Les solutions de Layer 2

Les solutions de Layer 2 (couche 2), ou L2, sont des réseaux et des protocoles bâtis au-dessus d'une blockchain principale pour prendre en charge une partie de sa charge de travail. Dans ce schéma, la blockchain principale est appelée couche 1, ou L1. L'idée est simple : traiter l'essentiel de l'activité dans un système séparé et ne renvoyer vers la chaîne principale que des données résumées, accompagnées de garanties de leur exactitude.

Pourquoi le Layer 2 existe

Des blockchains comme Bitcoin et Ethereum privilégient la décentralisation et la sécurité : chaque transaction est vérifiée par de nombreux participants indépendants. Le revers, c'est un débit limité. Quand davantage de gens veulent effectuer des transactions que les blocs ne peuvent en contenir, ils se disputent l'espace et les frais augmentent.

Il est possible d'augmenter la capacité de la L1 elle-même, mais cela rend souvent plus difficile l'exploitation d'un nœud et le réseau moins accessible aux participants indépendants. Le Layer 2 emprunte une autre voie : la chaîne principale reste l'arbitre de confiance, tandis que l'activité à gros volume se déroule ailleurs.

Le fonctionnement dans les grandes lignes

La plupart des L2 suivent un schéma similaire :

Un utilisateur transfère des fonds de la chaîne principale vers la L2 via un contrat intelligent spécial appelé pont (bridge).
Au sein de la L2, les transactions sont rapides et moins chères, car un système séparé les traite.
De temps à autre, la L2 regroupe de nombreuses transactions en un lot et publie des données à son sujet sur la chaîne principale.
Quand l'utilisateur veut partir, il retire ses fonds en repassant par le pont.

Le coût de publication d'un lot sur la L1 est réparti entre toutes les transactions qu'il contient : chaque opération individuelle paie donc bien moins.

Les rollups

Le type de L2 le plus courant aujourd'hui sur Ethereum est le rollup, qui regroupe des centaines de transactions en un seul enregistrement sur la chaîne principale. Il en existe deux grandes conceptions.

Les rollups optimistes

Ces systèmes partent du principe que chaque lot est valide par défaut, d'où leur nom. Une fois un lot publié, il existe toutefois une période de contestation pendant laquelle n'importe qui peut prouver que les données sont fausses en soumettant une preuve de fraude. En raison de ce délai, un retrait standard vers la chaîne principale peut prendre plusieurs jours. Des ponts tiers proposent des sorties plus rapides, mais ils ajoutent un intermédiaire et une couche de risque supplémentaires.

Les rollups ZK

Les rollups ZK, qui tirent leur nom des preuves à divulgation nulle de connaissance (zero-knowledge proofs), publient une preuve de validité cryptographique avec chaque lot. Un contrat intelligent sur la chaîne principale vérifie la preuve et, si elle est correcte, le lot est accepté. Il n'y a pas de période de contestation à attendre, mais générer ces preuves demande beaucoup de calcul et l'ingénierie est complexe.

Autres approches

Les canaux de paiement. Deux parties ouvrent un canal, échangent de nombreux paiements hors chaîne et n'enregistrent que l'ouverture et la fermeture sur la chaîne principale. Le Lightning Network de Bitcoin repose sur ce principe.
Les sidechains (chaînes latérales). Ce sont des blockchains distinctes, avec leurs propres validateurs, reliées à la chaîne principale par un pont. À strictement parler, on ne les compte souvent pas parmi les L2, car leur sécurité ne provient pas de la chaîne principale.

Avantages et compromis

Ce qu'apportent les L2 :

des frais plus bas et des confirmations plus rapides ;
la compatibilité avec de nombreuses applications de la chaîne principale ;
la possibilité de s'appuyer sur la sécurité de la L1 plutôt que de la construire de zéro.

Faiblesses et risques :

Les séquenceurs. Dans de nombreuses L2, un opérateur unique décide de l'ordre des transactions. S'il tombe en panne, le réseau peut cesser temporairement de traiter l'activité, et en théorie l'opérateur pourrait retarder certaines transactions.
Les clés de mise à jour. Les équipes peuvent souvent modifier le code des contrats intelligents de la L2. C'est utile pour corriger des bugs, mais cela suppose de faire confiance à quiconque contrôle ces clés.
Les ponts. Les ponts détiennent des montants importants, ce qui en fait des cibles attrayantes. Un bug dans un pont peut entraîner la perte de fonds.
La fragmentation. Les fonds et les utilisateurs sont dispersés entre de nombreuses L2, et déplacer des actifs de l'une à l'autre n'est pas toujours simple.
Les erreurs de réseau. Envoyer des jetons sur le mauvais réseau est une erreur de débutant fréquente. Une adresse peut sembler identique sur différents réseaux, et pourtant les fonds aboutissent là où le destinataire ne les attend pas.

En bref

Les solutions de Layer 2 aident les blockchains à absorber davantage d'activité sans renoncer à la sécurité de la chaîne principale. Les rollups, les canaux de paiement et les conceptions apparentées réduisent les frais et accélèrent les opérations, mais introduisent de nouvelles hypothèses de confiance : séquenceurs, ponts et droits de mise à jour. Mieux vaut comprendre le fonctionnement d'une L2 donnée avant d'y transférer des fonds.