EXPLICATION DE LA MISE À L'ÉCHELLE DE LA COUCHE 2 : SON IMPORTANCE ET SON FONCTIONNEMENT

Qu'est-ce que la mise à l'échelle de couche 2 ?

La mise à l'échelle de couche 2 (L2) désigne un ensemble de méthodes conçues pour améliorer la capacité, l'efficacité et l'ergonomie d'un réseau blockchain en traitant les transactions en dehors de la blockchain principale, ou couche 1 (L1). Ce concept a émergé pour pallier les limitations des chaînes L1 comme Ethereum et Bitcoin, qui souffrent d'un débit limité et de frais élevés en cas de congestion.

Les solutions L2 déportent la majeure partie des calculs et du traitement des transactions hors chaîne tout en préservant la sécurité et la décentralisation globales de la chaîne principale. Après le traitement des données hors chaîne, elles soumettent des résumés ou des états finaux à la chaîne principale pour vérification. Cette approche réduit considérablement les coûts et améliore la vitesse sans compromettre la confiance ni la décentralisation.

Pourquoi les solutions de couche 2 sont-elles nécessaires ?

Les réseaux blockchain sont conçus selon un compromis entre décentralisation, sécurité et scalabilité — un concept connu sous le nom de « trilemme de la scalabilité ». Bien que les chaînes de couche 1 visent à maximiser la décentralisation et la sécurité, elles rencontrent souvent des difficultés de mise à l'échelle. Par exemple, Ethereum peut traiter environ 15 à 30 transactions par seconde (TPS), ce qui est insuffisant pour les cas d'utilisation à grande échelle tels que les jeux, la finance décentralisée (DeFi) ou les microtransactions en temps réel.À mesure que la demande des utilisateurs augmente, les réseaux se congestionnent. Cela entraîne une hausse des frais de gaz et un ralentissement de la finalisation des transactions, rendant les cas d'utilisation quotidiens impraticables. La couche 2 (L2) a été développée pour pallier cette lacune sans modifier le protocole sous-jacent de la chaîne principale.

Principaux avantages de la mise à l'échelle de couche 2

• Débit amélioré : Traite des milliers de transactions par seconde (TPS).
• Frais réduits : En exécutant les transactions hors chaîne, elle réduit considérablement les frais de réseau.
• Scalabilité : Permet aux réseaux blockchain de prendre en charge les dApps à grande échelle.
• Expérience utilisateur améliorée : Des temps de transaction plus rapides et des coûts réduits attirent davantage d'utilisateurs.

Qui utilise les solutions de couche 2 ?

Les solutions de couche 2 sont largement adoptées par les développeurs, les entreprises et les utilisateurs interagissant avec les applications DeFi, les NFT et les plateformes de jeux. Les projets basés sur Ethereum privilégient particulièrement la couche 2 en raison de ses problèmes de congestion. Parmi les exemples, citons les protocoles d'échange comme Uniswap, les plateformes NFT comme OpenSea et les jeux blockchain tels que Gods Unchained.Les grandes institutions et les développeurs tirent parti de la couche 2 pour faire évoluer leurs applications sans compromettre la confiance ni la décentralisation. Cette adoption croissante est essentielle pour une intégration généralisée de la blockchain dans des secteurs allant de la finance à la logistique.

Chaînes Plasma

Plasma est l'une des premières technologies de couche 2 proposées pour la mise à l'échelle d'Ethereum, introduite par Vitalik Buterin et Joseph Poon. Les chaînes Plasma sont des chaînes enfants qui communiquent périodiquement avec la chaîne principale Ethereum. Elles permettent le traitement hors chaîne de nombreuses transactions, seul l'état final étant validé sur la couche 1 d'Ethereum.

Les chaînes Plasma fonctionnent grâce à des contrats intelligents qui gèrent différentes structures de données. Les utilisateurs doivent interagir avec ces contrats pour déposer des fonds, retirer des fonds ou contester les transactions frauduleuses. Le système garantit la sécurité en permettant la résolution des litiges via la chaîne principale.

Avantages de Plasma :

• Efficace pour les transferts et paiements simples
• Réduit la charge sur le réseau principal Ethereum
• La sécurité est héritée d'Ethereum

Inconvénients de Plasma :

• Limité à certains types de transactions
• Les procédures de sortie peuvent être lentes
• Non idéal pour les contrats intelligents à usage général

Rollups

Les rollups sont la solution de couche 2 (L2) la plus populaire et la plus largement adoptée. Ils exécutent les transactions en dehors de la blockchain L1, mais publient les données de transaction sur L1, garantissant ainsi le maintien des garanties de sécurité d'Ethereum. Il existe deux types principaux :

1. Regroupements optimistes : On suppose que les transactions sont valides sauf contestation. Ils s'appuient sur des preuves de fraude basées sur la théorie des jeux pour détecter les transactions invalides.
2. Rollups à connaissance nulle (ZK) : Utilisent des preuves de validité cryptographiques (souvent appelées SNARK ou STARK) qui vérifient l'exactitude des transactions sans révéler leur contenu.

Parmi les exemples de rollups optimistes, on peut citer Arbitrum et Optimism, tandis que les rollups ZK les plus connus incluent zkSync, Starknet et Loopring.

Avantages des rollups :

• Haute scalabilité avec une sécurité de niveau Ethereum
• Large prise en charge des contrats intelligents (en particulier dans les rollups ZK)
• Frais de transaction réduits et transactions plus rapides Confirmation

Inconvénients :

• Les Rollups optimistes ont un délai d'attente de 7 jours pour les retraits
• Les Rollups ZK sont techniquement complexes et coûteux à développer

Canaux d'état

Les canaux d'état permettent à deux parties d'effectuer des transactions hors chaîne directement. Seul l'état final est soumis à la blockchain principale, ce qui rend les transactions rapides et économiques. Le réseau Lightning de Bitcoin en est un exemple courant.

Sur Ethereum, les canaux d'état sont souvent utilisés pour les jeux ou les applications de paiement nécessitant des interactions à haute fréquence. Les participants déposent généralement des actifs dans un contrat intelligent, interagissent librement hors chaîne, puis ferment conjointement le canal sur la chaîne.Avantages :Transactions quasi instantanées et peu coûteusesIdéal pour les échanges privés et fréquentsLimitations :Nécessite la connexion des deux parties pour la mise à jour de l’étatMoins adapté aux applications décentralisées généralistes

Progrès des technologies de couche 2

Les solutions de couche 2 évoluent rapidement. Les ZK Rollups gagnent en popularité grâce à leur rapidité, leur sécurité renforcée et leur compatibilité avec les contrats intelligents. Des technologies comme les zkEVM (machines virtuelles Ethereum à connaissance nulle) permettent aux ZK Rollups d'être pleinement compatibles avec les dApps Ethereum existantes, améliorant ainsi leur facilité d'utilisation.

À mesure que le secteur mûrit, des solutions hybrides se développent. Celles-ci intègrent plusieurs technologies de couche 2 ou combinent des optimisations de couche 1 (comme le sharding ou le danksharding) avec des architectures de couche 2. Il en résulte une approche de mise à l'échelle par couches offrant des améliorations de performances robustes.Des protocoles comme Starknet et zkSync Era œuvrent à la décentralisation complète de leurs couches protocolaires, contribuant ainsi à l'objectif fondamental de la blockchain : une interaction sans confiance.Intégration avec les mises à niveau de la couche 1La feuille de route d'Ethereum comprend des mises à niveau clés, telles que le proto-Danksharding et le Danksharding complet, qui devraient considérablement compléter les réseaux de couche 2 en réduisant les coûts de disponibilité des données. Ces améliorations permettront aux rollups de mettre à l'échelle plus efficacement et de réduire les coûts de transaction à tous les niveaux.Cette intégration entre les couches 1 et 2 est essentielle. Plutôt que de concurrencer la couche 1 (L1), la couche 2 améliore son ergonomie et garantit la pérennité d'Ethereum face à une charge et une demande accrues.

Adoption par les entreprises et les institutions

Les entreprises reconnaissent l'utilité des solutions de couche 2 pour les applications exigeant évolutivité, conformité et confidentialité. Du suivi logistique à la tokenisation immobilière en passant par les paiements transfrontaliers, les solutions L2 rendent la blockchain adaptée à un plus large éventail de cas d'utilisation. Cet intérêt institutionnel est essentiel à l'adoption généralisée de la blockchain.

Perspectives d'avenir

L'avenir de la mise à l'échelle de la couche 2 repose sur une intégration, une optimisation et une expansion continues. Grâce aux efforts des développeurs pour améliorer l'expérience utilisateur et les outils de passerelle, la frontière entre les couches 1 et 2 deviendra de plus en plus imperceptible pour les utilisateurs finaux.

À terme, les solutions de couche 2 joueront un rôle crucial dans la concrétisation de la promesse de réseaux ouverts et programmables capables de prendre en charge des applications à l'échelle mondiale.

À mesure que la technologie évolue, nous pouvons nous attendre à un écosystème blockchain enrichi qui combine vitesse, accessibilité et décentralisation plus efficacement que jamais auparavant.