Expansion de la Blockchain : La Guerre entre Layer 1 et Layer 2

La technologie blockchain a démontré sa capacité à renforcer la confiance, à protéger la sécurité et à améliorer la transparence dans les transactions d’entreprise. Cependant, à mesure que le nombre d’utilisateurs augmente, le problème de congestion du réseau devient de plus en plus évident. Pour y remédier, la communauté blockchain recherche des solutions d’extension via deux axes principaux : la mise à niveau Layer 1 (niveau de base) ou la construction de Layer 2 (couche secondaire). Cet article analysera en détail ces deux approches et leur impact sur l’avenir de la cryptomonnaie.

Layer 1 vs Layer 2 : Deux chemins différents

Layer 1 est la blockchain de base comme Bitcoin ou Ethereum. Les solutions d’extension Layer 1 modifient directement le protocole réseau, en augmentant la taille des blocs, en accélérant la confirmation ou en appliquant un mécanisme de consensus plus efficace.

Layer 2 sont des réseaux fonctionnant sur la plateforme Layer 1, permettant de traiter des transactions hors chaîne puis de renvoyer le résultat pour validation. Cela conserve la sécurité de Layer 1 sans nécessiter de modification du protocole fondamental.

Les méthodes d’extension Layer 1 en cours d’utilisation

Sharding : Partitionner pour régner

Le sharding s’inspire des bases de données distribuées. Il divise le réseau blockchain en petites parties appelées “shard”, chaque shard traitant des transactions en parallèle. Zilliqa est un exemple notable utilisant le sharding pour augmenter la vitesse de traitement de dizaines à des centaines de transactions par seconde.

Proof of Stake (PoS) : Économie d’énergie

Ethereum est passé du Proof of Work au PoS via la mise à jour Ethereum 2.0. Au lieu de nécessiter des “mineurs” résolvant des problèmes complexes, le PoS permet aux utilisateurs de “staker” (tokens) pour valider les transactions. Cela réduit la consommation électrique tout en accélérant le traitement.

Cardano avec son mécanisme Ouroboros PoS, Algorand avec son consensus pure PoS, et Fantom avec son mécanisme aBFT sont d’autres Layer 1 ayant adopté cette stratégie.

SegWit : Optimisation des données

Bitcoin a adopté SegWit (Segregated Witness) pour séparer la signature des données de transaction. Comme la signature représente jusqu’à 65 % de l’espace d’une transaction, SegWit permet à chaque bloc de contenir plus de transactions sans augmenter la taille du bloc au-delà de 1 Mo.

Avantages et inconvénients de Layer 1

Avantages :

• Pas besoin de construire une infrastructure supplémentaire
• Solution durable, sécurité native
• Facile à utiliser pour l’utilisateur lambda

Inconvénients :

• Nécessite un hard fork ou soft fork, pouvant diviser la communauté
• Limitations de stockage et de bande passante des nœuds individuels
• Lorsqu’il y a trop de transactions, la congestion peut encore survenir
• Les transactions inter-shard sont complexes, nécessitant plus de temps de confirmation

Les solutions Layer 2 en déclin

Rollups : Regrouper les transactions

Les rollups effectuent des transactions hors chaîne, puis regroupent plusieurs transactions en un seul lot et l’envoient sur la blockchain. Cela réduit la charge sur Layer 1 et diminue considérablement les frais.

Optimistic Rollups supposent que les transactions sont valides sauf preuve du contraire. Zero-Knowledge Rollups fournissent une preuve mathématique sans révéler les détails de la transaction.

Arbitrum et Optimism sont deux solutions Layer 2 populaires sur Ethereum, Arbitrum offrant un meilleur débit et des frais plus faibles grâce aux optimistic rollups.

State Channels : Transactions hors chaîne

Lightning Network fonctionne sur Bitcoin en permettant à plusieurs parties d’ouvrir un canal d’état pour effectuer des transactions sans publier chaque transaction sur le réseau principal. Cela permet de réaliser des millions de transactions par seconde avec des frais quasi nuls.

Nostr, Strike, THNDR Games et OpenNode exploitent Lightning Network pour fournir des paiements micro, des transferts transfrontaliers rapides.

Sidechains : Blockchain parallèle

Polygon, Skale et Rootstock sont des sidechains indépendantes connectées à la blockchain principale via des ponts (bridge). Elles disposent de leur propre protocole de consensus, permettant des transactions plus rapides et à moindre coût.

Polygon est particulièrement notable : en juin 2023, sa valeur totale verrouillée (TVL) dans la DeFi était d’environ 1,3 milliard USD, utilisée par de grandes plateformes comme Compound et Aave. Polygon Studios migre également des jeux du Web 2.0 vers le Web 3.0.

Avantages et inconvénients de Layer 2

Avantages :

• Transactions plus rapides (mille transactions par seconde)
• Frais nettement inférieurs à Layer 1
• Pas besoin de modifier le protocole blockchain de base
• Facile à déployer de nouvelles fonctionnalités

Inconvénients :

• Connectivité limitée entre différents Layer 2
• Liquidité dispersée sur plusieurs protocoles
• Le processus de “retrait” d’actifs de Layer 2 vers Layer 1 peut prendre du temps
• Les utilisateurs doivent gérer plusieurs portefeuilles et comptes

Comparaison directe

Ethereum 2.0 : Changement de jeu

Ethereum 2.0 vise à traiter jusqu’à 100 000 transactions par seconde, contre 30 TPS actuellement. Cependant, cela ne rend pas Layer 2 obsolète. Au contraire, cela crée un écosystème plus robuste où Layer 1 et Layer 2 se complètent.

Les solutions Layer 2 offrent toujours des avantages uniques, notamment dans la DeFi complexe et l’interopérabilité entre différentes blockchains.

Applications concrètes aujourd’hui

Finance : MakerDAO utilise Ethereum pour créer le stablecoin DAI. Lightning Network sur Bitcoin permet des paiements instantanés à frais quasi nuls.

NFT : Ethereum est la plateforme principale pour le marché NFT, tandis que Polygon offre des frais minimes pour l’achat et la vente de NFT.

Jeux : Polygon Studios soutient des projets GameFi, aidant à résoudre les problèmes de latence et de vitesse de transaction lente dans les jeux blockchain.

L’avenir : Solutions hybrides

Au lieu de choisir un camp, l’avenir pourrait appartenir aux solutions hybrides combinant la puissance des deux. LayerZero et d’autres projets développent des technologies permettant aux différentes blockchains de communiquer de manière fluide.

À mesure que la blockchain devient plus évolutive, elle deviendra un outil pratique pour la vie quotidienne, pas seulement pour les utilisateurs technophiles. Cela encouragera l’adoption de la cryptomonnaie dans le grand public et ouvrira la voie à de nombreuses applications encore inimaginables.

Conclusion : Layer 1 et Layer 2 ne sont pas des concurrents, mais des solutions complémentaires. Le développement continu des deux façonnera un écosystème blockchain robuste, sécurisé et plus accessible pour tous. C’est vraiment une période passionnante pour rejoindre l’industrie blockchain.