Qu'est-ce que la couche 2 sur Ethereum ?

Layer 2 est un terme générique utilisé pour décrire les solutions qui se construisent au-dessus du réseau principal Ethereum (layer 1) afin d'améliorer la scalabilité du réseau Ethereum.

Il existe un certain nombre de solutions de couche 2 sur Ethereum. Dans cet article, nous allons examiner brièvement comment chacune de ces solutions aborde l'amélioration de la scalabilité d'Ethereum.

Pourquoi les solutions de couche-2 sont-elles nécessaires sur Ethereum ?

Ethereum est la deuxième cryptomonnaie la plus reconnue après Bitcoin. Elle a aidé à créer un système financier décentralisé, et une grande partie de l'innovation dans le domaine des cryptos tourne encore 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 la capacité. Cela provoque une congestion du réseau, ce qui entraîne à son tour des prix du gaz à des niveaux exorbitants. À mesure que le coût moyen des transactions sur la couche 1 augmente, de plus en plus de personnes sont exclues de l'utilisation des applications décentralisées comme les échanges décentralisés ou les places de marché NFT.

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Quels sont les types de solutions de couche-2 sur Ethereum ?

Il existe un certain nombre de solutions de couche 2 sur Ethereum. Nous allons examiner brièvement comment chacune de ces solutions aborde l'amélioration de la scalabilité d'Ethereum.

Canaux

Les canaux sont analogues à la façon dont fonctionne le Réseau Lightning pour Bitcoin. Essentiellement, 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 soumises à la blockchain. Étant donné que toutes les autres transactions sont traitées hors chaîne, elles sont incroyablement rapides avec des frais de transaction très bas.

Les inconvénients sont similaires à ceux du Réseau Lightning de Bitcoin : Il faut avoir une connexion avec la personne avec qui vous souhaitez transacter, des fonds doivent être alloués pour un canal et ne peuvent pas être retirés pendant la durée du canal, et il existe de nombreuses vulnérabilités potentielles associées aux transactions hors chaîne.

Raiden est souvent appelé le Réseau Lightning d'Ethereum.

Plasma

Plasma est un cadre qui permet la création de chaînes enfant qui utilisent la chaîne principale d'Ethereum comme une couche de confiance et d'arbitrage. Les chaînes enfant fournissent des transactions rapides et à bas coût, mais elles ne supportent qu'un nombre limité de types de transactions, comme les transferts de jetons de base et les échanges. Le calcul général n'est pas pris en charge. Un autre inconvénient est que les retraits de la chaîne enfant vers le réseau principal d'Ethereum sont soumis à de longs délais d'attente, et quelqu'un doit surveiller le réseau pour s'assurer que les fonds sont sécurisés. Plasma est une technologie relativement mature, donc plusieurs projets importants ont été déployés.

Le projet le plus largement utilisé mettant en œuvre le cadre Plasma est Polygon (MATIC).

Chaînes latérales indépendantes

Ce qui constitue une chaîne latérale peut être un sujet de débat intense dans la communauté crypto. On pourrait soutenir que toutes les solutions de couche-2 sont des chaînes latérales, mais pour cette section, nous parlons spécifiquement de deux blockchains indépendantes. Elles se connectent via un ancrage bidirectionnel et les deux chaînes sont compatibles avec la Machine Virtuelle Ethereum (EVM).

La technologie derrière les chaînes latérales indépendantes est bien comprise. Pour cette raison, de nombreux projets se sont tournés vers des chaînes latérales indépendantes comme moyen rapide et pragmatique pour améliorer la vitesse des transactions et réduire les coûts de transaction. Les chaînes latérales indépendantes sont responsables de leur propre sécurité, ce qui signifie qu'elles sont inévitablement moins sécurisées qu'Ethereum, car elles sont plus petites. De plus, un nombre réduit de mineurs/validateurs sur une chaîne latérale signifie qu'il est plus faisable pour eux de se coordonner et de voler des actifs.

xDAI est un exemple éminent de chaîne latérale indépendante d'Ethereum. De plus, le jeu populaire Axie Infinity est un bon exemple de projet de couche 1 qui s'est tourné vers une chaîne latérale indépendante pour des transactions rapides et économiques.

Rollups

Les rollups fonctionnent en traitant les transactions sur la couche 2, mais en envoyant les données à la couche 1. Cela permet aux transactions d'être beaucoup plus rapides et moins chères, tout en bénéficiant de la sécurité du réseau principal d'Ethereum.

Il existe deux types de rollups : les rollups optimistes et les rollups à preuve de connaissance nulle (ZK).

• Rollups optimistes : La couche 1 suppose que les transactions sont valides par défaut, et la validité de la transaction est calculée uniquement en cas de contestation.
• Rollups ZK : La preuve de la validité des transactions est calculée sur la couche 2 et soumise à la couche 1.

Le plus grand différenciateur entre les rollups optimistes et les rollups ZK est que les rollups optimistes utilisent une technologie cryptographique standard. Il existe déjà un réseau public en direct qui met en œuvre des rollups optimistes. Les rollups optimistes sont compatibles avec l'EVM, donc tout ce qui est possible sur la couche 1 est possible sur la couche 2. Le plus grand inconvénient est que, en raison d'une longue période de contestation, il y a de longs délais d'attente pour déplacer des actifs entre les couches 1 et 2 (sept jours ou plus). Le Polygon (MATIC) mentionné précédemment utilise actuellement des rollups optimistes.

Les rollups ZK utilisent un nouveau type de technologie cryptographique. Il n'existe pas de solutions de couche-2 publiques en direct utilisant des rollups ZK (en T3 2021), et il n'est pas probable qu'il y en ait d'ici quelque temps. De plus, le calcul requis pour effectuer des preuves de connaissance nulle est très élevé, bien qu'il diminue à mesure que la technologie mûrit. Enfin, certaines implémentations de rollups ZK ne sont pas compatibles avec l'EVM. Pourtant, les rollups ZK ont tous les avantages des rollups optimistes plus il n'y a pas de délai pour déplacer des actifs entre les couches 1 et 2.

Avec le temps, il semble que les rollups ZK remplaceront les rollups optimistes comme la technologie de rollup préférée. En effet, Polygon (MATIC), par exemple, a la technologie ZK sur leur feuille de route.

Écosystème de couche-2

Toutes ces solutions ne sont pas mutuellement exclusives. Leurs forces et faiblesses se prêtent à des applications ou des besoins d'utilisateur particuliers. Comme vous l'avez peut-être remarqué avec Polygon, il utilise Plasma et des rollups optimistes. Polygon utilise également le Proof of Stake, ce qui permet des transactions plus rapides et moins coûteuses que le Proof of Work.

Les solutions de couche-2 ne sont pas les seules voies explorées pour augmenter la scalabilité d'Ethereum. Il y a aussi ETH 2.0 et le sharding, qui pourraient potentiellement apporter d'énormes gains en vitesse et en réduction des coûts, qui peuvent être ajoutés à la couche 1, la couche 2, ou les deux.