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.

Table des matières

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

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

Le maximum théorique de transactions par seconde (TPS) de Bitcoin est de 10, bien qu'en réalité il soit entre 3 et 7. En comparaison, des processeurs de paiement traditionnels comme VISA ont traité en moyenne 6 000 TPS en 2020 (selon la revendication de VISA de 188 milliards de transactions par an).

Les frais de transaction de Bitcoin peuvent varier énormément en fonction de la demande actuelle pour utiliser le réseau. Par exemple, le 20 avril 2021, les frais moyens de transaction dépassaient les 50 $, tandis que le 9 août 2021, la moyenne était d'environ 2,50 $. Pour les grandes transactions, comme 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 les paiements quotidiens (les micro-transactions, par exemple, un café, de l'essence), la vitesse de transaction doit augmenter et les coûts de transaction doivent diminuer drastiquement.

Réseau Lightning 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. Comme 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.

Des débats sur des révisions majeures du protocole Bitcoin ont déjà eu lieu et ont abouti à des "hard forks", notamment la création de Bitcoin Cash. Le réseau Lightning, plutôt que de créer une nouvelle blockchain, est une solution de couche-2. Cela signifie qu'il permet au protocole Bitcoin de rester relativement inchangé, mais offre les avantages que des révisions majeures pourraient apporter - 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 mises 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 ouvrir un canal de paiement, les deux parties doivent engager un montant de Bitcoin. Ce Bitcoin est retenu et ne peut être libéré tant que le canal de paiement reste ouvert. Le montant total de Bitcoin qui peut être transféré par ce canal est le montant total de Bitcoin engagé. Prenons un exemple pour illustrer cela :

Alice et Bob veulent former un canal de paiement entre eux. Alice engage 10 BTC et Bob engage 5 BTC dans le canal de paiement. Une transaction d'ouverture tenant les 15 BTC combinés d'Alice et Bob est mise sur la blockchain Bitcoin. Une fois que cette transaction a été 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 pratiquement nul. Voici les transactions entre Alice et Bob :

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

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

Et si Alice veut transiger avec Carol ? Eh bien, il se trouve que Bob a un canal de paiement avec Carol, donc Alice transige 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.

Réseau Lightning en pratique

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

Des préoccupations existent 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. Gérer un nœud LN peut être assez difficile et il pourrait y avoir des problèmes d'incitation au paiement pour gérer des nœuds plus petits. Il peut être soutenu que gérer le LN n'est pas beaucoup plus difficile que gérer un nœud bitcoin complet, cependant. Cependant, puisque le LN est principalement destiné aux micro-transactions, l'expérience quotidienne avec le LN se fera via des 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 de garde et non-custodiales. Les portefeuilles LN non-custodiaux sont plus difficiles à utiliser - plus confus, moins simples. Les options de garde sont plus faciles à utiliser, mais vous devez faire confiance à un tiers avec votre Bitcoin.

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. Puisque les temps de bloc sur Ethereum sont d'environ toutes les 14 secondes contre 10 minutes pour Bitcoin, il est déjà beaucoup plus rapide de transiger Bitcoin via WBTC sur le réseau Ethereum. De plus, il est concevable que des projets Ethereum comme ETH 2.0 et Ethereum Plasma réduiront suffisamment les frais de transaction pour rendre le réseau Lightning inutile et obsolète. Il est également important de se rappeler qu'utiliser WBTC apporte tous les énormes avantages d'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 chagrin : Les fonds ne sont pas perdus, mais cela gèle les fonds Lightning de la victime, de sorte que le canal de paiement ne peut traiter aucune transaction.
Inondation et pillage : Un attaquant force de nombreuses victimes à réclamer leurs fonds de la blockchain en même temps (inondation). L'attaquant utilise cette congestion pour voler les fonds qui n'ont pas pu être réclamés avant la date limite (pillage).
Attaques de dilatation temporelle : Un attaquant allonge le temps qu'un utilisateur met pour prendre conscience de nouveaux blocs en retardant la livraison des blocs.
Attaques par épinglage : Un attaquant trompe une victime en fermant son canal LN de manière incorrecte et vole des transactions individuelles.

Travail restant à faire sur le réseau Lightning de Bitcoin

Bien que le LN souffre de vulnérabilités, personne n'a encore réussi à les exploiter. Il est probable que, étant donné que l'expertise requise pour réaliser ces vulnérabilités est si élevée, aucune n'a été réalisée. Les développeurs du LN sont confiants que trouver ces vulnérabilités ne fera que renforcer le réseau - qu'il s'agit d'une phase nécessaire de croissance. Les développeurs sont optimistes quant à la création de diverses solutions pour les vulnérabilités qu'ils ont trouvées 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 réseau Lightning d'aujourd'hui est confronté à de nombreux défis, mais le protocole est encore relativement jeune et ce genre de problèmes est à prévoir. Les développeurs Lightning continueront à améliorer le protocole et pourront peut-être résoudre les problèmes pour aider à l'évolutivité de Bitcoin sur la couche-2.

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