N’est-ce pas énervant quand vous êtes pressé(e) et que vous êtes bloqué(e) dans un embouteillage ? Quand cela arrive, vous vous demandez peut-être combien de routes existent pour des milliers de personnes qui se déplacent chaque jour. La même question se pose dans le monde des crypto monnaies. C’est ce qu’on appelle le problème de scalabilité.

Cela se produit lorsque le réseau blockchain atteint ses limites de capacité. C’est comme lorsque la circulation augmente en cas d’embouteillage. Dans le cas des cryptos, c’est quand beaucoup de personnes essaient d’effectuer des transactions en même temps. Quant à la solution, il existe ce qu’on appelle la 2e couche qui vise à résoudre le problème de scalabilité dans l’espace crypto. Mais c’est quoi vraiment le problème de scalabilité et comment la 2e couche peut le corriger ? Découvrons-le ensemble.

Le problème de scalabilité de la blockchain en bref

Si vous regardez rapidement les capitalisations de marché des crypto monnaies aujourd’hui, vous seriez surpris(e) de voir le nombre de personnes qui se sont procuré des coins, quelle qu’en soit la raison. Au 25 janvier 2022, le Bitcoin (BTC) a déjà une capitalisation de marché de 686,21 milliards d’USD, et Ethereum a plus de 286,55 milliards.

Ces chiffres significatifs prouvent que de plus en plus de personnes explorent différentes crypto monnaies. Et plus de transactions doivent être effectuées, plus le réseau blockchain est occupé. C’est là que le problème de scalabilité intervient.

Prenons l’exemple du réseau Ethereum. Sur la blockchain Ethereum, une demande élevée cause des vitesses de transaction réduites et des frais de carburant ETH quasiment impossibles. C’est la même chose sur la blockchain Bitcoin qui doit gérer de nombreuses transactions en même temps.

Pour améliorer l’efficacité opérationnelle du réseau et ses processus, une solution de scalabilité de 2e couche a été développée.

Les couches blockchain, c’est quoi et comment ça fonctionne ?

Si la circulation routière correspond au problème de scalabilité, l’ouverture de nouvelles routes d’accès correspond à la 2e couche. C’est le terme choisi pour décrire les solutions créées et conçues pour mettre à l’échelle le réseau blockchain.

Nous avons mentionné précédemment que la vitesse de transaction et les processus peuvent ralentir et les frais de transaction peuvent augmenter lorsque le réseau devient plus occupé. C’est ces problèmes que la 2e couche tente d’éliminer. Pour vous aider à mieux comprendre le fonctionnement de la 2e couche, parlons tout d’abord de son prédécesseur, la 1e couche.

1e couche

Dans l’espace crypto, la 1e couche est la chaîne principale, ou la couche de consensus de base ou standard. C’est là que la majorité des transactions sont effectuées. Par exemple, le réseau Bitcoin, le réseau Ethereum et d’autres réseaux crypto. Vous pouvez la comparer à une autoroute où se trouve la majorité des véhicules circulant dans la même direction.

Lorsque le nombre de véhicules augmente, le problème d’embouteillages apparait. C’est la même chose pour les transactions qui entrent et s’effectuent sur le réseau blockchain, d’où le besoin de solutions de mise à l’échelle.

Des solutions existent au niveau de la 1e couche, comme des améliorations du protocole de consensus ; vous entendrez peut-être souvent parler de Preuve de travail (PoW en anglais) et de Preuve d’enjeu (PoS en anglais). Une autre solution est appelée le sharding, où l’ensemble du réseau blockchain est divisé en ensembles de données distincts appelés des « shards ».

Si un réseau requiert un grand nombre de transactions par seconde ou des frais moins élevés, ou les deux, une solution de 2e couche est une autre bonne option.

2e couche

La 2e couche est simplement une autre couche développée au-dessus de la 1e couche. L’avantage est que cette solution ne nécessite aucune modification de la 1e couche, ce qui signifie que la couche de base n’aura aucune interruption ou modification de ses systèmes ou processus. Le but de la 2e couche est de booster la capacité de la 1e couche en traitant les transactions hors chaîne.

La solution de 2e couche doit donc être en mesure de réduire la charge de travail et la congestion globale, et d’éviter les points de défaillance uniques. De cette manière, les vitesses de transaction et l’expérience utilisateur ne seront pas compromises. Au contraire, les transactions seront plus rapides et sécurisées, comme prévu depuis le départ.

Examen approfondi des solutions de mise à l’échelle de 2e couche

Idéalement, un réseau blockchain doit être en mesure de traiter un nombre illimité de transactions par seconde. C’est ce qu’on appelle le rendement ou les TPS. En revanche, si on regarde rapidement les performances actuelles des réseaux crypto, le traitement d’un nombre infini de transactions est bien loin de la réalité.

La chaîne principale Bitcoin peut effectuer entre 3 et 7 TPS, bien loin de la capacité de 20 000 TPS pour VISA. D’un autre côté, le réseau Bitcoin est indéniablement plus sécurisé, car il est décentralisé et ses transactions doivent être approuvées, minées, distribuées et confirmées par plusieurs nodes ou par les gardiens de l’infrastructure blockchain.

Pour augmenter la vitesse et l’efficacité du réseau tout en maintenant sa fiabilité, sa sécurité et son intégrité, des solutions de 2e couche ont été développées. Celles-ci comprennent :

  • Les canaux d’état

Les canaux d’état utilisent des contrats à plusieurs signatures pour faciliter des transactions rapides hors chaîne et les finaliser sur la chaîne principale. Cela réduit la congestion du réseau, les frais de transaction et les délais de traitement.

  • Les chaînes latérales

Il s’agit de blockchains indépendantes compatibles avec la machine virtuelle Ethereum (EVM en anglais) qui fonctionnent en parallèle avec la chaîne principale. Elles fonctionnent sur Ethereum au moyen de ponts bidirectionnels avec leur propre consensus et leurs propres paramètres de bloc.

  • Les déroulements

Ils permettent d’exécuter des transactions en-dehors de la chaîne principale et de poster les données sur la 1e couche lorsque le consensus est atteint. Les déroulements ont deux types : les déroulements ZK et les déroulements optimistes.

Les déroulements sans connaissance (ZK) collectent ou déroulent des centaines de transactions hors chaîne et créent un savoir d’argument non interactif succinct (SNARK). Avec les déroulements ZK, seule la preuve de validité est requise, et pas les données de transaction. Cela accélère la validation de bloc tout en réduisant les frais.

Les déroulements optimistes, quant à eux, n’effectuent aucun calcul, mais proposent le nouvel état de la chaîne principale ou « certifient » la transaction. Les calculs coûtent cher sur Ethereum, ce qui rend les déroulements optimistes idéaux pour réduire les frais de gaz.

  • Plasma

Conçue pour le réseau Ethereum et développée à l’aide de smart contracts et des arbres de Merkle, cette solution permet d’organiser une grande quantité de données de manière simplifiée. Plasma permet de développer un nombre illimité de chaînes latérales et de copies réduites du réseau Ethereum.

Exemples de réseau de 2e couche

Maintenant que vous comprenez les solutions de mise à l’échelle de 2e couche, passons à des exemples dans l’espace crypto.

  • Réseau Bitcoin Lightning

Le réseau Bitcoin Lightning est un système décentralisé qui permet aux utilisateurs d’effectuer un grand volume de micropaiements, instantanément et à moindres coûts. Ce protocole de paiement fait partie des canaux les plus utilisés pour des transactions faciles et rapides en Bitcoin.

  • Loopring

Loopring utilise les smart contracts open-source d’Ethereum pour développer ses propres projets. Il est conçu pour résoudre les problèmes auxquels les échanges centralisés et décentralisés sont confrontés, en permettant aux investisseurs de stocker leurs investissements dans leurs propres portefeuilles tout en effectuant des transactions de manière centralisée.

  • Polygon

Polygon propose une amélioration de la sécurité du réseau Ethereum et est conçu pour les développeurs. Il comprend des outils utilisés par les développeurs pour créer des technologies optimisées basées sur Ethereum.

  • Optimism

Optimism présente des améliorations des coûts des transactions Ethereum. En outre, Optimism améliore également la vitesse de transaction pour les utilisateurs Ethereum.

Au-delà de la 2e couche

La 2e couche blockchain offre indéniablement de nombreux avantages au réseau sous-jacent et à ses utilisateurs. Comme nous l’avons découvert, le développement de la 2e couche répond à la charge toujours croissante des différents réseaux crypto, dont Bitcoin et Ethereum.

Avec une accessibilité toujours croissante à la crypto, de plus en plus de personnes voudront se procurer différents coins numériques à fort potentiel. Nous ne serons donc pas surpris de voir bientôt de nouveaux réseaux offrant des transactions plus accessibles, plus rapides et moins onéreuses.