Interprétation de Bitcoin Layer 2 : faire le point sur les projets clés dignes d’attention en 2024

Auteur original : Malanii Oleh

Traduction originale : Blockchain vernaculaire

Récemment, Bitcoin a de nouveau atteint un niveau record, atteignant 73 000 $, et est sur le point d'être réduit de moitié, attirant à nouveau l'attention du public. Cette architecture de preuve de travail gourmande en matériel est sécurisée mais non évolutive. Le réseau ne peut gérer qu’un petit nombre de transactions par seconde, il n’est donc pas efficace pour les transactions peer-to-peer quotidiennes. Cependant, les choses changent et nous ne parlons pas d'un nouveau jeton, mais d'une toute nouvelle dimension : Bitcoin Layer 2 (L2).

L2 est un réseau qui recouvre la chaîne principale et peut traiter un lot de transactions, déplaçant les tâches les plus importantes de la chaîne principale, augmentant ainsi le débit global.

1. Pourquoi Bitcoin a-t-il besoin de L2 ?

Selon le trilemme de l’évolutivité, aucun réseau ne peut être à la fois sécurisé, décentralisé et rapide. PoW Bitcoin, énergivore, est sans aucun doute la plus sécurisée de toutes les blockchains. Plus de 75 000 nœuds centraux le rendent extrêmement décentralisé. Est-ce un compromis ? Il ne peut pas gérer plus de 3 à 4 transactions par seconde.

Bitcoin a été conçu de cette façon, et lors de sa création il y a 15 ans, ces chiffres semblaient adéquats. Satoshi Nakamoto a recommandé de générer un bloc toutes les 10 minutes comme exemple d'équilibre entre la latence du réseau, le temps de propagation et l'efficacité des calculs. Bien que la mise à niveau de SegWit ait augmenté la taille du bloc, cela n’était toujours pas suffisant. Par exemple, le temps de création d’un bloc Ethereum est d’environ 20 secondes.

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Malgré l'avance de Bitcoin, les gens n'utilisent pas autant Bitcoin qu'Ethereum ou Uniswap pour les transferts quotidiens, même si les frais de transaction moyens sur le réseau Bitcoin sont de 4,96 $, désormais deux fois inférieurs aux 10,51 $ d'Ethereum. En conséquence, une grande partie de l’énorme somme d’argent en Bitcoin reste inexploitée et dormante. De plus, la montée en puissance des NFT comme Ordinals et BRC-20 sur Bitcoin n'a fait qu'exacerber la pression sur le réseau de première couche, entraînant davantage de congestion et une augmentation des frais.

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Bien que la part de marché actuelle du Bitcoin soit d’environ 50 %, ce chiffre n’a cessé de diminuer sur le long terme. Et l’écart risque de se creuser. Ethereum évolue rapidement vers le partage complet des données (ce qui, comme nous l’expliquons dans cet article, pourrait véritablement changer la donne), et Bitcoin ne peut pas se permettre d’être laissé pour compte. La concurrence externe s'intensifie, exigeant de meilleures solutions d'évolutivité.

2. Comprendre les solutions L2

Les solutions L2 sont des technologies construites au-dessus ou à côté du réseau sous-jacent pour faciliter les transactions en dehors de la chaîne principale. Les deux méthodes les plus populaires pour mettre en œuvre L2 sont les canaux d'État et les sidechains ; d'autres méthodes incluent les chaînes minières fusionnées et les chaînes de preuve de participation.

Canal d'état

Les canaux d'État sont des protocoles gérés par des contrats intelligents qui créent des canaux de paiement combinant des processus de règlement en chaîne et hors chaîne.

Chaîne latérale

Les sidechains sont des blockchains alternatives dans lesquelles les utilisateurs envoient généralement des Bitcoins préexistants (sous forme de pièce d'emballage) pour participer. Dans les sidechains, les utilisateurs peuvent effectuer les transactions comme ils le souhaitent. Les transferts de la chaîne latérale vers la chaîne principale sont effectués par « deviner et réfuter » (c'est-à-dire que les transactions sont affirmées et progressivement confirmées au fil du temps), garantissant un rapport de 1 : 1 entre la chaîne latérale et le prix du marché Bitcoin.

3. Faites le point sur les meilleures solutions Bitcoin L2

1) Lightning Network (LN en abrégé)

Le Lightning Network (LN) permet des transferts Bitcoin rapides avec des frais pratiquement nuls. Il fonctionne en établissant un canal de paiement entre l'expéditeur et le destinataire, en utilisant des transactions multi-signatures et des verrous temporels. Les canaux de paiement sont essentiellement des coffres de dépôt où les fonds sont détenus pour des transactions hors chaîne entre un groupe spécifique d'individus.

Les transactions sur LN « sautent » à travers les canaux entre les nœuds pour atteindre leur destination. Pour y parvenir, il utilise un routage en oignon similaire aux relais Tor. Par conséquent, Infor LN offre un degré élevé d’anonymat.

Contexte historique

Un point important est le suivant : LN bénéficie d’un soutien de longue date au sein de la communauté Bitcoin. Satoshi Nakamoto a transmis l'idée d'utiliser des canaux pour le trading à haute fréquence ; par la suite, Mike Hearn a développé l'idée. En 2016, le livre blanc a été publié et des dizaines de développeurs sont parvenus à un consensus sur l'orientation de LN lors de la conférence Scaling Bitcoin de Milan. En 2017, Segwit a été mis en œuvre comme dernière étape avant le lancement de LN.

Limites du réseau Lightning

En théorie, LN peut traiter des millions de transactions par seconde, mais son adoption n'a pas encore atteint ce niveau. La valeur totale verrouillée de LN est la suivante :

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Puisqu'il n'y a presque aucun frais sur LN, les nœuds ne sont pas vraiment incités à continuer de fonctionner. Les nœuds peuvent être déconnectés, les canaux peuvent être fermés unilatéralement, il existe des risques de sécurité et les transactions importantes ne sont pas pratiques. De plus, la volatilité des prix du Bitcoin signifie que la plupart des gens ne conservent pas leurs BTC dans les canaux LN pendant trop longtemps, mais les déplacent plutôt d'avant en arrière (la création de chaque canal nécessite une transaction en chaîne distincte).

Dans l’ensemble, le Lightning Network n’est pas apparu comme la solution ultime pour l’évolutivité du Bitcoin, principalement en raison de défis de conception et d’exploitation. Beaucoup considèrent même cette solution comme dépassée. Il n'a pas de contrats intelligents par défaut (le projet RGB s'engage à introduire des contrats intelligents sur Bitcoin via LN). Cependant, il s’agit sans doute de la meilleure solution Bitcoin de deuxième couche actuellement disponible, ou du moins de la plus largement utilisée.

2)Réseau liquide

Liquid Network est la plus grande sidechain Bitcoin L2, avec une TVL de 260 millions de dollars. Il a été lancé en 2018 par Blockstream. La création de blocs prend 1 à 2 minutes ; la vitesse se fait au détriment d'une concentration élevée. En effet, cette sidechain fournit un mécanisme de règlement Bitcoin à diverses parties de confiance, principalement des entreprises telles que des plateformes de trading et des teneurs de marché. Il utilise une pièce encapsulée Bitcoin appelée L-BTC comme monnaie et fonctionne comme une chaîne privée. À la base, le réseau Liquid est similaire à un pont, avec un L-BTC pour chaque Bitcoin.

Limites du réseau liquide

Liquid Network ne résout pas réellement le trilemme de l’évolutivité car il n’est pas suffisamment décentralisé. Sur les 3 836 Bitcoins de TVL, 99,5 % ou 3 817 Bitcoins sont stockés dans une seule adresse, bc 1 …ff 4 aj 4 . Ce niveau de centralisation est dû à sa conception en tant que fédération. Une critique honnête de Liquid est qu’il va quelque peu à l’encontre de l’objectif des crypto-monnaies puisqu’il ne compte qu’environ 60 membres.

Dans l’ensemble, le réseau Liquid n’est pas bien adapté aux investisseurs particuliers et nécessite un niveau élevé de confiance de la part des contreparties. Néanmoins, Liquid espère attirer les utilisateurs quotidiens en permettant l'échange (c'est-à-dire via le portefeuille AQUA) ou la tokenisation de divers actifs au sein de sa chaîne à tout moment.

3)Porte-greffe(RSK)

Rootstock est une autre sidechain Bitcoin avec 2 721 Bitcoins en TVL. Pour chaque Bitcoin envoyé à RSK, celui-ci émet un jeton appelé RBTC, maintenant un ratio de 1:1. La principale différence avec Liquid est que RSK se concentre sur les contrats intelligents. Le fait que la blockchain soit compatible EVM signifie qu’elle peut héberger des applications DeFi courantes (par exemple emprunt, staking). Selon son livre blanc mis à jour, de nouveaux blocs peuvent être générés en secondes 30. Rootstock a adopté une approche globale axée sur les utilisateurs, les développeurs et les mineurs pour développer son écosystème. L'un de ses points forts est sa conception conviviale, ainsi que la prise en charge de dizaines de portefeuilles/dApps, ce qui facilite les échanges RBTC-BTC. Pour les développeurs, il accorde 2,5 millions de dollars en subventions. RSK se positionne comme le fruit à portée de main pour les mineurs de Bitcoin existants. En particulier, les mineurs peuvent exploiter la même infrastructure pour gagner des récompenses élevées dans le cadre d’un processus appelé exploitation minière fusionnée. En 2023, Uniswap s'est étendu à RSK.

Limites du porte-greffe

Depuis son lancement il y a près de dix ans, rootnet n’a pas encore conquis le grand public (bien qu’il soit l’une des solutions de second niveau les plus populaires). Mis à part l’acceptation du public, on pourrait affirmer que l’introduction des contrats intelligents Ethereum dans le mix rend les propriétaires de RBTC plus vulnérables aux pirates que la simple détention de BTC. Les projets déployés sur le rootnet doivent garantir que leurs contrats intelligents ne contiennent aucune vulnérabilité vérifiable par un tiers. Au-delà de cela, l’étendue de la décentralisation des réseaux reste inconnue car les données ne sont pas facilement accessibles. N'oublions pas que le Rootnet a été constitué sous forme de fédération. Par conséquent, il s’appuie sur une autorité centrale de dépôt pour assurer la sécurité.

4)Stacks Réseau(STX)

Stacks est une sidechain Bitcoin de deuxième couche avec une TVL de 155 millions de dollars. Il adopte le mécanisme de consensus Proof of Transfer (PoX) et utilise le STXToken local comme monnaie. Le jalonnement est essentiel pour activer le mécanisme PoX. Les détenteurs de STX mettent en jeu leurs jetons et gagnent des récompenses avec BTC. Semblable à RSK, Stacks prend en charge les contrats intelligents ; mais il utilise Clarity comme langage de programmation. L’un de ses points forts est un écosystème assez complet qui comprend des dizaines d’applications et d’outils ainsi qu’une communauté de développeurs active. De plus, STX se classe parmi les 25 crypto-monnaies les plus précieuses au monde.

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Comment le jalonnement prend-il en charge PoX ?

Le mécanisme de preuve de transfert (PoX) repose sur la stabilité du réseau pour s'activer. Les mineurs confirment les blocs d'ancrage PoX pendant la « phase de préparation » pour démarrer le cycle de récompense. Le choix du bloc d'ancrage détermine l'ensemble de récompenses PoX, mais les mineurs doivent l'avoir dans leur état de chaîne afin d'exploiter les blocs qui en descendent. Si le bloc d'ancrage PoX est perdu, les procédures de récupération décrites dans SIP-007 impliquent que les mineurs extraient une chaîne via PoB (Proof of Burn) pour la « contourner ». La conception du système résout ce problème en encourageant le jalonnement, aidant ainsi les mineurs à déterminer si un bloc manquant est vraiment indisponible ou s'il ne leur est tout simplement pas propagé.

Limites des piles

Les mineurs rivalisent pour ajouter des blocs via un ordre cryptographique utilisant des sélections cryptographiques pondérées. Le classement est une méthode décentralisée qui utilise la cryptographie pour sélectionner les participants, ce qui est crucial pour le consensus.

Dans le modèle actuel, étant donné que le taux de génération de blocs est lié au taux de Bitcoin, les blocs Bitcoin lents et les forks Stacks peuvent perturber les applications en chaîne, entraînant des retards de confirmation de transaction allant jusqu'à 10 à 30 minutes. Les microblocs ne peuvent pas accélérer les délais de transaction car il existe une incertitude dans les confirmations jusqu'à la prochaine commande, ce qui entraîne des transactions orphelines. De plus, le fork Stacks n'a rien à voir avec le fork Bitcoin, permettant une réorganisation bon marché, ainsi que des mineurs mal connectés manipulant les résultats du tri en excluant les soumissions de blocs des autres. Heureusement, Stacks est bien conscient de ces problèmes et les résout dans la mise à niveau de Nakamoto et le SIP associé.

Que propose Nakamoto ?

Le grand changement proposé par Nakamoto est de dissocier la génération de blocs de l’ordre cryptographique, réduisant ainsi le temps de confirmation des transactions à quelques secondes. Les piles ne se diviseront plus indépendamment après la confirmation d'une transaction, ce qui rend l'annulation d'une transaction aussi difficile que l'annulation d'une transaction Bitcoin. De plus, les modifications apportées à l’algorithme de tri empêchent les mineurs de Bitcoin de bénéficier d’un avantage en tant que mineurs Stacks. Ces changements incluent le découplage des changements de termes de Stacks des arrivées de blocs Bitcoin, exigeant que les parties prenantes individuelles coopèrent pour valider et signer chaque bloc Nakamoto Stacks, et l'adoption d'une solution Bitcoin MEV pour pénaliser les soumissions de blocs pour examen.

Dans l'ensemble, avec la mise à niveau de Nakamoto, Stacks L2 espère atteindre une augmentation du débit des transactions et une finalité des transactions à 100 %. Il s’agit d’un développement prometteur qui pourrait élever Stacks au rang de solution L2 la plus sophistiquée possible.

4. Comparaison des solutions Bitcoin L2

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Stacks, Lightning Network, Liquid et RSK sont collectivement appelés les « Big Four » en L2. Ils sont dans le jeu depuis le plus longtemps et sont donc ceux qui sont les plus largement adoptés. D'autres L2 nouveaux incluent Babylon, MintLayer, Ark, Botanix et RGB. En particulier, RGB travaille à permettre au Lightning Network de prendre en charge les contrats intelligents.

5. Limites de Bitcoin L2

La plupart des solutions Bitcoin de couche 2 en sont encore aux premiers stades de développement, notamment par rapport à d'autres solutions L2 telles que Polygon, ZKSync, etc. De nombreux canaux secondaires ne sont pas suffisamment décentralisés, mais sont développés conjointement et reposent sur un dépôt central.

Aucune solution Bitcoin L2 actuelle ne résout réellement un trilemme similaire. Il y a toujours un compromis.

Le réseau Lightning est ouvert et n'introduit pas de nouveaux jetons, mais il lui manque une machine virtuelle globale. Liquid n'introduit pas de nouveaux jetons et dispose d'une machine virtuelle mondiale, mais est une organisation fédérée. Stacks est à la fois ouvert et prend en charge les machines virtuelles globales, mais introduit de nouveaux jetons.

Dans le paysage complexe du développement de Bitcoin L2, des tests rigoureux et une révision approfondie du code sont cruciaux. Vous bénéficiez d'une expertise de pointe grâce à l'équipe d'audit L1/L2 de Hacken, qui examine les règles du grand livre distribué, mène des recherches approfondies sur les vulnérabilités et analyse l'architecture et les menaces connues. Protégez votre solution Bitcoin couche 2 avec l'audit du protocole blockchain de Hacken.

De plus, on constate un manque d’adoption de la technologie actuelle. Les solutions Bitcoin L2 ne traitent qu’une petite partie des transactions Bitcoin, mais les analystes estiment que cette part pourrait atteindre 25 % à l’avenir.

6. Conclusion

Dans l’ensemble, les solutions Bitcoin L2 sont essentielles pour libérer le potentiel du réseau Bitcoin. Une grande quantité d’argent en Bitcoin est utilisée de manière inefficace et principalement comme réserve de valeur. Pour devenir le système financier sans confiance qu’il est destiné à être, il doit tirer parti de la technologie construite au-dessus ou à côté du réseau principal.

De cette manière, la première couche peut maintenir sa sécurité et sa décentralisation extrêmement élevées, tandis que la solution Bitcoin L2 peut fournir des transactions Bitcoin rapides et évolutives et des contrats intelligents pour une gamme plus large de transactions natives Bitcoin et d'applications Web3.

Actuellement, le Lightning Network hors chaîne est la solution L2 la plus populaire et décentralisée – rapide et bon marché, mais limitée aux transactions simples. Les solutions Sidechain offrent plus de fonctionnalités en termes de prise en charge des contrats intelligents mais sont moins décentralisées. En particulier, Stacks (STX) a le potentiel de devenir la solution Bitcoin L2 ultime.

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