Si la cryptographie ne peut pas évoluer, elle ne sera jamais adoptée à grande échelle.
À mesure que de plus en plus d’individus et d’organisations utilisent la technologie blockchain, l’évolutivité est devenue plus importante. Vous avez probablement rencontré ce terme comme le plus gros problème de l’industrie de la cryptographie.
Mais que signifie exactement « évolutivité », en particulier en ce qui concerne la technologie blockchain, et pourquoi est-ce si important ?
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain?
« L'évolutivité » fait référence à la capacité d'un système ou d'un processus à continuer de fonctionner malgré des changements de volume ou d'échelle. De même, l’évolutivité de la blockchain fait référence à la capacité d’un protocole blockchain à continuer de fonctionner de manière optimale – sans augmentation des coûts – lorsqu’il y a plus de transactions, de données et d’utilisateurs.
Vitalik Buterin suggère [PDF] que les protocoles blockchain s'efforcent d'être décentralisés, sécurisés et évolutifs, mais qu'ils n'atteignent que deux de ces propriétés. Et la fonctionnalité la plus souvent sacrifiée est l’évolutivité.
Lorsqu'une blockchain n'est pas évolutive, elle traite les transactions lentement, ce qui peut entraîner une congestion du réseau (arriéré de paiements) et des frais plus élevés. Parallèlement, une blockchain évolutive peut gérer un volume élevé de transactions par seconde (TPS) sans diminution sécurité, expérience utilisateur et frais, ou prise de décision (parvenir à un consensus avec un vaste réseau de peer-to-peer) acteurs).
Trois indicateurs clés déterminent l'évolutivité d'un protocole blockchain :
- Latence: Le temps nécessaire pour diffuser les transactions vers les nœuds du réseau et rassembler leurs réponses pour parvenir à un consensus affecte l'évolutivité. Une latence plus faible se traduit par un réseau plus évolutif.
- Débit: L'évolutivité d'un protocole blockchain dépend également du nombre de transactions qu'il peut traiter par seconde. Un débit plus élevé se traduit par un réseau plus évolutif.
- Coût: Les ressources (puissance de calcul, bande passante, etc.) nécessaires au fonctionnement d'une blockchain déterminent son évolutivité. Plus de ressources signifieraient des incitations plus élevées pour le réseau, en particulier pour un plus grand nombre de participants au réseau. Si les incitations ne sont pas proportionnelles au coût de participation, il se peut qu'il n'y ait aucun participant au réseau.
La plupart des protocoles blockchain les plus récents comme Solana sont plus évolutifs que les protocoles plus anciens comme Bitcoin; cependant, ils y parviennent généralement au prix d’un système de sécurité plus faible ou d’une plus grande centralisation.
Pour que les blockchains puissent soutenir d’énormes économies et bases d’utilisateurs, elles doivent être évolutives. Les gens n’adopteront pas les protocoles blockchain s’ils sont lents et coûteux, d’autant plus qu’il existe des options traditionnelles rapides et bon marché. Par exemple, il est plus rapide et moins cher d’utiliser VISA pour payer votre pizza que d’utiliser Bitcoin. D’où l’importance de l’évolutivité de la blockchain.
3 méthodes clés pour faire évoluer la blockchain
Plusieurs protocoles blockchain ont mis en œuvre de nombreuses techniques pour améliorer la latence, le débit et les coûts sans sacrifier la sécurité et la décentralisation. Cependant, aucune solution n’a permis de résoudre le trilemme de la blockchain, d’autant plus que nombre d’entre eux sacrifient la décentralisation ou la sécurité.
En conséquence, les protocoles blockchain emploient généralement plusieurs solutions pour améliorer l’évolutivité de la blockchain.
Ces techniques peuvent être classées en trois grandes solutions.
1. Solutions de couche 1
Ici, l’objectif est d’améliorer le réseau blockchain principal pour gérer les transactions usées. Cela peut inclure des solutions telles que l’augmentation de la taille des blocs, la réduction des délais de transaction ou la collecte plus rapide des réponses pour parvenir à un consensus.
Les solutions de couche 1 sont mises en œuvre en chaîne, en se concentrant sur l'amélioration du protocole de base de la blockchain sans impliquer de cadre secondaire. Généralement, ces améliorations sont apportées à l’aide d’un fork blockchain.
Par exemple, Témoin séparé activé par Bitcoin (SegWit) via un soft fork en 2017. Ce changement a augmenté les limites de taille de bloc du protocole et l'efficacité des transactions. Plus tard cette année-là, un hard fork a conduit à la création de Bitcoin Cash (BCH), une blockchain alternative avec des blocs de plus grande taille, des délais de transaction plus courts et des frais de transaction inférieurs.
La blockchain Ethereum a également réalisé un hard fork en 2022. Cela a fait passer l'algorithme de consensus du protocole de preuve de travail à preuve d'enjeu. Il s'agissait de la première phase de l'introduction du sharding, qui Buterin croit permettra d’étendre davantage le réseau.
Partage de blockchain est une solution de couche 1, même si elle ne nécessite pas de fork. Au lieu de cela, cela implique de diviser le réseau en partitions plus petites (shards) pour répartir et améliorer le traitement des transactions. Alors qu'Ethereum cherche à mettre en œuvre le partitionnement dans le courant de 2023, la blockchain Zilliqa dispose déjà de quatre fragments, ce qui réduit les temps de transaction, réduit les frais de transaction et améliore la satisfaction des utilisateurs.
2. Solutions de couche 2
Contrairement aux solutions de couche 1 mises en œuvre sur le protocole blockchain principal, les solutions de couche 2 augmentent l'évolutivité de la blockchain en déplaçant certaines transactions ou processus hors chaîne. Il s'agit de cadres secondaires (canaux d'état et cumuls) construits sur la base du protocole blockchain principal pour gérer l'augmentation des volumes de transactions.
- Chaînes d'État: Avec un canal étatique, deux parties ou plus peuvent effectuer des transactions rapidement, hors chaîne, tout en permettant de régler le caractère définitif de la transaction en chaîne. Par exemple, Le réseau Lightning fonctionne au-dessus de la blockchain Bitcoin et permet les transactions Bitcoin en dehors de la blockchain principale. Grâce aux contrats intelligents, les transactions sont bouclées. Ensuite, la transaction et sa finalité sont ajoutées à la blockchain principale, permettant la résolution des litiges et la fermeture du canal. Un autre exemple de chaîne publique est le réseau Raiden construit sur Ethereum.
- Cumuls: Pendant ce temps, les rollups (optimistes ou sans connaissance, par exemple) exécutent des transactions hors chaîne, puis soumettre les données de transaction ou la preuve de validité au protocole principal de la blockchain, où un consensus sera trouvé atteint. Loopring et Aztec sont de bons exemples de cumuls sans connaissance, tandis que Arbitrium One et optimisme sont des exemples de cumuls optimistes.
Par ailleurs, il existe d'autres différences entre les blockchains de couche 1 et de couche 2.
3. Nouvelles chaînes
Différentes formes de nouvelles chaînes (sidechains, chaînes plasma et chaînes Validium) peuvent être créées pour favoriser un traitement efficace des transactions. Par exemple, Polygon est une sidechain Ethereum avec des spécifications personnalisées pour répondre à des besoins spécifiques, mais elle bénéficie toujours de la base solide d'Ethereum et s'appuie sur celle-ci.
Bien que ces solutions soient parfois appelées solutions de couche 2, elles sont tout à fait distinctes. Les solutions de couche 2 sont des extensions de leur homologue de couche 1 et fonctionnent généralement conformément à la blockchain principale. Cependant, les chaînes latérales, les chaînes plasma et les chaînes Validium sont des blockchains plus indépendantes avec des connexions à leur homologue de couche 1. Ils assument généralement la responsabilité de leur sécurité, de leurs algorithmes de consensus ou de leurs paramètres de blocage.
Pas d'évolutivité de la blockchain, pas d'adoption massive
La technologie Blockchain a le potentiel de changer le monde tel que nous le connaissons. Toutefois, cela ne changera pas le monde si l’évolutivité reste une limitation, car il n’y aura pas d’adoption massive.
De la numérisation des actifs aux entreprises utilisant la technologie blockchain pour optimiser les processus, l'avenir est brillant pour la technologie blockchain si elle peut évoluer de manière durable sans sacrifier la décentralisation et sécurité.
