Des articles techniques sur les modèles d'exécution, le consensus, les bases de l'EVM et l'IA vérifiable. Chaque analyse rend le Web3 plus clair.
Choix de la rédactionLe client d'exécution traite l'EVM comme un exécuteur remplaçable, séparé par une couche d'accès à l'état. L'interpréteur intégré de go-ethereum, evmone et revm occupent des positionnements différents ; la cohérence entre implémentations repose sur les vecteurs de test issus de la spécification, et l'espace d'optimisation de l'interpréteur se concentre sur la distribution, la facturation du gaz et la gestion de la mémoire.
Lire l'article →Le client d'exécution traite l'EVM comme un exécuteur remplaçable, séparé par une couche d'accès à l'état. L'interpréteur intégré de go-ethereum, evmone et revm occupent des positionnements différents ; la cohérence entre implémentations repose sur les vecteurs de test issus de la spécification, et l'espace d'optimisation de l'interpréteur se concentre sur la distribution, la facturation du gaz et la gestion de la mémoire.
Les variables d'état se rangent, dans l'ordre de déclaration, dans des slots de 32 octets : les petits types partagent un slot, les mappings et les tableaux dynamiques dérivent leur position par hachage, et l'ordre d'héritage décale l'ensemble des numéros de slot. Ces règles de placement expliquent pourquoi un proxy de mise à niveau doit contourner les slots que le compilateur allouerait.
Les quatre instructions d'appel ne diffèrent dans le bytecode que par quelques numéros, mais leur sémantique décide dans quel contexte le code s'exécute, quel stockage il écrit et ce que deviennent msg.sender et address(this). En comparant une à une CALL, CALLCODE, DELEGATECALL et STATICCALL, on voit pourquoi les contrats proxy dépendent de DELEGATECALL et pourquoi STATICCALL a été introduit.
En partant du calldata brut, cet article décompose l'ABI : le sélecteur de 4 octets provient de la troncature de la signature canonique, les types statiques occupent directement un mot entier, les types dynamiques reposent sur un adressage à deux niveaux, par décalage et par longueur ; les événements écrivent les paramètres indexed dans les topics, en échange d'une capacité de recherche. L'ABI n'est pas auto-descriptive, ce qui contraint aussi bien le décodage que les mises à niveau.
Le livre jaune d'Ethereum écrit la transition d'état au niveau du bloc sous forme d'appels imbriqués : l'ordre d'évaluation fait donc partie de la spécification. D'où vient la sémantique de la sérialisation transaction par transaction, pourquoi un conflit de read/write set ne peut pas être déterminé à l'avance, ce que le déterminisme et la simplicité de vérification ont permis d'acheter, et à quoi ce point d'origine de conception se heurte aujourd'hui : voilà le fil conducteur de la suite.
Le stateRoot d'un en-tête de bloc ne fait que 32 octets, et pourtant il engage l'ensemble des comptes, des soldes et du stockage des contrats du réseau. Nous démontons ici la structure des nœuds du Merkle Patricia Trie et la conception du trie de stockage rattaché aux comptes, expliquons comment les preuves de Merkle permettent la vérification hors chaîne, et identifions qui supporte le coût du gonflement de l'état.
Le gaz est l'unité de mesure des ressources de l'EVM, tandis que son prix est fixé par le marché des frais ; confondre les deux conduit à mal juger les frontières de la scalabilité et de l'interruption d'exécution. L'article décompose le coût intrinsèque et le coût dynamique, précise ce que remboursent respectivement un out-of-gas et un REVERT, et indique à qui reviennent le base fee et le tip de l'EIP-1559.
Les mêmes 32 octets placés en memory, en storage ou en transient storage peuvent coûter deux ordres de grandeur de gaz, et leur durée de vie n'a rien de commun. L'article distingue les trois types de stockage selon trois axes — appartenance, durée de vie et tarification — et précise où placer respectivement un verrou de réentrance, un tableau temporaire et une variable d'état.
L'EVM est une machine à pile sans registres : mots de 256 bits, profondeur de pile de 1 024 éléments et compteur de programme qui ne peut sauter qu'à un JUMPDEST. Le cycle extraction, décodage, exécution explique pourquoi le sous-débordement et le débordement de pile brûlent tout le gaz, et ce que la machine à pile gagne et ce qu'elle coûte face à une machine à registres.
Prendre Ethereum pour un registre consignant des virements laisse échapper son élément le plus essentiel : les variables librement lisibles et inscriptibles du stockage des comptes. D'après la fonction de transition d'état Υ(σ, T) du Yellow Paper, Ethereum est une machine à états distribuée, et l'EVM est la spécification d'exécution de cette transition d'état. Le rejeu bit à bit par l'ensemble du réseau impose en outre un ensemble de contraintes dures à la sémantique d'exécution.
