sur Ethereum, puis avoir une compréhension de base du taux moyen du marché pour les prix du gaz.

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Par exemple, un simple transfert de jeton sur le réseau Ethereum nécessite 21 000 gaz pour être effectué. La troisième semaine d’avril a vu une moyenne de prix du gaz d’environ 20 gwei. Par conséquent, le calcul des frais de transaction nécessite de multiplier les unités de gaz requises par le prix du gaz en vigueur.

21,000 gas x 6 gwei = 126,000 gwei = 0.000126 ETH

Aux prix actuels, un utilisateur qui envoie un transfert de 21 000 jetons paiera une taxe de 0,021 $ pour que le réseau le traite et le valide.

Problèmes liés au mécanisme de vente aux enchères d’Ethereum

Ethereum utilise le système de « première enchère » pour fixer le prix du gaz. Ce système fonctionne en demandant à chaque expéditeur de soumettre une offre, appelée « limite de gaz », pour le montant qu’il est prêt à payer. Les mineurs prennent ensuite les transactions souhaitées et les incluent dans le bloc suivant. En théorie, cela permet aux expéditeurs de prioriser leurs transactions en payant une redevance plus élevée tout en économisant l’ETH grâce aux remboursements. En réalité, ce mécanisme présente de graves lacunes.

En général, les mineurs sélectionnent les transactions avec les offres les plus élevées, ce qui pousse les expéditeurs à fixer des offres encore plus élevées sur les autres transactions qu’ils effectuent. Il y a également un problème de transparence. Il n’y a aucun moyen pour quelqu’un de savoir quelles offres ont été faites pour les autres transactions en cours, ce qui entraîne également des surpaiements.

Eric Conner, le fondateur de Ethhubun centre d’éducation à code source ouvert pour Ethereum, noté qu’il y a souvent une divergence considérable des frais de transaction payés par différents expéditeurs en un seul bloc. Conner suggère que de nombreux utilisateurs paient souvent plus de cinq fois plus que nécessaire, selon ses données.

Données montrant que le gaz est surpayé pour un échantillon de bloc aléatoire
Données montrant le gaz surpayé pour une série de blocs choisis au hasard. (Source : Moyen)

La proposition d’amélioration de l’éthereum (EIP) numéro 1559 aborde ce problème en proposant une redevance de base sur le réseau. L’EIP, appelé BASEFEELa Commission européenne, en collaboration avec la Commission européenne, ajuste ce chiffre en fonction de l’encombrement du réseau.

Le mécanisme d’enchères actuellement utilisé ne prend pas en considération la demande pour le réseau, ce qui a conduit à une grave congestion. Dans certains cas, cela a même provoqué l’arrêt du réseau Ethereum pour certaines applications.

Pour qu’un système tel que BASEFEE fonctionne, il faudrait que la capacité maximale de gaz d’un bloc double, passant de 10 à 20 millions. De cette façon, la limite de gaz du bloc pourrait s’ajuster de façon dynamique. Par exemple, si le réseau était utilisé à 50 %, soit une charge moyenne, le nouveau système fixerait la limite de gaz du bloc à 10 millions.

Conner suggère que lorsque plus de 50% du réseau est utilisé, le tarif de base augmente, et vice versa. Cela, a-t-il expliqué, permettra aux portefeuilles de fixer automatiquement et de manière fiable les tarifs du gaz pour les utilisateurs, supprimant ainsi la nécessité de procéder à des ajustements manuels des tarifs.

L’aspect le plus notable de cette proposition est que les mineurs ne pourraient plus bénéficier de redevances. Le BASEFEE propose que les droits soient détruits plutôt que d’être versés aux mineurs, ce qui obligerait les mineurs à gagner des revenus par le biais de récompenses globales uniquement (environ 3,5 millions de dollars par jour répartis entre tous les mineurs). La destruction des frais empêcherait les mineurs de manipuler les transactions pour obtenir plus d’argent des expéditeurs. Cela permettrait également de garantir que seul l’éther puisse être utilisé pour payer les transactions, ce qui renforcerait sa valeur.

Les mineurs profiteraient plutôt des « pourboires ». de petites sommes d’argent fixes fixées par des portefeuilles pour les dédommager. Un pourboire plus élevé garantira des délais de règlement plus rapides, mais il n’entraînera pas de surpaiement involontaire, comme c’est souvent le cas avec le système actuel.

Beaucoup s’attendent à ce que cette mise à jour trouve sa place dans la prochaine itération d’Ethereum, Ethereum 2.0, qui apportera piquetage et augmenter considérablement la valeur économique de l’Ether au sein du réseau.

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