Le bitcoin a toujours été au cœur de la crypto. Cependant, de par sa conception, il traite un nombre limité de transactions par seconde, ce qui entraîne des temps de transaction plus lents et des frais plus élevés, en particulier pendant les périodes de forte demande.

Ce problème de scalabilité est exacerbé par la réduction périodique des récompenses en bloc, ce qui réduit les incitations pour les mineurs et peut entraîner des frais de transaction plus élevés.

Alors, comment Bitcoin peut-il évoluer pour répondre aux demandes croissantes de l’écosystème DeFi en pleine expansion sans sacrifier ses principes fondamentaux ? C’est là que les L2 Bitcoin entrent en jeu.

Plongeons et explorons le monde des Bitcoin L2s.

Pourquoi L2 sur Bitcoin?

Vous vous demandez peut-être pourquoi nous avons besoin de L2 pour Bitcoin alors qu'il existe déjà tant de chaînes et d'écosystèmes plus rapides qui semblent bien gérer l'activité DeFi.

Pour répondre à cette question, nous devons comprendre les limites actuelles de Bitcoin, son contexte historique et la valeur unique qu'il apporte à l'espace des crypto-monnaies.

Les principales limites de Bitcoin :

1. Scalabilité : Bitcoin ne peut traiter que environ 7-10 transactions par seconde (TPS) en raison de son temps de bloc de 10 minutes et de sa taille de bloc de 1 Mo. Ce débit est insuffisant pour une monnaie mondiale. Par conséquent, lors des périodes de forte demande, les utilisateurs subissent des retards et des frais supplémentaires car les mineurs donnent la priorité aux transactions avec des frais plus élevés.
2. Programmabilité limitée : le langage de script de Bitcoin est intentionnellement restreint, ce qui limite les opérations complexes ou les contrats intelligents.

Ces limitations ont été reconnues dès les premiers jours de Bitcoin. Peu de temps après son lancement en 2009, les développeurs ont commencé à construire des applications et des couches au-dessus du réseau Bitcoin. Un exemple précoce est Litecoin, créé comme une fourchette de Bitcoin pour améliorer le débit des transactions. Ces tentatives ont souligné la nécessité de solutions d'évolutivité sur Bitcoin lui-même.

Image via CoinTrade

Ajoutant à ces défis est le mécanisme de halving de Bitcoin. Tous les quatre ans, la récompense de bloc pour les mineurs est réduite de moitié, ce qui pourrait entraîner:

• Moins de sécurité: Moins de mineurs peuvent se permettre de continuer à miner, ce qui diminue la sécurité globale du réseau.
• Centralisation potentielle : seuls les mineurs à grande échelle avec des coûts plus faibles peuvent survivre, ce qui conduit à un ensemble de mineurs plus centralisé.
• Augmentation des frais de transaction : Si le prix du Bitcoin ne monte pas suffisamment pour compenser la baisse des récompenses, les mineurs peuvent donner la priorité aux transactions avec des frais de priorité plus élevés, augmentant ainsi les coûts de transaction pour tous.

C’est là que les L2 entrent en jeu, offrant plusieurs avantages pour contrer les limites de Bitcoin :

1. Augmentation du débit des transactions : les L2 peuvent traiter des centaines de transactions par seconde hors chaîne.
2. Réduction des frais : en regroupant les transactions et en les réglant en groupes sur la chaîne principale, les L2 réduisent considérablement les coûts par transaction.
3. Introduction de la programmabilité : les L2 permettent la fonctionnalité des contrats intelligents sans modifier la couche de base de Bitcoin.
4. Des confirmations plus rapides : les transactions L2 peuvent être presque instantanées, avec un règlement final sur la chaîne principale intervenant ultérieurement.

Mais pourquoi construire sur Bitcoin alors que d'autres chaînes offrent une vitesse élevée et une programmabilité native?

Bitcoin et Ethereum sont tous deux confrontés à une forte demande de la part d’une base d’utilisateurs croissante. Alors qu’Ethereum prend en charge la plupart des applications DeFi et NFT, Bitcoin se concentre principalement sur le transfert de valeur. Cette différence influence la façon dont les solutions L2 sont mises en œuvre sur chaque chaîne.

Les L2s Bitcoin fonctionnent différemment des L2s Ethereum. La différence fondamentale entre les L2s Bitcoin et les L2s Ethereum réside dans leur objectif principal et leurs cas d'utilisation :

• Les solutions L2 Bitcoin améliorent principalement la scalabilité et l'efficacité des transferts de valeur simples et des micro-paiements. Au-delà de la scalabilité, les projets L2 Bitcoin visent également à introduire la programmabilité dans le réseau Bitcoin. Bien que Bitcoin ne supporte pas nativement une machine virtuelle, les solutions L2 développent des couches d'exécution qui exécutent des machines virtuelles. Cela ajoute indirectement des capacités de contrats intelligents à Bitcoin, lui permettant de prendre en charge plus d'applications.
• Les L2 d'Ethereum sont conçues pour mettre à l'échelle les calculs complexes et les interactions impliquant des contrats intelligents et des applications. L'objectif ici est de gérer un grand volume de transactions hors chaîne tout en assurant la sécurité via la chaîne principale d'Ethereum.

Les avantages de construire sur Bitcoin incluent:

• Capturer la valeur inutilisée du Bitcoin : une partie importante de l'offre de Bitcoin reste inactive dans les portefeuilles. Les L2 programmables peuvent activer ce capital dormant, favorisant ainsi une adoption accrue et une liquidité pour l'ensemble de l'écosystème Bitcoin.
• Exploiter la liquidité et la notoriété de Bitcoin : Bitcoin possède la plus grande liquidité de tous les actifs cryptographiques, avec une capitalisation boursière dépassant 1 billion de dollars. Cela permet aux applications de puiser dans un vaste pool de capitaux et une base d'utilisateurs bien établie.
• Héritage de la sécurité de Bitcoin : Le taux de hachage élevé de Bitcoin et son réseau décentralisé en font l'une des blockchains les plus sécurisées. Les solutions de couche 2 peuvent exploiter ce modèle de sécurité robuste.

Alors que les L2 peuvent aider à étendre l'écosystème de Bitcoin au-delà d'un simple magasin de valeur, ils compromettent actuellement sa sécurité et sa décentralisation fondamentales en raison du manque de vérification native, introduisant de nouvelles hypothèses de sécurité. Malgré ces défis, les L2 offrent un moyen pour Bitcoin de devenir un écosystème plus dynamique et programmable tout en s'efforçant de maintenir ses propriétés essentielles de sécurité et de résistance à la censure.

Sous le capot des L2s Bitcoin

Avant d'approfondir, clarifions la différence entre les rollups et les L2 : Les rollups sont conçus pour regrouper et mettre à l'échelle les transactions, tandis que les L2s regroupent une gamme plus large de solutions visant à améliorer la scalabilité et l'efficacité.

TLDR: Chaque L2 est un Rollup, mais tous les Rollups ne sont pas des L2.

Les rollups sont conçus pour regrouper et mettre à l'échelle les transactions de manière efficace. Les L2, tout en incluant des rollups, offrent une gamme plus large de fonctionnalités. Celles-ci peuvent inclure une fonctionnalité de contrat intelligent, des jetons natifs et parfois des mécanismes de vérification séparés. En bref, on peut considérer un L2 comme un rollup avec des fonctionnalités supplémentaires.

Avec cela à l'esprit, comprenons comment fonctionnent différents types de niveaux 2 Bitcoin :

canaux d'état

Les canaux d'état permettent aux parties de mener plusieurs transactions hors chaîne. Le canal est ouvert en créant une adresse multi-signature sur la chaîne principale, que les deux parties financent. Elles peuvent ensuite effectuer des transactions hors chaîne, seules les transactions d'ouverture et de fermeture étant enregistrées sur la chaîne principale, ce qui rend le processus rapide et rentable.

Lorsque les parties décident de mettre fin à la transaction, elles ferment le canal en consolidant toutes les transactions hors chaîne en une transaction finale qui est enregistrée sur le réseau principal de Bitcoin. Cela garantit que de nombreuses petites transactions ne bloquent pas le réseau.

Chaque fois qu'un nouveau participant souhaite rejoindre, un nouveau canal d'état est ouvert. Cette configuration garantit que toute mise à jour des états de transaction nécessite le consentement de toutes les parties impliquées, empêchant toute partie unique de mettre à jour malicieusement l'état.

Voici comment fonctionnent les canaux d'état:

• Alice et Bob créent une adresse multi-signature sur la chaîne Bitcoin.
• Déposez les Bitcoins à cette adresse.
• Cette transaction de configuration est enregistrée sur la blockchain.
• Ils effectuent des transactions en mettant à jour un bilan partagé en privé.
• Chaque transaction est signée par les deux mais n'est pas diffusée à la chaîne.
• Le nouveau solde après chaque transaction est signé par les deux parties comme preuve.
• Ces mises à jour dans le grand livre restent hors chaîne.
• Une fois terminé, ils conviennent du solde final.
• Ils créent et signent une transaction de clôture reflétant ce solde final.
• Cet état final est diffusé à la chaîne.
• La chaîne Bitcoin vérifie et enregistre la transaction finale.

Seules les transactions d'ouverture et de clôture sont enregistrées sur la chaîne principale, rendant le processus efficace. Les canaux d'état permettent de réaliser plusieurs transactions rapides et bon marché hors chaîne, avec seulement les états initial et final enregistrés sur la blockchain, réduisant la charge et améliorant l'efficacité.

Un excellent exemple de canaux d'état sur Bitcoin est Réseau Lightning, il permet aux utilisateurs de créer des canaux de paiement bidirectionnels, ce qui réduit considérablement la congestion.

Sidechains

Les sidechains sont des blockchains séparées fonctionnant en parallèle du réseau principal Bitcoin. Ils permettent des opérations plus complexes et une plus grande flexibilité, car les actifs peuvent se déplacer entre la chaîne principale et les sidechains. Les sidechains peuvent fonctionner selon des règles et des mécanismes de consensus différents, améliorant la fonctionnalité de Bitcoin sans surcharger la chaîne principale.

Comprendons cela avec un exemple:

• Alice verrouille son Bitcoin dans une adresse spéciale sur la chaîne principale de Bitcoin.
• Cette action lui crédite un montant équivalent de jetons sur la sidechain.
• La transaction de verrouillage est enregistrée sur la chaîne principale.
• Alice peut maintenant utiliser ces jetons de sidechain pour effectuer des transactions ou exécuter des contrats intelligents.
• Les transactions sur la chaîne latérale sont traitées selon ses propres règles et son mécanisme de consensus, indépendamment de la chaîne principale.
• Quand Alice veut rapatrier ses actifs sur la chaîne principale, elle lance un transfert sur la sidechain.
• La sidechain envoie une preuve du transfert à la chaîne principale Bitcoin.
• La blockchain principale vérifie la preuve provenant de la sidechain.
• Une fois vérifié, le Bitcoin original d'Alice est débloqué et lui est restitué sur la chaîne principale.

Les sidechains permettent des opérations complexes et une plus grande flexibilité, fonctionnant en parallèle du réseau principal Bitcoin. Ils réduisent la charge sur la blockchain principale tout en permettant des fonctionnalités avancées et une évolutivité.

Bitcoin a déjà des sidechains comme le Réseau Liquid, ce qui permet des transactions plus rapides, des échanges privés et Rootstock , un L2 qui convertit Bitcoin en smart bitcoins (RBTC) pour déployer des contrats intelligents, élargissant les cas d'utilisation de Bitcoin au-delà des simples transactions.

Rollups

Les Rollups regroupent plusieurs transactions hors chaîne, puis soumettent une seule transaction récapitulative à la chaîne principale. Ce processus réduit considérablement la charge sur la chaîne principale tout en maintenant la sécurité.

Image via Global X ETFs

• Un rollup collecte plusieurs transactions hors chaîne. Par exemple, Bob envoie 1 Bitcoin à Carol, et Dave envoie 2 Bitcoin à Emma.
• Le rollup traite ces transactions et met à jour les soldes des utilisateurs hors chaîne.
• Le rollup crée un résumé des transactions regroupées, montrant les soldes finaux de Bob, Carol, Dave et Emma.
• Le rollup soumet ce résumé à la chaîne principale Bitcoin.
• Une fois vérifié, la blockchain met à jour les soldes en fonction de ce résumé.

Cela permet à plusieurs transactions d’être traitées efficacement hors chaîne, avec un seul résumé devant être vérifié et enregistré sur la blockchain principale. À l’heure actuelle, divers projets visent à mettre cela en œuvre sur Bitcoin, mais le plus grand obstacle est le manque de programmabilité de Bitcoin.

Des exemples notables incluent BOB(Construit sur Bitcoin), un L2 compatible avec l'EVM actuellement sur le testnet public;Citrea, un rollup souverain optimiste récemment annoncé prévoyant d'utiliser BitVM (dont nous parlerons dans le prochain article) pour le règlement; Alpen, une couche rollup modulaire, et BitcoinOSparSovryn, qui vise à créer un «superchaîne de rollups” avec compatibilité cross-rollup.

La plupart de ces initiatives adoptent initialement une approche de rollup optimiste, permettant un développement et un déploiement plus rapides tout en bénéficiant du modèle de sécurité existant de Bitcoin. Cependant, de nombreux projets, y compris BOB, ont exprimé leur intention de passer ultérieurement à des zk-rollups à mesure que la technologie s'améliore.

Le passage aux zk-rollups vise à améliorer davantage l'évolutivité, la confidentialité et la sécurité à long terme, potentiellement en transformant l'écosystème de Bitcoin pour rivaliser avec la fonctionnalité des nouvelles chaînes de blocs tout en conservant ses forces principales.

Comparaison des solutions d'évolutivité de Bitcoin

Réflexions finales

Les L2 Bitcoin visent à améliorer l'activité du réseau et à utiliser les bitcoins dormants en augmentant la scalabilité et la vitesse des transactions. Malgré leur potentiel, ces solutions sont confrontées à des défis d'adoption en raison de la concurrence des chaînes programmables existantes de la couche 1 et des problèmes de sécurité inhérents.

Un des principaux problèmes est que les solutions de couche 2 de Bitcoin nécessitent souvent des hypothèses de confiance supplémentaires, ce qui les rend moins sécurisées que les L2 d'Ethereum. La vérification native, qui permettrait à Bitcoin de valider directement les transactions de la couche 2, pourrait simplifier le modèle de sécurité, rendant les L2 de Bitcoin plus sûres et efficaces.

La liaison de BTC à ses L2 est également difficile en raison du besoin de mécanismes sûrs et fiables. Les conceptions de pont actuelles comprennent des solutions à faible confiance comme tBTC, reposant sur plusieurs parties, et des ponts de garde tels que WBTC, gérés par des gardiens centralisés. De nouvelles propositions telles que BitVM visent des ponts sans confiance utilisant des preuves ZK avancées mais sont confrontées à des défis de gestion de liquidité et à une augmentation des charges de transactions sur la chaîne.

La promesse des L2 Bitcoin s'étend au-delà de Bitcoin lui-même, avec des canaux d'état potentiellement applicables à d'autres écosystèmes comme EVM et Solana pour améliorer les applications à faible latence telles que les jeux et les échanges perpétuels

L'avenir des L2 de Bitcoin est incertain. Ils ont le potentiel de débloquer une valeur significative mais pourraient également rencontrer des difficultés d'adoption. Néanmoins, nous chez LI.FIs'engagent à soutenir la croissance et l'innovation de l'écosystème Bitcoin. Nous soutenons déjà des L2 Bitcoin comme RootstocketThorchainpour des échanges de Bitcoin natifs et nous intégrons davantage d'applications et de chaînes pour offrir les meilleures expériences à nos partenaires et utilisateurs.

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