Auteur : Kyrian Alex ; Traduction : Huohuo/Blockchain en langue vernaculaire
La technologie Blockchain a suscité beaucoup d'attention et d'adoption ces dernières années, mais à mesure que sa popularité ne cesse d'augmenter, le besoin de solutions évolutives est devenu de plus en plus important. **Les solutions de mise à l'échelle des sous-réseaux et de la couche 2 (L2) sont deux approches visant à résoudre les problèmes d'évolutivité dans les réseaux blockchain. **
Dans cet article, nous allons nous plonger dans les subtilités des sous-réseaux et L2, en soulignant leurs différences, avantages, inconvénients, cas d'utilisation et leur potentiel pour l'avenir de la mise à l'échelle de la blockchain.
1. Sous-réseau
1. Comprendre le sous-réseau
**Les sous-réseaux sont des réseaux décentralisés dans l'écosystème de la blockchain qui fonctionnent de manière indépendante et ont leur propre ensemble de règles, de validateurs et de mécanismes de consensus. Ils sont conçus pour améliorer l'évolutivité et améliorer les performances en permettant le traitement parallèle des transactions et des contrats intelligents. **
Dans un réseau de crypto-monnaie tel qu'Ethereum, la chaîne principale peut être encombrée en raison de demandes élevées en matière de transactions et de calculs. Cette congestion peut entraîner des délais de traitement des transactions plus lents et une augmentation des frais. Les sous-réseaux résolvent ce problème en créant des couches ou des sous-chaînes de réseau supplémentaires capables de gérer une partie des transactions et des calculs de contrats intelligents.
Ces sous-réseaux fonctionnent comme des environnements indépendants, chacun avec son propre ensemble de validateurs et de producteurs de blocs, fonctionnant en parallèle avec la chaîne principale. **Ils peuvent traiter indépendamment les transactions et exécuter des contrats intelligents, ce qui réduit la congestion sur la chaîne principale et améliore les performances globales du réseau. **
Les sous-réseaux utilisent souvent différents mécanismes de consensus ou solutions de mise à l'échelle adaptées à leurs besoins spécifiques. Par exemple, ils peuvent utiliser des mécanismes de preuve de participation (PoS) ou de preuve de participation déléguée (DPoS), le sharding ou d'autres solutions de couche 2 pour améliorer l'évolutivité et le débit. En répartissant les charges de travail sur plusieurs sous-réseaux, la capacité et l'efficacité globales du réseau peuvent être considérablement augmentées.
2. Les sous-réseaux les plus connus du secteur incluent :
1) Sous-réseau Avalanche** :** Avalanche est une plate-forme blockchain qui permet aux développeurs de créer des sous-réseaux personnalisés avec leurs propres règles et économie de jetons. Certains des sous-réseaux Avalanche les plus populaires incluent le sous-réseau DeFi Kingdoms, le sous-réseau Aavegotchi et le sous-réseau Pangolin DEX.
2) Sous-réseau du SDK Cosmos : Le SDK Cosmos est un cadre de chaîne de blocs qui permet aux développeurs de créer des chaînes de blocs personnalisées pouvant interagir avec d'autres chaînes de blocs basées sur Cosmos. Certains des sous-réseaux du SDK Cosmos les plus populaires incluent le sous-réseau Binance Smart Chain et le sous-réseau Secret Network.
3) Polkadot Parachains** : **Polkadot est une plateforme de blockchain qui permet aux développeurs de créer des parachains personnalisées, qui sont des blockchains indépendantes sécurisées par la chaîne de relais Polkadot.
4) Near Nightshade Shards : Near est une plate-forme blockchain qui utilise une technique appelée sharding pour faire évoluer son réseau. Les fragments sont des blockchains indépendantes connectées à la quasi-blockchain principale. Certains des fragments proches les plus populaires incluent les fragments Aurora et les fragments Octopus.
5) Chaînes d'opéra Fantom : Fantom est une plate-forme blockchain qui utilise un algorithme de consensus appelé Lachesis pour atteindre un débit élevé et une faible latence. Fantom prend en charge la création d'Opera Chains, qui sont des chaînes de blocs indépendantes pouvant être utilisées à des fins spécifiques.
**Chaque sous-réseau peut avoir son propre ensemble de règles et de mécanismes de gouvernance, permettant plus de flexibilité pour essayer de nouvelles fonctionnalités, protocoles ou mises à niveau sans affecter la stabilité de la chaîne principale. ** De plus, ces sous-réseaux peuvent activer des fonctionnalités spécialisées ou répondre à des cas d'utilisation spécifiques, favorisant ainsi l'innovation et la diversité au sein de l'écosystème de la blockchain.
Deuxième et deuxième étage (L2)
1. Comprendre la deuxième couche (L2)
Les solutions L2 ou de couche 2 font référence à des protocoles ou des cadres auxiliaires construits au-dessus des réseaux de blockchain existants. Leur objectif est de résoudre les problèmes d'évolutivité et d'augmenter l'efficacité des systèmes de blockchain.
Les solutions L2 traitent les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace, en déchargeant le réseau principal de blockchain tout en maintenant la sécurité et la nature sans confiance de la blockchain sous-jacente.
2. Classification de la deuxième couche
Il existe plusieurs types de solutions de couche 2, chacune employant différents mécanismes pour améliorer l'évolutivité. Voici quelques solutions L2 couramment utilisées :
1) Sidechain : Une sidechain est une chaîne indépendante parallèle à la blockchain principale, mais qui y est toujours connectée. Ils permettent des transactions plus rapides et moins chères en traitant les transactions sur des chaînes latérales au lieu de la chaîne principale. Les sidechains peuvent avoir leurs propres mécanismes de consensus, règles et structures de gouvernance, donnant aux développeurs la flexibilité d'optimiser pour des cas d'utilisation spécifiques.
**2) Canaux d'État : **Les canaux d'État permettent aux participants d'effectuer plusieurs transactions hors chaîne sans publier chaque transaction dans la blockchain principale. Ces transactions sont menées en privé entre les participants, seuls les résultats finaux étant enregistrés sur la chaîne principale. Les canaux d'état sont particulièrement utiles pour les applications qui nécessitent des interactions et des microtransactions fréquentes, telles que les jeux et les paiements instantanés.
3) Plasma : Plasma est une technologie de mise à l'échelle qui crée un réseau de chaînes enfants interconnectées, également appelées chaînes Plasma, qui s'exécutent parallèlement à la blockchain principale. Ces sous-chaînes traitent indépendamment les transactions et soumettent régulièrement des données récapitulatives à la chaîne principale afin de réduire la charge sur la chaîne. Plasma offre une évolutivité en agrégeant plusieurs transactions en un seul bloc sur la chaîne principale, augmentant ainsi le débit global du réseau.
4) Rollups : Les rollups sont des solutions de couche 2 qui regroupent plusieurs transactions et soumettent des versions compressées de ces transactions à la chaîne principale. Il existe deux types de cumuls : les cumuls optimistes et les cumuls zk. Les cumuls optimistes reposent sur des preuves de fraude, où les transactions sont initialement traitées hors chaîne et les participants peuvent contester les transactions invalides en soumettant des preuves sur la chaîne principale. D'autre part, les zk-rollups utilisent des preuves à connaissance nulle pour garantir la validité des transactions sans nécessiter de vérification en chaîne de chaque transaction.
Ces solutions de couche 2 offrent différents compromis en termes d'évolutivité, de sécurité et de décentralisation. En déplaçant la majorité du traitement des transactions hors chaîne, les solutions L2 peuvent augmenter considérablement le débit des transactions, réduire les frais et améliorer l'expérience utilisateur. Cependant, il est important de noter que les solutions de couche 2 peuvent introduire une complexité supplémentaire, nécessiter une intégration avec la chaîne principale et impliquer des hypothèses de confiance en fonction de l'implémentation spécifique.
**Actuellement, les L2 les plus connus sont zksync, starknet, optimism et arbitrum. **
3. Comparez le sous-réseau et L2
Les solutions de couche 2 (L2) et les sous-réseaux sont deux méthodes utilisées pour améliorer l'évolutivité et les performances des réseaux blockchain. Cependant, leurs mécanismes sous-jacents et les façons de relever les défis d'évolutivité diffèrent. Voici une comparaison entre L2 et les sous-réseaux :
1. Méthode d'évolutivité :
**- L2 : **Les solutions de couche 2 atteignent l'évolutivité en traitant les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace, déchargeant ainsi la chaîne de blocs principale. Leur objectif est d'augmenter le débit des transactions et de réduire les frais en tirant parti de technologies telles que les chaînes latérales, les canaux d'État, le plasma ou les rollups.
**- Sous-réseaux : ** Les sous-réseaux, quant à eux, se concentrent sur la division du réseau principal de la blockchain en sous-réseaux ou fragments plus petits. Chaque sous-réseau fonctionne indépendamment et gère un sous-ensemble de la charge totale des transactions. En divisant la charge de travail en plusieurs sous-réseaux, l'évolutivité est obtenue en permettant aux transactions d'être traitées en parallèle.
2. La relation avec la chaîne principale :
- L2 : Solutions de couche 2 construites au-dessus du réseau principal de blockchain existant. Ils s'appuient sur la chaîne principale pour garantir la sécurité et le règlement final des transactions. Les solutions L2 soumettent régulièrement des données agrégées ou des preuves à la chaîne principale pour garantir l'intégrité des transactions hors chaîne.
Sous-réseau : Un sous-réseau est une partition ou une chaîne indépendante qui s'exécute en parallèle de la chaîne principale. Ils peuvent avoir leur propre mécanisme de consensus, leurs propres règles et validateurs. Cependant, il existe toujours une connexion entre le sous-réseau et la chaîne principale pour la communication mutuelle, la transmission inter-chaînes ou la synchronisation de certaines données.
3. Compromis :
**- L2 : **Les solutions de couche 2 offrent généralement une évolutivité plus élevée et des vitesses de traitement des transactions plus rapides par rapport à la chaîne principale. Cependant, ils peuvent introduire une complexité supplémentaire, nécessiter une intégration avec la chaîne principale et impliquer des hypothèses de confiance en fonction de la mise en œuvre spécifique.
**- Sous-réseaux : **Les sous-réseaux offrent une évolutivité en permettant un traitement parallèle sur plusieurs chaînes, mais ils peuvent présenter des défis liés à la communication inter-chaînes, à la synchronisation par consensus et au maintien de la sécurité sur les sous-réseaux.
4. Cas d'utilisation :
**- L2 : **Les solutions L2 sont principalement axées sur l'amélioration de l'évolutivité et de la rentabilité des applications blockchain. Les solutions L2 fonctionnent comme une couche supplémentaire au-dessus de la chaîne principale, conçues pour augmenter le débit des transactions et réduire les frais. Pour ce faire, ils effectuent un traitement hors chaîne ou utilisent des mécanismes de consensus alternatifs. Les solutions L2 sont particulièrement avantageuses pour les applications qui nécessitent un débit de transaction élevé et des frais peu élevés, telles que les plateformes de financement décentralisé (DeFi), les jeux et les micropaiements. En tirant parti des solutions L2, ces applications peuvent permettre des transactions plus rapides et moins chères sans compromettre la sécurité et la décentralisation fournies par la chaîne principale sous-jacente.
- Sous-réseaux : Les sous-réseaux sont conçus pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de performances de différentes manières. Les sous-réseaux sont essentiellement des chaînes séparées et indépendantes au sein d'un réseau blockchain. Ils permettent au réseau de gérer des volumes élevés de transactions ou de prendre en charge diverses applications avec des exigences de performances variables. Les sous-réseaux permettent une évolutivité horizontale en répartissant les charges de travail sur plusieurs chaînes, augmentant ainsi la capacité globale du réseau. Avec les sous-réseaux, différentes parties du réseau peuvent fonctionner avec leurs propres mécanismes de consensus, structures de gouvernance et caractéristiques de performance. Cela rend les sous-réseaux idéaux pour les scénarios qui doivent gérer un volume élevé de transactions ou prendre en charge une variété d'applications simultanément.
Quatre, sous-réseau et L2 : avantages et inconvénients
Explorons les avantages et les inconvénients des sous-réseaux et de L2.
1. Les avantages des sous-réseaux :
**1) Évolutivité : **Les sous-réseaux permettent une évolutivité horizontale en divisant le réseau blockchain en sous-réseaux ou fragments plus petits. Cela permet aux transactions d'être traitées en parallèle, ce qui augmente considérablement le débit global des transactions du réseau.
**2) Flexibilité : **Les sous-réseaux offrent la possibilité de personnaliser un sous-réseau spécifique pour différents cas d'utilisation ou applications. Chaque sous-réseau peut avoir son propre mécanisme de consensus, ses règles et ses validateurs, permettant une personnalisation et une optimisation en fonction des exigences des applications exécutées sur ce sous-réseau.
**3) Performances améliorées : **Grâce au traitement parallèle, le sous-réseau peut traiter un grand nombre de transactions en même temps, raccourcissant ainsi le temps de confirmation des transactions et réduisant la latence. Cela rend le sous-réseau adapté aux applications exigeantes et aux scénarios où le traitement des transactions en temps réel est essentiel.
**4) Augmentation de la capacité du réseau : **En répartissant la charge des transactions sur plusieurs sous-réseaux, il étend la capacité du réseau à gérer un grand nombre de transactions, réduisant ainsi la congestion et les goulots d'étranglement potentiels.
2. Inconvénients des sous-réseaux :
**1) Communication entre sous-réseaux : ** L'intercommunication entre les sous-réseaux peut être complexe, nécessitant des mécanismes d'échange de données supplémentaires (tels que la transmission de messages, l'API inter-sous-réseaux, l'échange atomique), la synchronisation par consensus et la transmission inter-chaînes. Assurer une interaction et une interopérabilité transparentes entre les sous-réseaux peut présenter des défis techniques.
Un exemple de scénario d'interfonctionnement de sous-réseaux pourrait être un réseau blockchain avec des sous-réseaux distincts pour différentes industries ou des cas d'utilisation tels que la finance, la chaîne d'approvisionnement et les soins de santé. Ces sous-réseaux peuvent avoir besoin de partager des données ou des actifs au-delà des frontières. La réalisation d'une interaction transparente nécessite le développement de protocoles d'échange de données sécurisés, la mise en œuvre de mécanismes de transfert inter-chaînes pour l'interopérabilité des actifs et la garantie d'une synchronisation consensuelle pour maintenir l'intégrité du réseau. Cela implique simplement beaucoup de travail et expose le sous-réseau à davantage de problèmes de sécurité potentiels.
2) Considérations relatives à la sécurité : La sécurité des sous-réseaux repose sur des mécanismes de consensus et des validateurs individuels au sein de chaque sous-réseau. Le maintien de la sécurité de tous les sous-réseaux et la prévention des attaques ou des violations potentielles peuvent être complexes.
**3) Compromis de décentralisation : **De par sa conception, un sous-réseau peut avoir un compromis entre l'évolutivité et la décentralisation. À mesure que le nombre de sous-réseaux augmente, le nombre de validateurs requis par sous-réseau peut diminuer, ce qui peut conduire à une concentration du pouvoir entre les mains d'un petit nombre de validateurs.
3. Avantages de la L2 :
**1) Évolutivité améliorée : **Les solutions L2 réduisent la charge sur la blockchain principale en traitant les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace. Cela conduit à une plus grande évolutivité, permettant de traiter un grand nombre de transactions rapidement et à moindre coût.
**2) Rentabilité : **Les solutions L2 peuvent réduire considérablement les frais de transaction en traitant les transactions hors chaîne ou en agrégeant plusieurs transactions en une seule transaction en chaîne. Cela rend les applications basées sur la blockchain plus rentables, en particulier pour les cas d'utilisation impliquant des transactions fréquentes et petites.
**3) Confirmation de transaction plus rapide : **En réduisant la dépendance à l'égard de la chaîne principale, L2 peut obtenir une confirmation de transaction plus rapide, améliorer l'expérience utilisateur globale et permettre une finalisation quasi instantanée des transactions.
**4) Compatibilité et interopérabilité : **Les solutions L2 peuvent être conçues pour être compatibles avec l'infrastructure blockchain existante, permettant une intégration transparente avec diverses applications décentralisées (DApps) et protocoles. Cela favorise l'interopérabilité et facilite l'adoption de solutions L2 dans l'écosystème plus large de la blockchain.
4. Inconvénients de la L2 :
**1) Compromis de sécurité : ** En fonction de la mise en œuvre spécifique, les solutions L2 peuvent introduire des compromis de sécurité. Le traitement hors chaîne ou le recours à des entités externes pour la validation des transactions peut nécessiter des hypothèses de confiance et peut introduire de nouveaux vecteurs d'attaque ou vulnérabilités. Supposons que nous ayons un système de paiement basé sur la blockchain qui vise à améliorer l'évolutivité en utilisant une solution L2 appelée réseau de canaux de paiement. Dans ce réseau, les utilisateurs peuvent ouvrir des canaux de paiement entre eux, permettant des transactions hors chaîne plus rapides et moins chères. Le règlement final de ces transactions est enregistré sur la chaîne principale.
Un compromis de sécurité qui accompagne cette solution L2 est la nécessité de faire confiance aux participants du canal de paiement. Étant donné que les transactions se déroulent hors chaîne, les participants doivent avoir confiance que leur contrepartie honorera le solde convenu, plutôt que de tenter de tricher.
Par exemple, supposons qu'Alice et Bob ouvrent un canal de paiement, et qu'Alice et Bob initient plusieurs transactions pour mettre à jour le solde du canal. Cependant, Bob décide de diffuser l'ancien état de la chaîne à la chaîne principale dans le but de restaurer cet état et de réclamer plus de fonds qu'il n'y a droit. C'est ce qu'on appelle une "attaque d'état de canal".
Dans ce cas, si Alice ne surveille pas en permanence le réseau et ne répond pas avec un état de canal correct et mis à jour, elle pourrait perdre des fonds. Ce vecteur d'attaque est introduit en raison de la dépendance à l'égard du traitement hors chaîne et des hypothèses de confiance associées aux participants au canal de paiement.
**2) Complexité d'intégration : ** La mise en œuvre d'une solution L2 et son intégration à la chaîne principale peuvent être complexes et nécessiter des modifications des contrats intelligents ou de l'infrastructure existants. Assurer la compatibilité et une interaction fluide entre L2 et la chaîne principale peut présenter des défis techniques. En effet, les contrats intelligents doivent être conçus pour prendre en charge l'interopérabilité et la communication entre L2 et la chaîne principale. Cela peut impliquer la réécriture de parties de la logique du contrat ou l'introduction de fonctions supplémentaires pour gérer les opérations spécifiques à L2.
**3) Applicabilité limitée : **Les solutions L2 peuvent ne pas convenir à tous les types d'applications blockchain. Certains cas d'utilisation, tels que ceux impliquant des interactions de contrats intelligents complexes ou des exigences de transparence absolue sur la chaîne, peuvent ne pas être bien adaptés aux solutions L2. La raison en est que les solutions L2 impliquent généralement un traitement hors chaîne ou des mécanismes de consensus qui permettent des transactions plus rapides et moins chères, mais elles peuvent sacrifier un certain degré de transparence et de sécurité en chaîne.
5. Conclusion
Le choix entre les sous-réseaux et les réseaux de couche 2 (L2) dépend des besoins spécifiques de l'application. Pour les applications qui privilégient la haute sécurité et la décentralisation, les sous-réseaux peuvent être plus appropriés. D'autre part, les applications qui mettent l'accent sur une faible latence et un débit élevé peuvent préférer les réseaux L2. Il est important d'examiner attentivement ces facteurs lors du choix de l'option, car ils peuvent affecter de manière significative les performances et les fonctionnalités de votre application.
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Sous-réseaux vs L2 : Différences et potentiel de deux solutions de mise à l'échelle de la blockchain
Auteur : Kyrian Alex ; Traduction : Huohuo/Blockchain en langue vernaculaire
La technologie Blockchain a suscité beaucoup d'attention et d'adoption ces dernières années, mais à mesure que sa popularité ne cesse d'augmenter, le besoin de solutions évolutives est devenu de plus en plus important. **Les solutions de mise à l'échelle des sous-réseaux et de la couche 2 (L2) sont deux approches visant à résoudre les problèmes d'évolutivité dans les réseaux blockchain. **
Dans cet article, nous allons nous plonger dans les subtilités des sous-réseaux et L2, en soulignant leurs différences, avantages, inconvénients, cas d'utilisation et leur potentiel pour l'avenir de la mise à l'échelle de la blockchain.
1. Sous-réseau
1. Comprendre le sous-réseau
**Les sous-réseaux sont des réseaux décentralisés dans l'écosystème de la blockchain qui fonctionnent de manière indépendante et ont leur propre ensemble de règles, de validateurs et de mécanismes de consensus. Ils sont conçus pour améliorer l'évolutivité et améliorer les performances en permettant le traitement parallèle des transactions et des contrats intelligents. **
Dans un réseau de crypto-monnaie tel qu'Ethereum, la chaîne principale peut être encombrée en raison de demandes élevées en matière de transactions et de calculs. Cette congestion peut entraîner des délais de traitement des transactions plus lents et une augmentation des frais. Les sous-réseaux résolvent ce problème en créant des couches ou des sous-chaînes de réseau supplémentaires capables de gérer une partie des transactions et des calculs de contrats intelligents.
Ces sous-réseaux fonctionnent comme des environnements indépendants, chacun avec son propre ensemble de validateurs et de producteurs de blocs, fonctionnant en parallèle avec la chaîne principale. **Ils peuvent traiter indépendamment les transactions et exécuter des contrats intelligents, ce qui réduit la congestion sur la chaîne principale et améliore les performances globales du réseau. **
Les sous-réseaux utilisent souvent différents mécanismes de consensus ou solutions de mise à l'échelle adaptées à leurs besoins spécifiques. Par exemple, ils peuvent utiliser des mécanismes de preuve de participation (PoS) ou de preuve de participation déléguée (DPoS), le sharding ou d'autres solutions de couche 2 pour améliorer l'évolutivité et le débit. En répartissant les charges de travail sur plusieurs sous-réseaux, la capacité et l'efficacité globales du réseau peuvent être considérablement augmentées.
2. Les sous-réseaux les plus connus du secteur incluent :
1) Sous-réseau Avalanche** :** Avalanche est une plate-forme blockchain qui permet aux développeurs de créer des sous-réseaux personnalisés avec leurs propres règles et économie de jetons. Certains des sous-réseaux Avalanche les plus populaires incluent le sous-réseau DeFi Kingdoms, le sous-réseau Aavegotchi et le sous-réseau Pangolin DEX.
2) Sous-réseau du SDK Cosmos : Le SDK Cosmos est un cadre de chaîne de blocs qui permet aux développeurs de créer des chaînes de blocs personnalisées pouvant interagir avec d'autres chaînes de blocs basées sur Cosmos. Certains des sous-réseaux du SDK Cosmos les plus populaires incluent le sous-réseau Binance Smart Chain et le sous-réseau Secret Network.
3) Polkadot Parachains** : **Polkadot est une plateforme de blockchain qui permet aux développeurs de créer des parachains personnalisées, qui sont des blockchains indépendantes sécurisées par la chaîne de relais Polkadot.
4) Near Nightshade Shards : Near est une plate-forme blockchain qui utilise une technique appelée sharding pour faire évoluer son réseau. Les fragments sont des blockchains indépendantes connectées à la quasi-blockchain principale. Certains des fragments proches les plus populaires incluent les fragments Aurora et les fragments Octopus.
5) Chaînes d'opéra Fantom : Fantom est une plate-forme blockchain qui utilise un algorithme de consensus appelé Lachesis pour atteindre un débit élevé et une faible latence. Fantom prend en charge la création d'Opera Chains, qui sont des chaînes de blocs indépendantes pouvant être utilisées à des fins spécifiques.
**Chaque sous-réseau peut avoir son propre ensemble de règles et de mécanismes de gouvernance, permettant plus de flexibilité pour essayer de nouvelles fonctionnalités, protocoles ou mises à niveau sans affecter la stabilité de la chaîne principale. ** De plus, ces sous-réseaux peuvent activer des fonctionnalités spécialisées ou répondre à des cas d'utilisation spécifiques, favorisant ainsi l'innovation et la diversité au sein de l'écosystème de la blockchain.
Deuxième et deuxième étage (L2)
1. Comprendre la deuxième couche (L2)
Les solutions L2 ou de couche 2 font référence à des protocoles ou des cadres auxiliaires construits au-dessus des réseaux de blockchain existants. Leur objectif est de résoudre les problèmes d'évolutivité et d'augmenter l'efficacité des systèmes de blockchain.
Les solutions L2 traitent les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace, en déchargeant le réseau principal de blockchain tout en maintenant la sécurité et la nature sans confiance de la blockchain sous-jacente.
2. Classification de la deuxième couche
Il existe plusieurs types de solutions de couche 2, chacune employant différents mécanismes pour améliorer l'évolutivité. Voici quelques solutions L2 couramment utilisées :
1) Sidechain : Une sidechain est une chaîne indépendante parallèle à la blockchain principale, mais qui y est toujours connectée. Ils permettent des transactions plus rapides et moins chères en traitant les transactions sur des chaînes latérales au lieu de la chaîne principale. Les sidechains peuvent avoir leurs propres mécanismes de consensus, règles et structures de gouvernance, donnant aux développeurs la flexibilité d'optimiser pour des cas d'utilisation spécifiques.
**2) Canaux d'État : **Les canaux d'État permettent aux participants d'effectuer plusieurs transactions hors chaîne sans publier chaque transaction dans la blockchain principale. Ces transactions sont menées en privé entre les participants, seuls les résultats finaux étant enregistrés sur la chaîne principale. Les canaux d'état sont particulièrement utiles pour les applications qui nécessitent des interactions et des microtransactions fréquentes, telles que les jeux et les paiements instantanés.
3) Plasma : Plasma est une technologie de mise à l'échelle qui crée un réseau de chaînes enfants interconnectées, également appelées chaînes Plasma, qui s'exécutent parallèlement à la blockchain principale. Ces sous-chaînes traitent indépendamment les transactions et soumettent régulièrement des données récapitulatives à la chaîne principale afin de réduire la charge sur la chaîne. Plasma offre une évolutivité en agrégeant plusieurs transactions en un seul bloc sur la chaîne principale, augmentant ainsi le débit global du réseau.
4) Rollups : Les rollups sont des solutions de couche 2 qui regroupent plusieurs transactions et soumettent des versions compressées de ces transactions à la chaîne principale. Il existe deux types de cumuls : les cumuls optimistes et les cumuls zk. Les cumuls optimistes reposent sur des preuves de fraude, où les transactions sont initialement traitées hors chaîne et les participants peuvent contester les transactions invalides en soumettant des preuves sur la chaîne principale. D'autre part, les zk-rollups utilisent des preuves à connaissance nulle pour garantir la validité des transactions sans nécessiter de vérification en chaîne de chaque transaction.
Ces solutions de couche 2 offrent différents compromis en termes d'évolutivité, de sécurité et de décentralisation. En déplaçant la majorité du traitement des transactions hors chaîne, les solutions L2 peuvent augmenter considérablement le débit des transactions, réduire les frais et améliorer l'expérience utilisateur. Cependant, il est important de noter que les solutions de couche 2 peuvent introduire une complexité supplémentaire, nécessiter une intégration avec la chaîne principale et impliquer des hypothèses de confiance en fonction de l'implémentation spécifique.
**Actuellement, les L2 les plus connus sont zksync, starknet, optimism et arbitrum. **
3. Comparez le sous-réseau et L2
Les solutions de couche 2 (L2) et les sous-réseaux sont deux méthodes utilisées pour améliorer l'évolutivité et les performances des réseaux blockchain. Cependant, leurs mécanismes sous-jacents et les façons de relever les défis d'évolutivité diffèrent. Voici une comparaison entre L2 et les sous-réseaux :
1. Méthode d'évolutivité :
**- L2 : **Les solutions de couche 2 atteignent l'évolutivité en traitant les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace, déchargeant ainsi la chaîne de blocs principale. Leur objectif est d'augmenter le débit des transactions et de réduire les frais en tirant parti de technologies telles que les chaînes latérales, les canaux d'État, le plasma ou les rollups.
**- Sous-réseaux : ** Les sous-réseaux, quant à eux, se concentrent sur la division du réseau principal de la blockchain en sous-réseaux ou fragments plus petits. Chaque sous-réseau fonctionne indépendamment et gère un sous-ensemble de la charge totale des transactions. En divisant la charge de travail en plusieurs sous-réseaux, l'évolutivité est obtenue en permettant aux transactions d'être traitées en parallèle.
2. La relation avec la chaîne principale :
- L2 : Solutions de couche 2 construites au-dessus du réseau principal de blockchain existant. Ils s'appuient sur la chaîne principale pour garantir la sécurité et le règlement final des transactions. Les solutions L2 soumettent régulièrement des données agrégées ou des preuves à la chaîne principale pour garantir l'intégrité des transactions hors chaîne.
3. Compromis :
**- L2 : **Les solutions de couche 2 offrent généralement une évolutivité plus élevée et des vitesses de traitement des transactions plus rapides par rapport à la chaîne principale. Cependant, ils peuvent introduire une complexité supplémentaire, nécessiter une intégration avec la chaîne principale et impliquer des hypothèses de confiance en fonction de la mise en œuvre spécifique.
**- Sous-réseaux : **Les sous-réseaux offrent une évolutivité en permettant un traitement parallèle sur plusieurs chaînes, mais ils peuvent présenter des défis liés à la communication inter-chaînes, à la synchronisation par consensus et au maintien de la sécurité sur les sous-réseaux.
4. Cas d'utilisation :
**- L2 : **Les solutions L2 sont principalement axées sur l'amélioration de l'évolutivité et de la rentabilité des applications blockchain. Les solutions L2 fonctionnent comme une couche supplémentaire au-dessus de la chaîne principale, conçues pour augmenter le débit des transactions et réduire les frais. Pour ce faire, ils effectuent un traitement hors chaîne ou utilisent des mécanismes de consensus alternatifs. Les solutions L2 sont particulièrement avantageuses pour les applications qui nécessitent un débit de transaction élevé et des frais peu élevés, telles que les plateformes de financement décentralisé (DeFi), les jeux et les micropaiements. En tirant parti des solutions L2, ces applications peuvent permettre des transactions plus rapides et moins chères sans compromettre la sécurité et la décentralisation fournies par la chaîne principale sous-jacente.
- Sous-réseaux : Les sous-réseaux sont conçus pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de performances de différentes manières. Les sous-réseaux sont essentiellement des chaînes séparées et indépendantes au sein d'un réseau blockchain. Ils permettent au réseau de gérer des volumes élevés de transactions ou de prendre en charge diverses applications avec des exigences de performances variables. Les sous-réseaux permettent une évolutivité horizontale en répartissant les charges de travail sur plusieurs chaînes, augmentant ainsi la capacité globale du réseau. Avec les sous-réseaux, différentes parties du réseau peuvent fonctionner avec leurs propres mécanismes de consensus, structures de gouvernance et caractéristiques de performance. Cela rend les sous-réseaux idéaux pour les scénarios qui doivent gérer un volume élevé de transactions ou prendre en charge une variété d'applications simultanément.
Quatre, sous-réseau et L2 : avantages et inconvénients
Explorons les avantages et les inconvénients des sous-réseaux et de L2.
1. Les avantages des sous-réseaux :
**1) Évolutivité : **Les sous-réseaux permettent une évolutivité horizontale en divisant le réseau blockchain en sous-réseaux ou fragments plus petits. Cela permet aux transactions d'être traitées en parallèle, ce qui augmente considérablement le débit global des transactions du réseau.
**2) Flexibilité : **Les sous-réseaux offrent la possibilité de personnaliser un sous-réseau spécifique pour différents cas d'utilisation ou applications. Chaque sous-réseau peut avoir son propre mécanisme de consensus, ses règles et ses validateurs, permettant une personnalisation et une optimisation en fonction des exigences des applications exécutées sur ce sous-réseau.
**3) Performances améliorées : **Grâce au traitement parallèle, le sous-réseau peut traiter un grand nombre de transactions en même temps, raccourcissant ainsi le temps de confirmation des transactions et réduisant la latence. Cela rend le sous-réseau adapté aux applications exigeantes et aux scénarios où le traitement des transactions en temps réel est essentiel.
**4) Augmentation de la capacité du réseau : **En répartissant la charge des transactions sur plusieurs sous-réseaux, il étend la capacité du réseau à gérer un grand nombre de transactions, réduisant ainsi la congestion et les goulots d'étranglement potentiels.
2. Inconvénients des sous-réseaux :
**1) Communication entre sous-réseaux : ** L'intercommunication entre les sous-réseaux peut être complexe, nécessitant des mécanismes d'échange de données supplémentaires (tels que la transmission de messages, l'API inter-sous-réseaux, l'échange atomique), la synchronisation par consensus et la transmission inter-chaînes. Assurer une interaction et une interopérabilité transparentes entre les sous-réseaux peut présenter des défis techniques.
Un exemple de scénario d'interfonctionnement de sous-réseaux pourrait être un réseau blockchain avec des sous-réseaux distincts pour différentes industries ou des cas d'utilisation tels que la finance, la chaîne d'approvisionnement et les soins de santé. Ces sous-réseaux peuvent avoir besoin de partager des données ou des actifs au-delà des frontières. La réalisation d'une interaction transparente nécessite le développement de protocoles d'échange de données sécurisés, la mise en œuvre de mécanismes de transfert inter-chaînes pour l'interopérabilité des actifs et la garantie d'une synchronisation consensuelle pour maintenir l'intégrité du réseau. Cela implique simplement beaucoup de travail et expose le sous-réseau à davantage de problèmes de sécurité potentiels.
2) Considérations relatives à la sécurité : La sécurité des sous-réseaux repose sur des mécanismes de consensus et des validateurs individuels au sein de chaque sous-réseau. Le maintien de la sécurité de tous les sous-réseaux et la prévention des attaques ou des violations potentielles peuvent être complexes.
**3) Compromis de décentralisation : **De par sa conception, un sous-réseau peut avoir un compromis entre l'évolutivité et la décentralisation. À mesure que le nombre de sous-réseaux augmente, le nombre de validateurs requis par sous-réseau peut diminuer, ce qui peut conduire à une concentration du pouvoir entre les mains d'un petit nombre de validateurs.
3. Avantages de la L2 :
**1) Évolutivité améliorée : **Les solutions L2 réduisent la charge sur la blockchain principale en traitant les transactions hors chaîne ou de manière plus efficace. Cela conduit à une plus grande évolutivité, permettant de traiter un grand nombre de transactions rapidement et à moindre coût.
**2) Rentabilité : **Les solutions L2 peuvent réduire considérablement les frais de transaction en traitant les transactions hors chaîne ou en agrégeant plusieurs transactions en une seule transaction en chaîne. Cela rend les applications basées sur la blockchain plus rentables, en particulier pour les cas d'utilisation impliquant des transactions fréquentes et petites.
**3) Confirmation de transaction plus rapide : **En réduisant la dépendance à l'égard de la chaîne principale, L2 peut obtenir une confirmation de transaction plus rapide, améliorer l'expérience utilisateur globale et permettre une finalisation quasi instantanée des transactions.
**4) Compatibilité et interopérabilité : **Les solutions L2 peuvent être conçues pour être compatibles avec l'infrastructure blockchain existante, permettant une intégration transparente avec diverses applications décentralisées (DApps) et protocoles. Cela favorise l'interopérabilité et facilite l'adoption de solutions L2 dans l'écosystème plus large de la blockchain.
4. Inconvénients de la L2 :
**1) Compromis de sécurité : ** En fonction de la mise en œuvre spécifique, les solutions L2 peuvent introduire des compromis de sécurité. Le traitement hors chaîne ou le recours à des entités externes pour la validation des transactions peut nécessiter des hypothèses de confiance et peut introduire de nouveaux vecteurs d'attaque ou vulnérabilités. Supposons que nous ayons un système de paiement basé sur la blockchain qui vise à améliorer l'évolutivité en utilisant une solution L2 appelée réseau de canaux de paiement. Dans ce réseau, les utilisateurs peuvent ouvrir des canaux de paiement entre eux, permettant des transactions hors chaîne plus rapides et moins chères. Le règlement final de ces transactions est enregistré sur la chaîne principale.
Un compromis de sécurité qui accompagne cette solution L2 est la nécessité de faire confiance aux participants du canal de paiement. Étant donné que les transactions se déroulent hors chaîne, les participants doivent avoir confiance que leur contrepartie honorera le solde convenu, plutôt que de tenter de tricher.
Par exemple, supposons qu'Alice et Bob ouvrent un canal de paiement, et qu'Alice et Bob initient plusieurs transactions pour mettre à jour le solde du canal. Cependant, Bob décide de diffuser l'ancien état de la chaîne à la chaîne principale dans le but de restaurer cet état et de réclamer plus de fonds qu'il n'y a droit. C'est ce qu'on appelle une "attaque d'état de canal".
Dans ce cas, si Alice ne surveille pas en permanence le réseau et ne répond pas avec un état de canal correct et mis à jour, elle pourrait perdre des fonds. Ce vecteur d'attaque est introduit en raison de la dépendance à l'égard du traitement hors chaîne et des hypothèses de confiance associées aux participants au canal de paiement.
**2) Complexité d'intégration : ** La mise en œuvre d'une solution L2 et son intégration à la chaîne principale peuvent être complexes et nécessiter des modifications des contrats intelligents ou de l'infrastructure existants. Assurer la compatibilité et une interaction fluide entre L2 et la chaîne principale peut présenter des défis techniques. En effet, les contrats intelligents doivent être conçus pour prendre en charge l'interopérabilité et la communication entre L2 et la chaîne principale. Cela peut impliquer la réécriture de parties de la logique du contrat ou l'introduction de fonctions supplémentaires pour gérer les opérations spécifiques à L2.
**3) Applicabilité limitée : **Les solutions L2 peuvent ne pas convenir à tous les types d'applications blockchain. Certains cas d'utilisation, tels que ceux impliquant des interactions de contrats intelligents complexes ou des exigences de transparence absolue sur la chaîne, peuvent ne pas être bien adaptés aux solutions L2. La raison en est que les solutions L2 impliquent généralement un traitement hors chaîne ou des mécanismes de consensus qui permettent des transactions plus rapides et moins chères, mais elles peuvent sacrifier un certain degré de transparence et de sécurité en chaîne.
5. Conclusion
Le choix entre les sous-réseaux et les réseaux de couche 2 (L2) dépend des besoins spécifiques de l'application. Pour les applications qui privilégient la haute sécurité et la décentralisation, les sous-réseaux peuvent être plus appropriés. D'autre part, les applications qui mettent l'accent sur une faible latence et un débit élevé peuvent préférer les réseaux L2. Il est important d'examiner attentivement ces facteurs lors du choix de l'option, car ils peuvent affecter de manière significative les performances et les fonctionnalités de votre application.