Layer 2 Qu'est-ce que c'est et pourquoi la blockchain en a-t-elle besoin ?

Problème de congestion d’Ethereum actuellement

Ethereum est actuellement la plateforme leader avec le plus grand nombre de contrats intelligents et de DApps, ainsi que le volume de transactions le plus élevé sur le marché. Cependant, cette croissance explosive apporte également un défi majeur : le réseau devient de plus en plus congestionné. Même pendant les périodes de marché calme, les utilisateurs doivent faire face à des frais de gas élevés et à des congestions, ce qui réduit considérablement l’expérience utilisateur. C’est pourquoi la communauté crypto recherche des solutions de scalabilité.

Layer 2, qu’est-ce que c’est ? Concept de base

Pour résoudre le problème de scalabilité, la communauté a développé deux principales approches : les améliorations sur la couche (Layer 1) et les solutions off-chain (Layer 2).

Layer 1, ou ETH 2.0, concerne les mises à niveau directes de la blockchain de base. Elle utilise la transition du POW au POS et la technologie de sharding, permettant aux nœuds de traiter les données plus efficacement sans avoir à stocker l’intégralité des données de la chaîne. Cependant, cette approche nécessite un déploiement progressif en plusieurs phases, et aucune feuille de route claire n’est encore établie.

Layer 2 est une approche totalement différente. Au lieu de modifier la blockchain principale, layer 2 fonctionne comme une couche de traitement parallèle en dehors de la chaîne. Les transactions sont traitées off-chain, mais le résultat final est toujours vérifié et stocké sur la blockchain principale. Cette méthode permet de traiter un grand nombre de transactions rapidement et à moindre coût.

Si l’on compare Ethereum à une autoroute, lorsque le trafic augmente, elle devient congestionnée. Layer 2 représente ces “ponts” construits au-dessus de cette route, aidant à fluidifier la circulation et à augmenter la capacité globale du système.

Principales méthodes techniques de Layer 2

State Channel : Canal d’État

Ce modèle fonctionne de manière similaire au Lightning Network de Bitcoin. Deux parties créent un canal privé sur la chaîne pour échanger de l’argent, et une fois toutes les transactions nécessaires effectuées, seul le résultat final est envoyé à la blockchain principale.

Le réseau Raiden est le premier projet de State Channel sur Ethereum. Cependant, cette solution présente plusieurs limitations — elle nécessite que les deux parties aient un besoin de transactions à long terme, ce qui limite son adoption et la maintient dans une impasse.

Plasma : Chaîne secondaire indépendante

Plasma est l’une des premières solutions proposées par Vitalik Buterin. Elle fonctionne comme une chaîne secondaire indépendante, mais envoie périodiquement un hachage des blocs traités sur un contrat sur la chaîne principale pour vérification. Grâce à cette méthode, des centaines ou des milliers de transactions peuvent être traitées simultanément, tout en ne stockant que quelques dizaines d’octets de données sur la chaîne de base.

Cependant, Plasma présente une faiblesse majeure : elle repose sur l’hypothèse que les nœuds Plasma sont honnêtes et envoient toujours des données correctes. Pour protéger les utilisateurs contre les risques, ils doivent attendre entre 7 et 14 jours avant de pouvoir retirer leurs fonds, ce qui constitue un défi important pour une adoption pratique.

Rollups : La solution la plus en vogue actuellement

Les Rollups sont considérés comme la méthode layer 2 la plus prometteuse et la plus soutenue par la communauté. Certains pensent que le succès des Rollups déterminera directement l’avenir durable d’Ethereum.

Contrairement à Plasma, les Rollups enregistrent en détail toutes les transactions (destinataire, expéditeur, montant) sur Layer 1, offrant ainsi un niveau de sécurité supérieur. Pour atteindre la scalabilité, les Rollups utilisent des techniques de compression des données. Au lieu de stocker toutes les informations de transaction, ils ne conservent que les éléments essentiels en utilisant une structure d’arbre dans le contrat. En conséquence, des données brutes de plus de 100 octets sont réduites à 10 octets lors de leur transmission à la chaîne principale.

Pour garantir la cohérence des données, deux approches techniques ont été développées à partir des Rollups :

Optimistic Rollup : basé sur l’hypothèse “optimiste” que toutes les données téléchargées sont correctes et qu’il n’y a pas de fraude. En cas de problème, l’utilisateur peut lancer une contestation, mais doit attendre environ une semaine pour retirer ses fonds. Cette approche est assez similaire à Plasma.

ZK Rollup : utilise la technologie de preuve à connaissance zéro, permettant aux contrats intelligents de vérifier l’exactitude des données via une preuve mathématique. L’avantage est que les utilisateurs peuvent retirer leurs fonds rapidement sans attendre de contestation. Cependant, pour générer ces preuves zk, le réseau doit disposer d’une puissance de calcul très importante.

zkSync est un projet utilisant ZK Rollup, actuellement déployé sur le réseau principal Ethereum.

L’avenir de Layer 2

Les Rollups émergent comme la solution principale pour le problème de scalabilité de layer 2. De plus en plus de nouveaux projets layer 2 sont lancés, y compris le développement de ponts inter-chaînes pour connecter différentes blockchains.

Il est important de se rappeler que layer 1 et layer 2 ne sont pas des solutions mutuellement exclusives. Au contraire, elles doivent se compléter, combinant leurs avantages respectifs pour renforcer la capacité de traitement et la performance globale du réseau Ethereum.