Qu’est-ce que l’évolutivité dans la blockchain ? Une explication simple

Alors 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, peut-être, comme le plus grand problème de l’industrie cryptographique.

Mais qu’entend-on exactement par « 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 désigne la capacité d’un système ou d’un processus à continuer de fonctionner malgré des changements de volume ou d’échelle. De la même manière, l’évolutivité de la blockchain fait référence à la capacité d’un protocole blockchain à continuer à 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 de blockchain s’efforcent d’être décentralisés, sécurisés et évolutifs, mais qu’ils n’atteignent que deux de ces propriétés. Et la caractéristique 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 (arriérés de paiements) et des frais plus élevés. En revanche, une blockchain évolutive peut traiter un volume élevé de transactions par seconde (TPS) sans dégradation de la sécurité, de l’expérience utilisateur et des frais, ou de la prise de décision (obtention d’un consensus avec un vaste réseau d’acteurs peer-to-peer).

Trois paramètres clés déterminent l’évolutivité d’un protocole de blockchain :

1. Latence: Le temps nécessaire pour diffuser les transactions aux nœuds du réseau et rassembler leurs réponses pour parvenir à un consensus influe sur l’évolutivité. Un temps de latence plus faible se traduit par un réseau plus évolutif.
2. 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.
3. Coût: Les ressources (puissance de calcul, bande passante, etc.) requises pour faire fonctionner une blockchain déterminent son évolutivité. Plus de ressources signifierait 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 la participation, il pourrait ne pas y avoir de participants au réseau.

La plupart des nouveaux protocoles de blockchain, comme Solana, sont plus évolutifs que les anciens protocoles 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 des économies et des bases d’utilisateurs gigantesques, elles doivent être évolutives. Les gens n’adopteront pas les protocoles de 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 sa 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 de blockchain ont mis en œuvre de nombreuses techniques pour améliorer la latence, le débit et le coût sans sacrifier la sécurité et la décentralisation. Cependant, aucune solution n’a pu résoudre le trilemme de la blockchain, d’autant plus qu’un certain nombre d’entre elles sacrifient la décentralisation ou la sécurité.

Par conséquent, les protocoles de blockchain utilisent généralement plusieurs solutions pour améliorer l’évolutivité de la blockchain.

Ces techniques peuvent être classées en trois grandes solutions.

1. Solutions de la couche 1

Ici, l’objectif est d’améliorer le réseau de la blockchain primaire pour qu’il puisse gérer des transactions plus importantes. Il peut s’agir de solutions telles que l’agrandissement des blocs, la réduction des délais de transaction ou la collecte plus rapide des réponses en vue d’un consensus.

Les solutions de niveau 1 sont mises en œuvre sur la 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’une fourche de blockchain.

Par exemple, Bitcoin a activé Segregated Witness (SegWit) par le biais d’un soft fork en 2017. Ce changement a augmenté les limites de taille des blocs du protocole et l’efficacité des transactions. Plus tard dans l’année, une fourche dure a conduit à la création de Bitcoin Cash (BCH), une blockchain alternative avec des tailles de blocs plus importantes, des temps de transaction plus courts et des frais de transaction moins élevés.

La blockchain Ethereum a également subi un hard fork en 2022. L’algorithme de consensus du protocole est passé de la preuve de travail à la preuve d’enjeu. Il s’agissait de la première phase de l’introduction du sharding, qui, selon M. Buterin, permettra de faire évoluer le réseau.

Le partage de la blockchain est une solution de niveau 1, bien qu’elle ne nécessite pas de fork. Il s’agit plutôt de diviser le réseau en partitions plus petites – les shards – afin de répartir et d’améliorer le traitement des transactions. Alors qu’Ethereum prévoit de mettre en œuvre le sharding en 2023, la blockchain Zilliqa compte déjà quatre shards, ce qui permet de réduire les délais et les frais de transaction et d’améliorer la satisfaction des utilisateurs.

2. Solutions de la couche 2

Contrairement aux solutions de la couche 1 mises en œuvre sur le protocole de base de la blockchain, les solutions de la couche 2 augmentent l’évolutivité de la blockchain en déplaçant certaines transactions ou certains processus hors de la chaîne. Il s’agit de canaux et de rollups secondaires construits sur la base du protocole de base de la blockchain pour gérer des volumes de transactions plus importants.

• Canaux d’État: Avec un canal d’état, deux parties ou plus peuvent effectuer une transaction rapide, hors de la chaîne, tout en permettant que la finalité de la transaction soit réglée sur la chaîne. Par exemple, le Lightning Network fonctionne au-dessus de la blockchain Bitcoin et permet des transactions Bitcoin en dehors de la blockchain principale. À l’aide de contrats intelligents, les transactions sont scellées. Ensuite, la transaction et sa finalité sont ajoutées à la blockchain principale, ce qui permet la résolution des litiges et la fermeture de la chaîne. Le réseau Raiden, construit sur Ethereum, est un autre exemple de canal d’État.
• Rollups: Pendant ce temps, les rollups – optimistes ou à connaissance nulle, par exemple – exécutent des transactions en dehors de la chaîne et soumettent ensuite les données de la transaction ou la preuve de validité au protocole principal de la chaîne de blocs, où un consensus sera atteint. Loopring et Aztec sont de bons exemples de rollups à connaissance nulle, tandis qu’Arbitrium One et Optimism sont des exemples de rollups optimistes.

Il existe en outre d’autres différences entre les blockchains de couche 1 et de couche 2.

3. Nouvelles chaînes

Différentes formes de nouvelles chaînes – sidechains, plasma chains et Validium chains – 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 robuste d’Ethereum et s’appuie sur elle.

Bien que ces solutions soient parfois appelées solutions de niveau 2, elles sont tout à fait distinctes. Les solutions de niveau 2 sont des extensions de leur homologue de niveau 1 et fonctionnent généralement en ligne avec le cœur de la blockchain. Cependant, les sidechains, les plasma chains et les Validium chains sont des blockchains plus indépendantes avec des connexions à leur homologue de la couche 1. Elles sont généralement responsables de leur sécurité, des algorithmes de consensus ou des paramètres des blocs.

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. Cependant, elle 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 de la technologie blockchain est prometteur si elle peut évoluer durablement sans sacrifier la décentralisation et la sécurité.