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Les layers 2 : une solution au problème de scalabilité des blockchains

Découvrez dans cet article le fonctionnement des layers 2, ces solutions permettant le passage à l’échelle des blockchains.
Intermédiaire
layer 2 solution probleme scalabilite blockchains

Les layers 2 font de plus en plus parler d’eux au sein de l’écosystème crypto. L’objectif de ces solutions : améliorer la scalabilité des blockchains, en particulier d’Ethereum dont les frais de transactions explosent en période de forte activité. Mais qu’est-ce qu’un layer 2 et comment cette technologie permet-elle le passage à l’échelle des différents réseaux ? C’est à ces questions que l’on va répondre !

 

Lire plus : Qu’est-ce qu’un layer ?

 

Pourquoi a-t-on besoin de layers 2 ?

Malgré le contexte de marché actuel, l’adoption de la technologie blockchain progresse à une vitesse exponentielle. Les cas d’usage sont toujours plus nombreux et le nombre d’applications construites augmente de plus en plus vite, notamment sur Ethereum qui reste le réseau favori des développeurs. Mais cette blockchain fait face à un problème de scalabilité : les transactions sont trop lentes et trop chères pour les utilisateurs.

D’autres blockchains comme Avalanche, Polkadot ou Solana ont vu le jour pour tenter de répondre à cette problématique. Mais ces réseaux, connus sous le nom d’« Ethereum killers » ne sont ni aussi sécurisés, ni aussi décentralisés qu’Ethereum. C’est le fameux « Trilemme de la blockchain », qui n’a jusqu’à présent pas trouvé de solution : chaque infrastructure développée doit choisir une caractéristique à sacrifier parmi la scalabilité, la sécurité et la décentralisation du réseau.

C’est à ce défi que les layers 2 s’attaquent : en ajoutant une couche de scalabilité au-dessus d’un réseau sécurisé et décentralisé, ces solutions semblent capables de résoudre une des plus célèbres problématiques de notre écosystème.

 

Lire plus : Le trilemme de la blockchain : un casse-tête insoluble

 

Comment fonctionne un layer 2 ?

Un layer 2 se présente donc sous la forme d’un réseau construit au-dessus d’une blockchain mère dite « layer 1 ». Bitcoin, Ethereum ou encore Cardano sont des exemples de layers 1 : des infrastructures qui disposent de leur propre système de consensus, sur lesquelles il est possible d’effectuer des transactions ou encore de créer des applications décentralisées.

L’objectif d’un layer 2 est de décharger le plus possible son layer 1 en effectuant pour lui les calculs informatiques nécessaires à l’exécution des transactions. Il ne possède pas son propre système de consensus, mais utilise la sécurité du layer 1 sur lequel il est construit.

Prenons par exemple Arbitrum, un layer 2 d’Ethereum. Arbitrum effectue les transactions créées par les utilisateurs sur son réseau, les regroupe et les envoie sur le réseau Ethereum, qui les valide définitivement. Au contraire, Polygon est une blockchain créée pour augmenter la scalabilité du réseau Ethereum, mais n’est pas considérée comme un layer 2 car elle possède son propre système de consensus.

 

Lire plus : Qu’est-ce qu’un consensus ?

 

Quels sont les différents types de layers 2 ?

Il existe plusieurs catégories de layers 2, mais les rollups sont aujourd’hui considérées comme les plus prometteuses. Un rollup exécute les transactions passées sur son réseau, les compresse en retirant un maximum de données inutiles puis les envoie par lots sur la blockchain « mère ». Ainsi, on estime que les rollups pourraient multiplier par plus de 100 le nombre de transactions par seconde supportables sur Ethereum. Il existe deux types de rollups : les optimistic rollups et les zero-knowledge rollups. La principale distinction entre ces deux familles de réseaux réside dans la manière dont ils vérifient les transactions effectuées.

  • Un optimistic rollup part du principe que les transactions qu’il envoie sont valides et définit une période de temps (environ une semaine) durant laquelle n’importe qui peut prouver le contraire, avant inscription définitive du lot de transactions sur la blockchain. Ainsi, Arbitrum et Optimism sont les principaux optimistic rollups sur Ethereum. Cette méthode possède l’avantage de nécessiter peu de puissance de calcul, mais induit un temps de latence conséquent.
  • Sur un zero-knowledge rollup, ou zk-rollup, chaque lot de transactions doit comporter une preuve mathématique qui certifie la conformité du lot. Les zk-rollups permettent donc une validation plus rapide des transactions mais demandent plus de puissance de calcul. De plus, la complexité de la technologie sous-jacente aux zk-rollups est bien plus élevée que celle sur laquelle reposent les optimistic-rollups. ZkSync, Loopring ou encore Starknet sont des exemples de layers 2 de type zk-rollups.

 

Les layers 2, une pierre angulaire de l’avenir d’Ethereum ?

Ainsi, les layers 2 constituent une solution extrêmement prometteuse pour le passage à l’échelle d’Ethereum. Selon Vitalik Buterin lui-même, les zk-rollups devraient à long terme prendre le pas sur les optimistic rollups. Couplés aux mises à jour prévues sur le réseau Ethereum lui-même afin de booster sa scalabilité, ils permettront une adoption massive et mondiale de la technologie blockchain.

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