Qu'est-ce que le Lightning Network ?

Proposé dans un livre blanc de 2016, le Lightning Network (LN) est une solution de couche 2 construite au-dessus de Bitcoin.

Dans cet article, nous explorerons l'histoire et l'état actuel du Lightning Network de Bitcoin.

Pourquoi le Lightning Network de Bitcoin a-t-il été créé ?

Le Lightning Network a été créé en réponse aux problèmes de scalabilité de Bitcoin, notamment la vitesse et le coût des transactions Bitcoin.

Le nombre maximal théorique actuel de transactions par seconde (TPS) de Bitcoin est de 10, bien qu'en réalité, il se situe entre 3 et 7. Comparez cela aux processeurs de paiement traditionnels comme VISA, qui traitaient en moyenne 6 000 TPS en 2020 (selon la déclaration de VISA de 188 milliards de transactions par an).

Les frais de transaction Bitcoin peuvent varier énormément en fonction de la demande actuelle d'utilisation du réseau. Par exemple, le 20 avril 2021, les frais de transaction moyens dépassaient 50 $, tandis que le 9 août 2021, la moyenne était d'environ 2,50 $. Pour les transactions importantes, telles que les virements bancaires ou les envois de fonds internationaux, la vitesse et le coût de Bitcoin sont comparables ou supérieurs aux alternatives. Mais si Bitcoin doit être utilisé pour des paiements quotidiens (les soi-disant micro-transactions, par exemple une tasse de café, de l'essence), la vitesse des transactions doit augmenter et les coûts de transaction doivent diminuer drastiquement.

Lightning Network en Théorie

Pour comprendre comment fonctionne le LN et les défis actuels du LN, nous devons parler de Bitcoin. Le facteur limitant du réseau Bitcoin est que chaque transaction doit être mise dans un nouveau bloc sur la chaîne. Étant donné que les blocs sont ajoutés à la chaîne environ toutes les 10 minutes, il y a une limite stricte au nombre de transactions possibles sans modifier significativement le protocole Bitcoin.

En savoir plus : Comment fonctionnent les transactions Bitcoin ?

Des débats sur des révisions majeures du protocole Bitcoin ont déjà eu lieu et ont abouti à des 'forks' difficiles, notamment la création de Bitcoin Cash. Le Lightning Network, plutôt que de créer une nouvelle blockchain, est une solution de niveau 2. Cela signifie qu'il permet au protocole Bitcoin de rester relativement inchangé, tout en apportant les avantages que pourraient apporter des révisions majeures - du moins en théorie.

Le LN fonctionne en mettant en place un canal de paiement entre deux parties, où seules la première et la dernière transaction sont enregistrées sur la blockchain Bitcoin. Un nombre quelconque de transactions entre la première et la dernière se fera hors chaîne, ce qui signifie que ces transactions ne sont pas limitées par le protocole Bitcoin.

Pour démarrer un canal de paiement, les deux parties doivent engager un montant de Bitcoin. Ce Bitcoin est détenu et ne peut être libéré tant que le canal de paiement reste ouvert. Le montant total de Bitcoin qui peut être transféré à travers ce canal est le montant total de Bitcoin engagé. Prenons un exemple pour illustrer cela :

Alice et Bob veulent former un canal de paiement l'un avec l'autre. Alice engage 10 BTC et Bob engage 5 BTC dans le canal de paiement. Une transaction d'ouverture détenant les 15 BTC combinés d'Alice et de Bob est enregistrée sur la blockchain Bitcoin. Une fois cette transaction ajoutée à la blockchain, ce qui peut prendre 10 minutes ou plus, Alice et Bob peuvent effectuer un nombre illimité de transactions à des vitesses beaucoup plus rapides et à un coût effectivement nul. Voici des transactions entre Alice et Bob :

1. Alice envoie 1 BTC à Bob Alice : 9 BTC Bob : 6 BTC
2. Alice envoie 2 BTC à Bob Alice : 7 BTC Bob : 8 BTC
3. Bob envoie 3 BTC à Alice Alice : 10 BTC Bob : 5 BTC
4. Bob envoie 1 BTC à Alice Alice : 11 BTC Bob : 4 BTC

Lorsqu'une ou les deux parties souhaitent fermer le canal, une transaction de clôture est envoyée à la blockchain avec les soldes finaux d'Alice et de Bob. Dans ce cas, le solde final d'Alice est de 11 BTC et celui de Bob est de 4 BTC.

Que se passe-t-il si Alice veut effectuer une transaction avec Carol ? Eh bien, il se trouve que Bob a un canal de paiement avec Carol, donc Alice effectue une transaction avec Bob, et Bob transmet la transaction à Carol. Notez que dans ce scénario, Bob pourrait prendre un petit paiement pour transmettre la transaction. Au fil du temps, selon la théorie des six degrés de séparation, le LN permet à Alice de transiger avec n'importe qui d'autre.

Le nœud A transige avec le nœud Q malgré le fait qu'il n'ait de canaux de paiement directs qu'avec les nœuds C et B.

Lightning Network en Pratique

Le LN est un protocole relativement nouveau. Il est confronté à de nombreux défis allant de la convivialité à la sécurité.

Il y a des préoccupations quant à la facilité de gestion d'un nœud LN. Pour que le LN soit un succès, il nécessite un réseau robuste de nœuds Bitcoin exécutant le protocole LN. Exécuter un nœud LN peut être assez difficile et il pourrait y avoir des problèmes d'incitation au paiement pour la gestion de petits nœuds. On peut argumenter que gérer le LN n'est pas beaucoup plus difficile que de gérer un nœud Bitcoin complet. Cependant, puisque le LN est principalement ciblé sur les micro-transactions, l'expérience quotidienne avec le LN se fera par le biais de portefeuilles compatibles LN. Contrairement à certains des portefeuilles Bitcoin plus établis, la nouveauté de ces portefeuilles compatibles LN signifie qu'il y a des compromis entre les versions custodiales et non-custodiales. Les portefeuilles LN non-custodiaux sont plus difficiles à utiliser - plus confus, moins directs. Les options custodiales sont plus faciles à utiliser, mais vous devez vous fier à un tiers avec votre Bitcoin.

En savoir plus : Comprendre la différence entre les portefeuilles custodiaux et non-custodiaux, et comment cela se rapporte à la liberté économique.

Le LN doit également faire face à des concurrents. En février 2024, le LN a verrouillé environ 5 000 BTC. Cela peut sembler beaucoup, mais en comparaison, plus de 150 000 Bitcoin sont verrouillés sur Ethereum (WBTC, Bitcoin enveloppé) en février 2024. Étant donné que les temps de blocage sur Ethereum sont d'environ toutes les 14 secondes par opposition aux 10 minutes de Bitcoin, il est déjà beaucoup plus rapide de transiger du Bitcoin via WBTC sur le réseau Ethereum. De plus, il est concevable que des projets Ethereum comme ETH 2.0 et Ethereum Plasma réduisent suffisamment les frais de transaction pour rendre le Lightning Network inutile et obsolète. Il est également important de se rappeler que l'utilisation de WBTC apporte avec elle tous les avantages massifs de l'accès à la DeFi, ce que le LN n'offre pas.

Enfin, et de manière plus inquiétante, le LN a été confronté à un certain nombre de vulnérabilités. Celles-ci incluent :

• Attaques de griefing : Les fonds ne sont pas perdus, mais cela gèle les fonds Lightning de la victime pour que le canal de paiement ne puisse pas traiter de transactions.
• Inondation et pillage : Un attaquant force de nombreuses victimes à réclamer leurs fonds depuis la blockchain en même temps (inondation). L'attaquant utilise cette congestion pour voler des fonds qui n'ont pas pu être réclamés avant la date limite (pillage).
• Attaques de dilatation temporelle : Un attaquant allonge le temps qu'une victime met pour prendre connaissance de nouveaux blocs en retardant la livraison de blocs.
• Attaques par épinglage : Un attaquant trompe une victime pour qu'elle ferme son canal LN de manière incorrecte et vole des transactions individuelles.

Travail Encore à Faire sur le Bitcoin Lightning Network

Bien que le LN souffre de vulnérabilités, personne n'a encore réussi à les exploiter. Il est probable que, puisque l'expertise requise pour mener à bien ces vulnérabilités est si élevée, personne ne l'a fait. Les développeurs du LN sont convaincus que découvrir ces vulnérabilités ne fera que renforcer le réseau - que c'est une phase nécessaire de croissance. Les développeurs sont optimistes quant à la création de diverses solutions pour les vulnérabilités qu'ils ont découvertes jusqu'à présent, bien que les attaques par épinglage et les attaques de dilatation temporelle nécessiteront des ajustements à la fois des implémentations LN et de Bitcoin Core en même temps.

Le Lightning Network d'aujourd'hui est confronté à de nombreux défis, mais le protocole est encore relativement jeune et ces types de problèmes sont à prévoir. Les développeurs du Lightning continueront à améliorer le protocole et pourraient être en mesure de résoudre les problèmes pour aider à mettre à l'échelle Bitcoin sur la couche 2.

En savoir plus : Comprendre les différences entre Bitcoin et Bitcoin Cash, et pourquoi Bitcoin Cash sert en grande partie à un cas d'utilisation différent.

Pour une évaluation sobre et globale du Lightning Network, écrite par un contributeur à plein temps de Bitcoin Core néanmoins, consultez l'excellent post d'Antoine Riard.