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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, à savoir 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 soit entre 3 et 7. En comparaison, les processeurs de paiement traditionnels comme VISA ont traité en moyenne 6 000 TPS en 2020 (selon la déclaration de VISA de 188 milliards de transactions par an).

Les frais de transaction de Bitcoin peuvent varier considérablement en fonction de la demande actuelle pour utiliser le 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 grandes transactions, 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 les 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 de façon drastique.

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 inscrite 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 considérablement le protocole Bitcoin.

Lire la suite : Comment fonctionnent les transactions Bitcoin ?

Des débats sur des révisions majeures du protocole Bitcoin ont eu lieu auparavant et ont abouti à des "hard forks", notamment la création de Bitcoin Cash. Le Lightning Network, 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 établissant un canal de paiement entre deux parties, où seules la première et la dernière transaction sont inscrites sur la blockchain Bitcoin. Un nombre quelconque de transactions entre la première et la dernière se feront 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 s'engager à 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 via 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 contenant les 15 BTC combinés d'Alice et de Bob est inscrite 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 :

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

Lorsque l'un ou l'autre souhaite 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.

Et 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. Avec le temps, par 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 qu'il n'ait que des canaux de paiement directs 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 l'utilisabilité à la sécurité.

Il y a des préoccupations concernant la facilité à exécuter un nœud LN. Pour que le LN soit couronné de 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 l'exécution de nœuds plus petits. On peut soutenir que l'exécution du LN n'est pas beaucoup plus difficile que celle d'un nœud Bitcoin complet. Cependant, étant donné que 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 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 compter sur un tiers pour votre Bitcoin.

Lire la suite : Comprendre la différence entre les portefeuilles custodiaux et non-custodiaux, et comment elle 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 bloc sur Ethereum sont d'environ toutes les 14 secondes par opposition aux 10 minutes de 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 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 plus préoccupant, 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 des fonds qui n'ont pas pu être réclamés avant la date limite (pillage).
• Attaques de dilatation du temps : Un attaquant allonge le temps pendant lequel une victime prend conscience de nouveaux blocs en retardant la livraison des blocs.
• Attaques de blocage : Un attaquant trompe une victime pour qu'elle ferme son canal LN de manière incorrecte et vole des transactions individuelles.

Travaux à réaliser 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 réaliser ces vulnérabilités est si élevée, personne ne l'ait fait. Les développeurs du LN sont confiants que trouver ces vulnérabilités ne fera que renforcer le réseau - que c'est une phase de croissance nécessaire. 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 de blocage et de dilatation du temps nécessiteront des ajustements à la fois pour les implémentations LN et 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 genres de problèmes sont à prévoir. Les développeurs du Lightning continueront d'améliorer le protocole et pourraient bien être en mesure de résoudre les problèmes pour aider à l'évolutivité de Bitcoin en couche-2.

Lire la suite : Comprendre les différences entre Bitcoin et Bitcoin Cash, et pourquoi Bitcoin Cash sert en grande partie un cas d'utilisation différent.

Pour une évaluation sobre à 10 000 pieds du Lightning Network, écrite par un contributeur à plein temps de Bitcoin Core néanmoins, consultez l’excellent post d'Antoine Riard.