La « couche 2 » est un terme générique désignant les solutions qui s'appuient sur le réseau principal d'Ethereum (couche 1) afin d'améliorer l'évolutivité du réseau Ethereum.
Il existe plusieurs solutions de couche 2 sur Ethereum. Dans cet article, nous allons examiner brièvement comment chacune de ces solutions aborde la question de l'évolutivité d'Ethereum.
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Pourquoi des solutions de couche 2 sont-elles nécessaires sur Ethereum ?
Ethereum est la deuxième cryptomonnaie la plus connue après le Bitcoin. Elle a contribué à la création d’un système financier décentralisé, et une grande partie de l’innovation dans le domaine des cryptomonnaies continue de s’articuler autour d’elle. Malheureusement, Ethereum est victime de son propre succès. Le réseau principal d’Ethereum, également appelé « couche 1 », traite régulièrement bien plus de 1 million de transactions par jour, mais la demande est bien supérieure à l'offre. Cela entraîne une congestion du réseau, ce qui a pour effet de faire grimper les prix du gaz jusqu'à niveaux exorbitants. À mesure que le coût moyen des transactions sur la couche 1 augmente, de plus en plus de personnes ne peuvent plus se permettre d'utiliser applications décentralisées comme les bourses décentralisées ou les places de marché de NFT.
En savoir plus : Qu'est-ce que le « gas » ETH et comment fonctionnent les frais sur le réseau Ethereum ?
Quels sont les différents types de solutions de couche 2 sur Ethereum ?
Il existe plusieurs solutions de couche 2 sur Ethereum. Nous allons examiner brièvement comment chacune de ces solutions aborde la question de l'évolutivité d'Ethereum.
Chaînes
Les canaux sont comparables à la manière dont le Lightning Network fonctionne pour le Bitcoin. Concrètement, les canaux permettent à une personne d'effectuer un nombre illimité de transactions avec une autre personne, mais seules la première et la dernière transaction sont enregistrées sur la blockchain. Comme toutes les autres transactions sont traitées hors chaîne, elles sont extrêmement rapides et les frais de transaction sont très faibles.
Les inconvénients sont similaires à ceux du Lightning Network de Bitcoin : il faut établir une connexion avec la personne avec laquelle on souhaite effectuer une transaction, des fonds doivent être alloués à un canal et ne peuvent pas être retirés tant que ce canal est actif, et les transactions hors chaîne présentent de nombreuses failles de sécurité potentielles.
Raiden est souvent qualifié de « Lightning Network » d'Ethereum.
Plasma
Plasma est un framework qui permet la création de chaînes filles utilisant la chaîne principale d’Ethereum comme couche de confiance et d’arbitrage. Les chaînes filles offrent des transactions rapides et peu coûteuses, mais elles ne prennent en charge qu’un nombre limité de types de transactions, tels que les transferts et les échanges de jetons de base. Le calcul général n’est pas pris en charge. Un autre inconvénient réside dans le fait que les retraits de la chaîne fille vers le réseau principal d'Ethereum sont soumis à de longs délais d'attente, et qu'une personne doit surveiller le réseau pour s'assurer que les fonds sont sécurisés. Plasma est une technologie relativement mature, ce qui explique qu'il existe plusieurs projets de premier plan déjà déployés.
Le projet le plus répandu utilisant le framework Plasma est Polygon (MATIC).
Chaînes latérales indépendantes
Qu'est-ce qui constitue un sidechain peut être un sujet très controversé au sein de la communauté crypto. On pourrait affirmer que toutes les solutions de couche 2 sont des sidechains, mais dans cette section, nous parlons plus précisément de deux blockchains indépendantes. Elles sont reliées par un ancrage bidirectionnel et les deux chaînes sont compatibles avec la machine virtuelle Ethereum (EVM).
La technologie qui sous-tend les sidechains indépendantes est bien maîtrisée. C’est pourquoi de nombreux projets se sont tournés vers les sidechains indépendantes, y voyant un moyen rapide et pragmatique d’améliorer la vitesse des transactions et de réduire leurs coûts. Les sidechains indépendantes sont responsables de leur propre sécurité, ce qui signifie qu’elles sont inévitablement moins sécurisées qu’Ethereum, car elles sont de plus petite taille. De plus, le nombre réduit de mineurs/validateurs sur une sidechain facilite leur coordination et rend plus aisé le vol d’actifs.
xDAI est un exemple marquant de sidechain indépendante d'Ethereum. Par ailleurs, le célèbre jeu Axie Infinity est un bon exemple de projet de couche 1 qui a évolué vers une chaîne latérale indépendante pour des transactions rapides et économiques.
Rollups
Les « rollups » fonctionnent en traitant les transactions sur la couche 2, tout en transmettant les données à la couche 1. Cela permet d'accélérer considérablement les transactions et de réduire leur coût, tout en continuant à bénéficier de la sécurité du réseau principal d'Ethereum.
Il existe deux types de rollups : les rollups optimistes et les rollups à connaissance zéro (ZK).
- Rollups optimistes: La couche 1 considère par défaut que les transactions sont valides, et la validité de la transaction n'est vérifiée qu'en cas de contestation.
- Rollups ZK: La preuve de la validité des transactions est calculée sur la couche 2, puis transmise à la couche 1.
La principale différence entre les rollups optimistes et les rollups ZK réside dans le fait que les rollups optimistes utilisent une technologie cryptographique standard. Il existe déjà un réseau public opérationnel qui met en œuvre les rollups optimistes. Les rollups optimistes sont compatibles avec l’EVM ; ainsi, tout ce qui est possible sur la couche 1 l’est également sur la couche 2. Leur principal inconvénient réside dans la longueur de la période de contestation, qui entraîne des délais d’attente importants pour transférer des actifs entre les couches 1 et 2 (sept jours ou plus). Le Polygon (MATIC) utilise actuellement des « rollups » optimistes.
Les rollups ZK utilisent un nouveau type de technologie cryptographique. Il n’existe actuellement aucune solution publique de couche 2 utilisant les rollups ZK (au troisième trimestre 2021), et il est peu probable qu’il y en ait avant un certain temps. De plus, la puissance de calcul nécessaire pour effectuer des preuves à divulgation nulle de connaissance est très élevée, même si elle diminue à mesure que la technologie mûrit. Enfin, certaines implémentations des rollups ZK ne sont pas compatibles avec l’EVM. Néanmoins, les rollups ZK présentent tous les avantages des rollups optimistes, sans aucun délai dans le transfert d’actifs entre les couches 1 et 2.
À terme, il semble que les « rollups ZK » remplaceront les « rollups optimistes » en tant que technologie de rollup privilégiée. En effet, Polygon (MATIC), par exemple, a intégré la technologie ZK dans sa feuille de route.
Écosystème de couche 2
Toutes ces solutions ne s'excluent pas mutuellement. Leurs atouts et leurs faiblesses les rendent adaptées à des applications ou à des besoins spécifiques des utilisateurs. Comme vous l'avez peut-être remarqué avec Polygon, celui-ci utilise Plasma et les « rollups » optimistes. Polygon utilise également la « Proof of Stake », qui permet des transactions plus rapides et moins coûteuses que la « Proof of Work ».
Les solutions de couche 2 ne sont pas les seules pistes explorées pour améliorer l'évolutivité d'Ethereum. Il existe également ETH 2.0 et le sharding, qui pourrait apporter des gains considérables en termes de vitesse et de réduction des coûts, ces deux éléments pouvant être intégrés à la couche 1, à la couche 2 ou aux deux.
