Couches Bitcoin : Tapisserie d'une ère financière sans confiance est un rapport de recherche sur les développements survenant dans l'écosystème Bitcoin. Le rapport a été rédigé par l'équipe de The Spartan Group, Kyle Ellicott, et un certain nombre d'experts qui ont offert leurs commentaires et leurs idées et ont généreusement donné de leur temps pour examiner la version finale que vous lisez aujourd'hui. Ce segment est le deuxième d'une série de quatre publications du rapport.

Auteurs / contributeurs

Kyle Ellicott , Yan Ma, Darius Tan, Melody He

L'évolution de la thèse Bitcoin

Depuis la création de Bitcoin en janvier 2009, son rôle et son potentiel ont considérablement évolué. Beaucoup ont d’abord considéré le bitcoin comme une couverture contre l’inflation, un SoV et une lueur d’espoir dans la démocratisation des systèmes financiers. Ce n’est que récemment que son rôle dans l’élaboration de l’avenir des applications décentralisées (dApps) est devenu un point central. En 2023, près de quatorze ans après son lancement, cette évolution est devenue évidente alors qu’Ethereum connaissait un succès croissant avec les applications et que la domination de Bitcoin en tant qu’actif s’est accrue par rapport à Ethereum, et que les développeurs ont introduit de nombreuses « couches » d’infrastructure au-dessus du réseau central de Bitcoin (Layer-1 ou L1). Ces couches de Bitcoin, améliorant l’évolutivité et la programmabilité, capitalisent sur la stabilité et la sécurité de Bitcoin tout en puisant dans ses plus de 850 milliards de dollars + et en augmentant son capital improductif sans altérer le L1. Nous constatons maintenant des avancées significatives dans les couches de Bitcoin, leur permettant d’agir sur l’actif BTC et d’hériter de la sécurité et de la finalité de la réorganisation de Bitcoin tout en surmontant ses limites en termes de programmabilité et de performances. À l’avenir, ces couches d’infrastructure additives, uniques à l’écosystème Bitcoin, deviendront la pierre angulaire sur laquelle beaucoup chercheront à construire leurs applications.

Malgré ces progrès, une grande partie de l'infrastructure nécessaire reste au stade de développement et expérimental. Le voyage n'est pas sans précédent. En 2017, des projets NFT et de jetons précoces ont inondé le réseau Ethereum, entraînant des transactions ralenties et des frais de transaction élevés. Cela a ravivé l'ambition de la communauté des développeurs de construire une infrastructure plus robuste, offrant la scalabilité et la flexibilité nécessaires pour que le réseau puisse supporter même une fraction des demandes d'applications potentielles. La communauté Ethereum a débattu et expérimenté plusieurs approches et a opté pour une approche en couches pour la performance et la scalabilité, menant à une utilisation optimale d'Ethereum (Couche-2 ou L2) avec des milliards de valeur totale bloquée (TVL). L'expérience avec Ethereum offre des perspectives précieuses pour Bitcoin en matière de mise à l'échelle, de croissance et de décentralisation des applications et de leurs réseaux sous-jacents.

À l’instar d’Ethereum, le bitcoin a connu un moment charnière avec l’introduction des ordinaux et un changement vers la « construction du bitcoin ». Bitcoin a récemment connu un moment comparable, près de six ans plus tard, grâce à la sortie d’Ordinals (basé sur la théorie ordinale et la possibilité d’inscrire des données sur la chaîne Bitcoin) et au nouveau changement de culture de « Building on Bitcoin ». Ce changement a déclenché une révolution de développement dans l’infrastructure et les couches de mise à l’échelle au-dessus de la L1 de Bitcoin. Nous assistons maintenant non seulement à de nouvelles normes de protocole et de jetons (BRC-20, etc.), mais aussi au développement de nouvelles L2 Bitcoin qui ont commencé à déverrouiller l’économie Bitcoin et à donner un aperçu du potentiel de déblocage de 850 milliards de dollars + de capital dormant et de la technologie la plus stable et la plus testée de l’industrie à ce jour. En conséquence, la thèse du bitcoin est en train d’être redéfinie : le bitcoin n’est plus seulement un SoV ou un actif, il est en train d’émerger comme une infrastructure fondamentale au sein de sa propre économie en expansion. En établissant des parallèles avec la trajectoire de croissance d’Ethereum, l’écosystème Bitcoin connaîtra probablement des pics d’adoption par les utilisateurs entraînés par des cas d’utilisation viraux qui déclenchent le volant d’inertie. Ceci, à son tour, attirera plus de développeurs et augmentera la TVL des applications de l’écosystème. Si l’on considère que la capitalisation boursière de 850 milliards de dollars de Bitcoin est environ 3,1 fois supérieure à celle des 270 milliards de dollars d’Ethereum, alors que sa TVL d’application n’est actuellement qu’une infime fraction d’environ 320 millions de dollars par rapport aux 76 milliards de dollars d’Ethereum, ce scénario présente une opportunité de croissance potentielle de 740 fois pour l’écosystème Bitcoin d’atteindre le même niveau de maturité sur le front des applications qu’Ethereum. sans compter les afflux de liquidités supplémentaires une fois que l’écosystème aura pris de l’ampleur.

Potentiel de marché massif des contrats intelligents Bitcoin

Le réseau contre l’actif

Pour comprendre la narration changeante, il est nécessaire de faire une distinction entre Bitcoin, le Réseau (c'est-à-dire Bitcoin Core, Bitcoin L1, Bitcoin Blockchain) et BTC, l'actif numérique. Il y a eu une confusion constante pour beaucoup car le terme "Bitcoin" lui-même peut faire référence aux deux, qui sont très différents tout en étant profondément liés. Pour éviter toute confusion, ce rapport adopte la norme de capitaliser Bitcoin lorsqu'il est question du réseau et d'utiliser BTC pour le jeton ou l'actif numérique.

• Le réseau Bitcoin est entré en service peu de temps après la publication, le 31 octobre 2008, du célèbre livre blanc introduisant un système de paiement électronique pair à pair. Son bloc de genèse a ensuite été miné le 3 janvier 2009. Depuis sa publication, le réseau est resté stable, tandis que d'autres réseaux ont connu des périodes d'arrêt, des attaques, et plus encore, prouvant sa viabilité en tant que couche L1 ultime. Bitcoin a montré qu'il peut offrir une confiance sans intermédiaire centralisé et agir en tant que couche de règlement décentralisée ultime pour les transactions, les actifs et les futures applications. Cependant, il a été difficile de développer des applications autres que l'actif BTC lui-même sur Bitcoin en raison de son manque de programmabilité flexible et de l'incapacité à écrire de manière fiable sur le réseau depuis l'extérieur. Bitcoin est différent d'Ethereum de cette manière importante : il ne prend pas en charge nativement les contrats intelligents qui permettent aux applications décentralisées d'utiliser le BTC comme actif ou de régler leurs transactions sur le Bitcoin L1.
• BTC, l'actif numérique, a traditionnellement été considéré comme une réserve de valeur et une couverture contre l'inflation face aux marchés financiers mondiaux turbulents. Pour la première fois, sa création a permis d'obtenir un actif numérique, sans permission, résistant à la censure et rare à l'échelle mondiale. Il est resté le principal crypto-actif, avec une capitalisation boursière de plus de 850 milliards de dollars et 1,25 billion de dollars à son pic en novembre 2021. Pourtant, même aujourd'hui, plus d'une décennie plus tard, BTC reste principalement une réserve de valeur avec peu d'autres utilisations ou possibilité d'aller au-delà sans de nouveaux développements.

Les couches Bitcoin offrent une solution à ce problème. BTC, l'actif, est le cas d'utilisation initial de la couche L1 de Bitcoin. Si les couches Bitcoin, telles que les Bitcoin L2, peuvent exécuter des contrats intelligents qui peuvent utiliser le BTC comme actif, la couche L1 de Bitcoin peut conserver ses principaux avantages en termes de sécurité, de durabilité et de décentralisation tout en permettant à des expériences infinies de se dérouler sur d'autres couches Bitcoin. Les applications utilisant le BTC comme actif peuvent fonctionner sur des rails L2 et régler leurs transactions sur L1. Ces rails L2 peuvent également hériter d'une quantité croissante de sécurité de la part de la L1 tout en offrant des transactions beaucoup plus rapides et plus évolutives. Cela rend possible le concept de "Construire sur Bitcoin" et redéfinit la Thèse Bitcoin pour en faire un actif et une infrastructure fondamentale pour une économie Bitcoin en expansion.

Construire sur Bitcoin

S'appuyer sur la blockchain Bitcoin a présenté des opportunités uniques et des défis au fil des ans. Contrairement à d'autres blockchains, Bitcoin a commencé comme un actif ou de l'argent, et non comme une plateforme d'applications, tandis que d'autres ont explicitement commencé comme des plateformes d'applications. Pour comprendre pourquoi l'évolution de Bitcoin vers un écosystème mature a été retardée par rapport à d'autres écosystèmes, il est essentiel de revenir à ses débuts :

• Le réseau Bitcoin accueille tout le monde, quel que soit son origine ou ses connaissances techniques. Le code de Bitcoin est open-source et peut être dupliqué et modifié. Cette ouverture a favorisé une culture de l'expérimentation sans qu'aucun groupe ou individu ne dicte la direction de la blockchain.
• L'interopérabilité limitée du réseau a entraîné des dérivés distincts. Les dérivations de Bitcoin sont des réseaux entièrement séparés avec leurs propres actifs distincts et manquent de "compatibilité ascendante" avec le réseau Bitcoin d'origine. Par conséquent, dans son état actuel, les actifs BTC sont confinés au réseau Bitcoin et ne peuvent pas être directement retirés ou transférés vers d'autres réseaux blockchain.
• Le manque de programmabilité crée des obstacles importants à la construction. Bitcoin n’est pas programmable de manière flexible car il ne fournit pas de contrats intelligents, ce qui entrave son utilisation en tant que plate-forme de développement d’applications. Ceci, associé à ses graves limitations de performances, constitue un défi majeur lorsque l’on considère Bitcoin comme une plate-forme sur laquelle s’appuyer.
• Bitcoin L1 a besoin d'aide en matière de vitesse et d'échelle. La capacité du réseau Bitcoin à confirmer rapidement les transactions ou à gérer de grandes quantités de données de transaction sur sa plateforme en peu de temps est très limitée. Les enregistrements (appelés blocs) dans la blockchain Bitcoin sont nécessairement limités en taille et en fréquence par le désir critique de préserver la décentralisation. La capacité de traitement des transactions sur chaîne du réseau Bitcoin est limitée par le temps moyen de création d'un bloc de 10 minutes et la limite de taille de bloc initiale de 1 mégaoctet, avec un temps moyen de confirmation de transaction de 10 à 30+ minutes, aucun d'entre eux ne suffisant pour la plupart des applications.

Aborder ces caractéristiques implique de comprendre le Trilemme Blockchain. En l'appliquant à la L1 de Bitcoin, on découvre un réseau qui est décentralisé (a) et sécurisé (b) mais qui manque de scalabilité directe (c), ne traitant qu'environ 3 à 7,8 transactions par seconde (TPS). Cette limitation met en évidence la nécessité de solutions alternatives ou de couches supplémentaires pour compenser les sacrifices inhérents du réseau.

L'urgence de solutions évolutives a conduit à la création précoce du réseau Ethereum, qui, malgré le manque de sécurité et de décentralisation de Bitcoin, a connu une croissance significative en fournissant des solutions de scalabilité nécessaires pour le développement d'applications telles que les L2 (c'est-à-dire Arbitrum, OP Mainnet, etc.), les sous-réseaux (c'est-à-dire Avalanche'sEvergreen) , etc. Des compromis similaires ont été faits dans toute l'industrie, suscitant une vague de développement axée sur des solutions de mise à l'échelle telles que le Sharding, les Blockchains imbriquées, les canaux d'état, les Supernets (c'est-à-dire, Arête polygonale) App-Chains, et L2s (ou sidechains, comme certains préfèrent).

Pendant des années, l'accent a principalement été mis sur Ethereum et les écosystèmes compatibles avec la machine virtuelle Ethereum (EVM). Cependant, à partir de 2023, avec les récents mises à niveau de Bitcoin L1 et des ordinaux, on a constaté un changement notable. Les développeurs portent de plus en plus leur attention sur Bitcoin, en particulier pour résoudre sa scalabilité - un composant vital du trilemme spécifique à Bitcoin L1.

Mise à l'échelle de Bitcoin : Mises à jour clés de la couche 1

Des avancées significatives dans la scalabilité de Bitcoin ont commencé avec le Témoin Séparé(SegWit) mise à jour en juillet 2017. Cette mise à niveau a marqué un changement crucial en séparant le code de déverrouillage dans une section dédiée de chaque transaction Bitcoin. Cela a réduit les temps de transaction et a augmenté la capacité des blocs au-delà de la limite initiale de 1 Mo fixée par Satoshi Nakamoto dans 2010.

SegWit a introduit une mesure révisée de la taille des blocs à l’aide de Unités de poids (wu), plus tard appelé vsize/vbyte, permettant un maximum de 4M unités de poids (4wu) par bloc, augmentant efficacement la taille du bloc à environ 4 Mo. Conçu pour la compatibilité ascendante avec toutes les versions précédentes du cœur de Bitcoin, ce changement a considérablement amélioré l'efficacité des transactions.

Bitcoin: Facteur de capacité de taille de bloc de 1 Mo. Source: Nœud de verre

SegWit a accompli cela via une structure de données divisée séparant les données de “witness” au sein d'une transaction, y compris les signatures & scripts, dans une toute nouvelle partie d'un bloc Bitcoin, appelée “données de transaction”, contenant des détails de l'expéditeur, du destinataire, etc. Les introductions de cette structure divisent la nouvelle taille de bloc 4wu en :

• Les données de témoin avec chaque vbyte de comptage pour 1wu ou 25% du poids par vbyte par rapport aux données de transaction.
• Les données de transaction avec chaque voctet de comptage pour 4wu ou quatre fois le poids par voctet par rapport aux données Witness.

Comment SegWit est-il différent? Source: Cointelegraph (en anglais seulement)

Après SegWit, la prochaine mise à niveau majeure a été activée en novembre 2021, connue sous le nom de Taproot. Il s'agit d'une bifurcation douce qui a supprimé les limitations sur les empreintes de données de témoin par transaction, permettant des transactions plus rapides, une confidentialité améliorée grâce aux arbres de script alternatifs de Merkelized (MAST), et des signatures de clé plus efficaces avec Schnorr. Taproot a également facilité les transactions d'actifs sur le Bitcoin L1, introduisant des protocoles comme Pay-to-Taproot (P2TR) et la superposition de représentation d'actifs Taproot (Taro).

• Taro, alimenté par Taproot, est un protocole proposé pour l'émission, l'envoi et la réception d'actifs sur le Bitcoin L1 et le réseau Lighting, qui a activé son lancement alpha mainnet en octobre 2023.
• Les signatures Schnorr débloquent l'agrégation de clés en introduisant la capacité de combiner plusieurs clés publiques et signatures en une seule. En d'autres termes, combiner plusieurs signatures pour la vérification plutôt que les agréger individuellement offre une plus grande efficacité de transaction.
• MAST cache toutes les conditions prédéfinies liées aux transactions. Les résultats inutilisés ne sont pas publiés on-chain, offrant une confidentialité accrue et réduisant la taille des transactions, donc moins d'utilisation de données.
• P2TR ajoute une nouvelle méthode de dépense de Bitcoin avec des adresses Taproot.

Ces mises à niveau L1 ont posé les bases pour le développement ultérieur des couches Bitcoin, qui se déroule discrètement en arrière-plan. Ce n'est qu'avec la sortie des Ordinaux que la construction sur Bitcoin est revenue sous les projecteurs, marquant une nouvelle ère en termes de scalabilité et de fonctionnalité de Bitcoin.

Les ordinaux ont relancé la culture du constructeur de Bitcoin

Malgré les mises à niveau de la L1, les activités de développement de Bitcoin ont connu une période de stagnation à la suite des résultats conservateurs des « Blocksize Wars » de 2017 jusqu’en 2022. Ce rythme de développement relativement lent a été largement attribué à l’accent mis sur le maintien du noyau Bitcoin L1, avec moins d’attention accordée au développement d’une infrastructure plus large nécessaire à un écosystème expansif. Parmi les activités de développement limitées sur Bitcoin, les efforts sont principalement concentrés dans les écosystèmes naissants comme Stacks (175+ développeurs actifs mensuels) et Lightning, qui comprenaient un segment plus petit des développeurs de l’industrie.

Le paysage du développement de Bitcoin a subi une transformation significative avec l'avènement des Ordinaux en décembre 2022.Ordinaux,permettant la création d'artefacts numériques immuables sur chaîne, a non seulement revitalisé la communauté de développeurs de Bitcoin, mais est également prévue pour évoluer en un marché substantiel de 4,5 milliards de dollars d'ici 2025. Un nombre croissant de développeurs dépassent leur focalisation exclusive sur Ethereum. Ces développeurs élargissent de plus en plus leur champ d'action pour inclure un cadre pour les L2 de Bitcoin. Ce développement crucial marque une résurgence de l'engagement et de l'innovation au sein de l'écosystème Bitcoin, ouvrant la voie à une nouvelle ère de croissance et de progrès technologique.

Développeurs actifs mensuels sur Bitcoin. Source: Electric Capital

L’introduction des ordinaux a eu un impact profond sur le réseau Bitcoin, en particulier dans l’augmentation des frais de transaction. En contraste frappant avec les frais relativement modestes de 1 à 3 sats/vB observés en 2022, il y a eu une augmentation fulgurante à 20x - 500x en mai 2023, lorsque les ordinaux ont pris le devant de la scène. Les frais ont continué d’augmenter jusqu’à 280 % depuis le début de l’année en décembre 2023. Cette augmentation des frais est un indicateur clair de l’activité et de l’intérêt accrus pour le réseau Bitcoin, jouant un rôle crucial dans le rajeunissement de la culture et de l’écosystème des constructeurs de Bitcoin. Bien que des frais plus élevés contribuent positivement au budget de sécurité à long terme de Bitcoin, dépassant les normes actuelles, ils reflètent également une demande croissante d’espace de bloc Bitcoin.

Frais moyens de transaction Bitcoin ont atteint un sommet en mai 2023 en raison des ordinaux. Source: ycharts

L'augmentation de l'utilisation du réseau Bitcoin a conduit à une tension accrue sur son infrastructure, se manifestant par des coûts de transaction plus élevés et posant des défis en termes de rentabilité et de praticité. Cette tendance est particulièrement évidente dans les cas où les utilisateurs sont confrontés à des frais disproportionnellement élevés par rapport au montant de la transaction. Par exemple, une transaction Bitcoin d'une valeur de 100 $ pourrait entraîner des frais aussi élevés que 50 $, diminuant considérablement sa viabilité économique. Un tel scénario s'étend aux canaux du Lightning Network, où la fermeture d'un canal avec une valeur de transaction similaire devient impraticable en raison de coûts excessifs. Le réseau court le risque de complications supplémentaires si les frais de transaction atteignent des niveaux exorbitants, jusqu'à 1 000 sats/vB. Cette situation souligne le besoin urgent de solutions évolutives au sein de l'écosystème Bitcoin pour répondre à la demande croissante tout en maintenant la faisabilité des transactions.

Le phénomène des Ordinals, tout en ravivant l'intérêt des développeurs pour Bitcoin, amplifie également ces limitations. Notamment, le manque de prise en charge des contrats intelligents entièrement expressifs par les Ordinals a dirigé l'attention des développeurs vers d'autres plateformes. Cela souligne la nécessité de solutions de mise à l'échelle plus sophistiquées au sein de l'écosystème Bitcoin, garantissant son utilité et sa pertinence dans les secteurs plus larges de la blockchain et financiers.

Impératif stratégique des solutions L2

En conséquence, les solutions de couche 2 deviennent de plus en plus essentielles pour la fonctionnalité et le succès du réseau Bitcoin. Les L2 fonctionnent au-dessus des L1, améliorant la scalabilité et réduisant les coûts de transaction en facilitant les canaux de transaction hors chaîne. Contrairement à Ethereum, où la L1 prend en charge de manière autonome les contrats intelligents, la L1 de Bitcoin s'appuie sur les L2 pour cette fonctionnalité, en raison de sa conception initiale priorisant la sécurité et la décentralisation. Cette dépendance met en lumière le rôle crucial des solutions de couche 2 dans l'extension de l'utilité du Bitcoin au-delà des transactions de base, renforçant ainsi son efficacité, sa scalabilité et son attrait global dans le paysage des actifs numériques.

Les solutions L2 de Bitcoin, bien qu’elles en soient encore aux premiers stades de développement, sont sur le point de connaître une croissance significative. À l’heure actuelle, les L2 Bitcoin ne présentent pas le même niveau de maturité que les solutions de mise à l’échelle des réseaux L1 alternatifs établis tels qu’Ethereum et L2 comme Polygon. Ces réseaux ont bénéficié d’importants efforts de développement depuis 2017, dotant leurs plateformes d’outils avancés (Starknet, ZKSync, etc.) et de capacités, ce qui se reflète dans leurs chiffres de TVL, qui se situent approximativement entre 9,0 % et 12,5 % de leur capitalisation boursière. On s’attend à ce qu’au fil du temps et grâce à une innovation continue, les solutions L2 de Bitcoin atteignent des niveaux de développement similaires, débloquant ainsi une économie L2 comparable ou supérieure. Les estimations suggèrent que les L2 Bitcoin devraient gérer une partie substantielle de toutes les transactions BTC dans un avenir prévisible, traitant potentiellement plus de 25 % de toutes les transactions BTC, une augmentation significative par rapport à leur part minimale actuelle par rapport à l’utilisation L1 de Bitcoin.

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Notes de l'auteur (8 février 2024) :

Certains développements récents au sein de l'infrastructure L1 de Bitcoin ont été orientés vers la simulation des capacités de contrat intelligent sans établir de couche de contrat intelligent dédiée. Des innovations telles que les inscriptions récursives (BRC-420) et OrdiFi, ainsi que des discussions sur rétablir la fonction ‘OP_CAT’à travers une fourchette souple, illustrent les efforts visant à faciliter des transactions complexes similaires à DeFi, contournant les contrats intelligents traditionnels.

Contrairement à la machine virtuelle Ethereum (EVM) - pilier des chaînes compatibles avec l'EVM qui favorise la composabilité via une machine virtuelle universelle - le framework de Bitcoin ne dispose pas d'un tel mécanisme. Cette différence fondamentale nécessite le déploiement d'outils supplémentaires et de stratégies d'intégration plus complexes pour offrir une expérience utilisateur équivalente, ce qui pourrait entraîner des défis de scalabilité similaires à ceux auxquels est confronté le réseau de base. L'écosystème assiste déjà à l'émergence de l'intégration de contrats intelligents à différents degrés, avec des attentes de croissance supplémentaire.

Met en lumière ces avancées, l'équipe derrière BRC-420 a récemment dévoilé le Chaîne de Merlin, une solution L2 native de Bitcoin conçue pour atténuer les problèmes d’évolutivité. De plus, Ordz Games a lancé le tout premier jeu basé sur Bitcoin, en utilisant le jeton BRC-20 $OG, qui a vu son offre initiale DEX (IDO) sur la rampe de lancement d’ALEX Lab pour $ORDG, atteignant une sursouscription de 81x. Dans les segments suivants de cette série, nous approfondirons plus en détail ces innovations, en décrivant l’évolution du paysage de l’écosystème Bitcoin.

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