Table des matières
Introduction
Problèmes d'évolutivité de la blockchain
Qu'est-ce qu'une solution de mise à l'échelle hors chaîne ?
Introduction aux chaînes latérales
Qu'est-ce qu'une chaîne latérale ?
Comment fonctionnent les sidechains
Pourquoi utiliser des sidechains ?
Présentation du canal de paiement
Quels sont les canaux de paiement ?
Comment fonctionnent les canaux de paiement
chemin de paiement
Résumer
Introduction
D'une manière générale, l'évolutivité fait référence à la capacité d'un système à se développer continuellement en réponse à des demandes croissantes. En informatique, vous pouvez améliorer les performances de votre ordinateur et effectuer certaines tâches plus rapidement grâce à des mises à niveau matérielles. Lorsqu’il s’agit d’évolutivité de la blockchain, cela fait généralement référence à l’amélioration des performances afin que davantage de transactions puissent être traitées.
Les protocoles tels que Bitcoin présentent de nombreux avantages, mais ils manquent d’évolutivité. Si Bitcoin fonctionnait sur une base de données centralisée, il serait beaucoup plus facile pour les administrateurs d'augmenter la vitesse de traitement et le débit. Cependant, la proposition de valeur de Bitcoin (telle que la résistance à la censure) nécessite que de nombreux participants travaillent ensemble pour synchroniser les copies de la blockchain.
Problèmes d'évolutivité de la blockchain
Les nœuds Bitcoin sont relativement peu coûteux à exploiter, et même les équipements bas de gamme peuvent faire l’affaire. Cependant, des milliers de nœuds doivent être maintenus à jour, ce qui limite la capacité.
La limite supérieure d'un bloc est généralement fixée au nombre de transactions pouvant être traitées sur la chaîne pour empêcher les données de devenir incontrôlables. Si l'incrément de données est trop important et le taux de croissance trop rapide, les nœuds risquent de ne pas être en mesure de suivre le rythme. De plus, si un bloc est trop volumineux, il sera difficile de le relayer rapidement sur le réseau.
Lorsque cela se produit, nous nous trouvons face à un goulot d’étranglement. Nous pouvons considérer la blockchain comme un service ferroviaire avec des intervalles de départ fixes. Les places sont limitées dans chaque voiture et les passagers doivent enchérir pour obtenir un billet. Si tout le monde souhaite monter à bord du train, le tarif augmentera naturellement. De même, un réseau saturé de transactions non confirmées obligerait les utilisateurs à payer des frais exorbitants afin que leurs transactions soient prioritaires.
Une solution consiste à étendre le chariot. À mesure que le nombre de sièges augmente, le flux de passagers augmente et le prix des billets diminue. Toutefois, les wagons risquent d’être toujours aussi pleins qu’auparavant. Les wagons ne peuvent pas être continuellement élargis, tout comme les limites des taxes de bloc et de carburant ne peuvent pas être augmentées indéfiniment. Les frais de gaz s'ajoutent au coût de maintien des nœuds dans le réseau, car les nœuds ne peuvent rester synchronisés que grâce à des mises à niveau matérielles.
Vitalik Buterin, le créateur d'Ethereum, a proposé le « trilemme » de l'évolutivité pour discuter des défis auxquels est confrontée la blockchain. Il estime que les protocoles doivent équilibrer l’évolutivité, la sécurité et la décentralisation. Les trois sont contradictoires. Si deux d’entre eux sont trop renforcés, le troisième sera considérablement réduit.
Par conséquent, beaucoup pensent que l’évolutivité devrait être obtenue hors chaîne, tandis que la sécurité et la décentralisation devraient être maximisées sur la blockchain elle-même.
Qu'est-ce qu'une solution de mise à l'échelle hors chaîne ?
L'expansion hors chaîne fait référence à une méthode qui prend en charge l'exécution des transactions mais ne permet pas à la blockchain de se développer. Le protocole en chaîne permet aux utilisateurs d'envoyer et de recevoir des fonds, mais les transactions n'apparaîtront pas immédiatement sur la chaîne principale. À cet égard, nous examinerons deux des développements les plus notables : les sidechains et les canaux de paiement.
Introduction aux chaînes latérales
Qu'est-ce qu'une chaîne latérale ?
Les sidechains sont des blockchains indépendantes, mais pas des plates-formes indépendantes, et sont liées dans une certaine mesure à la chaîne principale. La chaîne principale et la chaîne latérale peuvent interopérer, c'est-à-dire que les actifs peuvent circuler librement entre la chaîne principale et la chaîne latérale.
Il existe de nombreuses façons d’assurer un transfert de fonds fluide. Dans certains cas, les fonds peuvent être déposés à une adresse spéciale et les actifs de la chaîne principale peuvent être transférés vers la chaîne latérale. À ce stade, les fonds ne sont pas réellement transférés, mais sont verrouillés à l'adresse et la chaîne latérale recevra le montant correspondant. Une approche plus directe (qui peut favoriser la centralisation) consiste à envoyer les fonds à un dépositaire, qui utilise la marge pour échanger des fonds contre la chaîne latérale.
Comment fonctionnent les sidechains
Disons que notre amie Alice possède cinq Bitcoins. Elle espère l'échanger contre cinq devises équivalentes dans la chaîne latérale Bitcoin (nous les appelons « pièces de chaîne latérale »). La sidechain dont nous avons discuté est une cheville bidirectionnelle, où les utilisateurs peuvent transférer leurs actifs de la chaîne principale vers la sidechain et vice versa.
N’oubliez pas que les sidechains sont des blockchains indépendantes avec différents blocs, nœuds et mécanismes de vérification. Afin d'obtenir des pièces sidechain, Alice lui enverra cinq bitcoins à une autre adresse. L'adresse peut appartenir à quelqu'un. Après avoir reçu les Bitcoins, le propriétaire de l'adresse crédite ces 5 pièces sidechain à l'adresse sidechain d'Alice. De plus, l'adresse peut avoir une sorte de configuration sans confiance maximale, le logiciel créditant automatiquement les pièces sidechain lorsqu'il détecte le paiement.
Alice a converti ses avoirs Bitcoin en pièces sidechain. Elle peut également travailler à l’envers, en convertissant les pièces sidechain en Bitcoin. Après avoir possédé l'actif sur la chaîne latérale, elle peut désormais négocier librement sur cette blockchain indépendante. Tout comme la chaîne principale, elle peut envoyer ou recevoir des pièces sidechain d’autres personnes.
Par exemple, elle peut payer à Bob une pièce sidechain pour acheter un sweat à capuche Binance. Lorsqu’elle souhaite échanger ses bitcoins, elle peut envoyer les quatre pièces sidechain restantes à une adresse spéciale. Une fois la transaction confirmée, les quatre Bitcoins seront débloqués et transférés à l'adresse qu'elle contrôle sur la chaîne principale.
Pourquoi utiliser des sidechains ?
Vous vous demandez peut-être pourquoi vous utiliseriez des sidechains. N'est-il pas acceptable qu'Alice utilise simplement la blockchain Bitcoin ?
La réponse est que les sidechains peuvent avoir des fonctionnalités que Bitcoin n’a pas. La blockchain est un système de transaction hors chaîne soigneusement conçu. Bien que Bitcoin soit la cryptomonnaie décentralisée la plus sécurisée, elle n’est pas encore leader en termes de débit. Bien que les transactions Bitcoin soient plus rapides que les méthodes traditionnelles, la vitesse est légèrement inférieure à celle des autres systèmes blockchain. Les blocs ne peuvent être extraits que toutes les dix minutes, et lorsque le réseau est encombré, les frais peuvent augmenter considérablement.
Mais nous devons admettre que les petits paiements quotidiens ne nécessitent pas du tout un niveau de sécurité aussi élevé. Si Alice va acheter du café, elle n'attendra certainement pas que la transaction soit confirmée. Si tel est le cas, sa transaction sera toujours dans la file d’attente et au moment où la transaction sera confirmée, son café sera froid.
Les sidechains ne sont pas soumis à cette règle. Cela fonctionne même sans utiliser de preuve de travail. Vous êtes libre de choisir le mécanisme de consensus, de faire confiance à un seul validateur ou d’ajuster n’importe quel nombre de paramètres. Les sidechains peuvent mettre en œuvre des mises à niveau non disponibles sur la chaîne principale, générer des blocs plus gros et effectuer des règlements rapides.
Fait intéressant, même si la chaîne latérale tourne terriblement mal, cela n’affectera pas la chaîne de base. De cette manière, ils peuvent servir de plates-formes expérimentales pour lancer des fonctionnalités qui devraient dominer la majorité du consensus du réseau.
Si les utilisateurs sont satisfaits des transactions hors chaîne, les sidechains peuvent constituer une étape essentielle pour une mise à l’échelle efficace. Le nœud de la chaîne principale n'a pas besoin de stocker toutes les transactions de la chaîne latérale. Alice peut entrer dans la sidechain avec une seule transaction Bitcoin, effectuer des centaines de transactions en devises sidechain, puis sortir. En ce qui concerne la blockchain Bitcoin, elle n’a réalisé que deux opérations : une entrée et une sortie.
Ethereum Plasma est similaire, mais il existe des différences significatives. Veuillez lire « Qu'est-ce que l'Ethereum Plasma (Plasma) ? » ",Apprendre encore plus:
Présentation du canal de paiement
Quels sont les canaux de paiement ?
Les canaux de paiement remplissent le même objectif que les sidechains en termes d’évolutivité, mais ils sont fondamentalement différents. Semblables aux sidechains, les canaux de paiement séparent les transactions de la chaîne principale, empêchant ainsi la blockchain de s’étendre de manière illimitée. Cependant, la différence avec les sidechains est qu’elles n’ont pas besoin de s’appuyer sur une blockchain indépendante,
Les canaux de paiement prennent en charge les transactions des utilisateurs via des contrats intelligents sans qu'il soit nécessaire de publier les transactions sur la blockchain. Il fonctionne en utilisant un logiciel pour faire respecter l'accord entre les deux participants.
Comment fonctionnent les canaux de paiement
Dans le modèle populaire Lightning Network, les deux parties déposent d’abord les jetons dans une adresse détenue conjointement. Il s'agit d'une adresse multi-signatures qui nécessite deux signatures pour dépenser des fonds. Par conséquent, si Alice et Bob créent une telle adresse, les fonds ne peuvent être transférés que par consentement mutuel.
Supposons que les deux personnes déposent 10 Bitcoins à la même adresse et que le solde de l’adresse soit de 20 Bitcoins. Ils sont capables de déterminer facilement le solde initial, à savoir qu’Alice et Bob disposent chacun de 10 Bitcoins. Si Alice doit transférer une pièce à Bob, le grand livre peut être mis à jour comme suit : Alice possède 9 Bitcoins et Bob possède 11 Bitcoins. Ils n’ont pas besoin de publier des transactions sur la blockchain pour mettre à jour leurs soldes.
Une fois toutes les transactions terminées, disons qu'Alice possède 5 Bitcoins et Bob en possède 15. Ils peuvent créer des transactions, envoyer ces soldes à leurs adresses respectives, les signer et les diffuser sur la chaîne.
Alice et Bob auraient pu enregistrer des dizaines, des centaines, voire des milliers de transactions dans le grand livre. Mais au niveau de la blockchain, ils n'ont effectué que deux opérations en chaîne : l'une était la transaction de financement initiale et l'autre redistribuait le solde une fois la transaction terminée. À l'exception des deux points ci-dessus, toutes les autres transactions sont effectuées hors chaîne, sans frais de traitement et avec une finalisation presque instantanée. Les deux parties n'ont pas à payer de frais de mineur ni à attendre les confirmations de blocage.
Bien entendu, les exemples évoqués ci-dessus reposent sur une compréhension mutuelle et une coopération étroite entre les parties à la transaction et ne conviennent pas aux étrangers. Cependant, des mécanismes spéciaux peuvent également être utilisés pour punir la fraude et permettre à des parties inconnues d'effectuer des transactions en toute sécurité.
chemin de paiement
Pour les deux parties effectuant des transactions fréquentes, les canaux de paiement sont évidemment plus pratiques et plus rapides. Cette approche s’améliore également de jour en jour. Le réseau de ces canaux peut être enrichi et optimisé en permanence, permettant à Alice de rémunérer des bénéficiaires avec lesquels elle n'a pas de contact direct. Si Bob et Carol ouvrent un canal de paiement, Alice peut payer Carol via ce canal tant que la capacité est suffisante. Elle peut d'abord payer via le canal de paiement de Bob, et Bob transfère les fonds vers le canal de Carol. La même opération peut être effectuée si Carol est connectée à un autre participant, Dan.
Cette structure de réseau a finalement évolué vers une topologie distribuée, dans laquelle n'importe qui peut se connecter à plusieurs nœuds homologues. Il existe de nombreux canaux de paiement et les utilisateurs peuvent choisir indépendamment le canal le plus efficace.
Résumer
Ci-dessus, nous avons discuté de deux scénarios d’évolutivité. Les deux permettent d’effectuer des transactions sans alourdir la charge sur la blockchain sous-jacente. Les sidechains et les canaux de paiement sont encore immatures, mais sont adoptés par un nombre croissant d'utilisateurs qui souhaitent contourner les pièges des transactions de base.
Au fil du temps, à mesure que les utilisateurs continuent de rejoindre le réseau, le maintien de la décentralisation est crucial. Pour atteindre cet objectif, la croissance de la capacité de la blockchain peut être limitée afin que de nouveaux nœuds puissent être ajoutés à tout moment. Les partisans des solutions d'évolutivité hors chaîne estiment qu'avec le développement de la technologie, la chaîne principale ne servira à l'avenir qu'aux transactions de grande valeur, ou ne sera utilisée que pour accéder/déconnecter les chaînes latérales et ouvrir/fermer les canaux de paiement.
