Tout Savoir sur les Layers dans la Blockchain (Layer 1 Vs Layer 2 Vs Layer 3)

Si vous vous intéressez à la blockchain depuis quelques temps, c'est une notion dont vous avez probablement entendu parler : les layers. Mais qu'est-ce que c'est exactement ? Dans cet article, nous allons tout vous expliquer !

La blockchain est composée de différents layers (ou "couches" en français). Ces derniers peuvent être définis comme étant des « abstraction layers » (ou "couches d'abstraction" en français). En informatique, une couche d'abstraction désigne un moyen de masquer les détails de travail sous-système. En d'autres termes, les layers sont des modules qui peuvent être ajoutés ou retirés de la blockchain pour lui ajouter ou lui retirer des fonctionnalités.

Il existe plusieurs types de layers dans une blockchain. Nous allons les passer en revue ensemble afin de tout comprendre. Toutefois, avant de s'y plonger, nous allons nous attarder sur un concept très important : le trilemme des blockchains. En effet, il s'agit-là du problème principal que cherchent à combler les différents layers dans la blockchain.

Pas de panique, c'est très simple et vous allez comprendre très facilement !

Terme créé et développé par le fondateur d'Ethereum Vitalik Buterin, le trilemme des blockchains fait référence aux grands axes de développement qui peuvent être travaillés par des projets blockchains.

Comme son nom l'indique, le trilemme est basé sur trois axes, qui peuvent être représentés par un triangle.

Ce sont les trois critères sur lesquels une crypto-monnaie peut être évaluée :

Sécurité : le réseau doit pouvoir prendre en charge toutes les transactions et s'assurer que celles-ci ne soient pas modifiables. Doit également pouvoir se prémunir des attaques et garantir l'authenticité des utilisateurs et des transactions.

Scalabilité : la blockchain ou le réseau doivent s'adapter au volume de transactions. Sur le principe d'une scalabilité parfaite, les frais de transaction et la vitesse d'exécution sont en harmonie, qu'il y ait 100 ou 1 million d'utilisateurs.

Décentralisation : la blockchain décentralisée se veut être suffisamment autonome pour ne pas dépendre d'un organisme central. Le réseau doit être accessible à chacun, sans forme de contrôle.

Selon Vitalik Buterin, une blockchain ne peut pas se développer sur ces trois axes. Elle doit privilégier deux axes. C'est-à-dire que si elle fait le choix de la sécurité et de la décentralisation, elle aura du mal à adapter son réseau à un plus grand nombre d'utilisateurs (problème de scalabilité). Si à l’inverse, elle préfère tout miser sur la scalabilité et la sécurité, elle risque de perdre en décentralisation. Finalement, une monnaie qui privilégierait la décentralisation et la scalabilité le ferait probablement au détriment de sa sécurité.

Les exemples sont nombreux pour définir ce principe. Le Bitcoin par exemple, est un modèle de décentralisation (personne ne "possède" le réseau bitcoin, il appartient à tous) et de sécurité (via le système de minage et de Proof-of-Work). Néanmoins, le Bitcoin essaie de résoudre ses problèmes liés à la scalabilité.

D'autres crypto-monnaies ont à l'inverse une excellente scalabilité et sécurité, mais sont ouvertement critiquées pour leur manque de décentralisation. C'est le cas de la crypto-monnaie d'Eos (EOS) par exemple.

Dans le futur, il est à supposer qu'une nouvelle technologie permettra de résoudre ce trilemme. De nombreux cas sont à l'étude et à l'essai en ce sens. Nous pouvons par exemple citer le Sharding d'ETH 2.0 ou de l'utilisation de sidechains.

Maintenant que nous avons compris le trilemme des projets blockchain en 2022, nous pouvons maintenant nous arrêter sur les notions de layers dans la blockchain.

Un réseau de layer 1 (ou de "couche 1") fait référence à un réseau de base tel que le réseau Bitcoin ou Ethereum. Ce sont les réseaux les plus connus et les plus utilisés. On peut également citer d'autres projets blockchain tels que XRP, Litecoin ou encore Bitcoin Cash.

La particularité principale des blockchains de layer 1 est qu'elles sont développées dans un but précis et ne peuvent donc pas être modifiées ou adaptées à d'autres fins, sans autres couches supplémentaires.

Par exemple, le réseau Ethereum (ETH) a été créé pour servir de plateforme de développement d'applications décentralisées (DApps). Les utilisateurs qui souhaitent créer une application sur Ethereum doivent donc suivre les règles établies par le réseau.

De la même manière, le réseau Bitcoin (BTC) a été créé dans le but de servir de monnaie numérique. Les utilisateurs qui souhaitent transférer des fonds sur le réseau Bitcoin doivent donc se conformer aux règles du réseau.

Par conséquent et comme nous l'avons vu plus haut avec le trilemme des blockchains, il devient parfois nécessaire développer des couches ou layers supplémentaires. Ceci afin de répondre à certaines problématiques telles que la scalabilité.

Dans la suite de cet article, nous verrons donc qu'il existe plusieurs layers ou couches supplémentaires permettant de rajouter des fonctionnalités à un réseau blockchain.

Comme nous l'avons vu dans le paragraphe précédent, les blockchains de layer 1 sont des réseaux développés pour un but bien précis. Ces derniers ne peuvent donc pas être modifiés ou adaptés à d'autres fins sans une autre couche supplémentaire.

Polygon (anciennement Matic Network) est une solution de layer 2 qui permet aux utilisateurs d'accéder aux applications Ethereum (DApps) avec des frais réduits et une latence quasi nulle.

Polygon fonctionne en connectant les DApps Ethereum à un réseau de sidechains reliées entre elles. Les utilisateurs peuvent donc interagir avec les DApps sur le réseau Polygon sans avoir à attendre les confirmations de bloc sur le réseau Ethereum principal.

La particularité principale de Polygon est sa capacité à gérer plusieurs millions de transactions par seconde. Cela est possible grâce à l'utilisation de Plasma et d'autres technologies de pointe telles que l'optimisation du protocole de preuve-à-enjeu (ou Proof-of-Stake) et des Shard Chains.

En résumé, Polygon permet aux utilisateurs d'accéder aux applications Ethereum avec des frais réduits et une latence quasi nulle. De plus, le réseau est capable de gérer plusieurs millions de transactions par seconde.

Lightning Network (LN) est une solution de layer 2 qui permet aux utilisateurs d'envoyer et de recevoir des paiements sur le réseau Bitcoin avec des frais réduits et une latence quasi nulle.

Lightning Network fonctionne en connectant les utilisateurs entre eux grâce à un réseau de canaux de paiement. Ces derniers sont créés lorsque deux utilisateurs mettent des fonds en commun dans un canal de paiement. Les utilisateurs peuvent ensuite effectuer autant de paiements qu'ils le souhaitent entre eux, sans avoir à attendre les confirmations de bloc sur le réseau Bitcoin principal.

La particularité principale de Lightning Network est sa capacité à gérer plusieurs millions de transactions par seconde. Cela est possible grâce à l'utilisation de canaux de paiement off-Chain, ce qui permet d'effectuer des paiements instantanés avec des frais réduits.

En résumé, Lightning Network permet aux utilisateurs d'envoyer et de recevoir des paiements sur le réseau Bitcoin avec des frais réduits et une latence quasi nulle. De plus, le réseau est capable de gérer plusieurs millions de transactions par seconde. La technologie essaie donc de répondre aux problèmes de scalabilités du réseau Bitcoin.

Le projet Immutable X vise à créer une infrastructure de layer 2 pour stocker et gérer des jetons non fongibles (NFTs) sur Ethereum.

Immutable X est à la base une société qui a développé le jeu play-to-earn "Gods Unchained". Fort de son succès, elle a souhaité étendre son champ d'action pour tous les NFTs basés sur la blockchain Ethereum. Les utilisateurs peuvent donc interagir avec les NFTs sur le réseau Immutable X sans avoir à attendre les confirmations de bloc sur le réseau Ethereum principal.

Dans la pratique, elle répond une fois de plus au problème de scalabilité de la blockchain Ethereum. Permettant de décongestionner le réseau et par conséquent profiter de frais de transaction plus faibles, ce genre de solution est très appréciée des utilisateurs.

En résumé, Immutable X permet aux utilisateurs de stocker et de gérer des NFTs sur Ethereum avec des frais réduits et une latence quasi nulle. De plus, le réseau est capable de gérer plusieurs millions de transactions par seconde.

Il existe donc différents types de blockchain de layer 2, chacun avec ses propres caractéristiques et fonctionnalités. Certains sont spécialisés dans les paiements, d'autres dans la gestion des NFTs. Cependant, tous ont pour objectif commun d'améliorer les performances du réseau en offrant une meilleure scalabilité.

Vous le savez désormais, les layers 1 sont une architecture de base et les couches 2 sont des fonctionnalités supplémentaires, souvent liées à la scalabilité des blockchains.

Quel sont donc les futurs problèmes à régler ? Est-ce que les protocoles de couche 3 sont déjà en préparation ?

Les protocoles de couche 3 sont fondamentalement des solutions uniques pour habiliter différents réseaux de chaînes de blocs avec des capacités inter-chaînes. L'objectif principal des solutions de couche 3 se concentrerait sur la réalisation d'une interopérabilité réelle sans dépendre d'intermédiaires ou de dépositaires. L'un des points forts intéressants des solutions de couche 3 fait référence à l'accent mis sur les similitudes avec la structure en couches d'Internet (modèle OSI).

Tout comme les blockchains de couche 1 , les protocoles de couche 2 ont des traits distincts, qui les différencient les uns des autres. Les services sur les protocoles de couche 2 sont généralement associés à des réseaux blockchain particuliers. Par exemple, le Lightning Network a été spécialement conçu pour Bitcoin, tandis que le protocole Optimism fonctionne pour Ethereum.

La couche 3 fonctionne sur l'abstraction de différents facteurs tels que les technologies, les fonctionnalités et les caractéristiques pour servir les utilisateurs dans différents écosystèmes. L'abstraction de ces différences via les protocoles de couche 3 aide différents réseaux et écosystèmes à communiquer, à se connecter et à interagir les uns avec les autres.

Développé comme une solution fiable pour les réseaux blockchain d'entreprise, le projet Quant aide à connecter les chaînes publiques et privées. Quant s'appuie sur la passerelle Overledger DLT ainsi que sur de nombreuses solutions uniques pour faciliter l'interopérabilité. A noter que Quant n'est pas une blockchain en tant que telle.

Le projet permet aux développeurs de créer des applications multi-DLT appelées MApps. Contrairement aux DApp (decentralized application) fonctionnant sur une seule blockchain, les MApps sont donc multi-chaînes et profitent de l'interopérabilité.

De plus, le projet et l'équipe de Quant s'est engagé dans un partenariat avec des entreprises populaires et de renoms telles qu'Oracle, Hyperledger ou encore SIA.

En résumé, les projets de layer 3 répondent en grand partie aux problèmes d'interopérabilité entre les différentes blockchains. Leur objectif est de connecter les différents écosystèmes blockchain et d'offrir une meilleure expérience utilisateur.

Grâce à cet article, vous savez maintenant ce qu'est le trilemme des blockchains et quels sont les différents layers (ou couches).

Les plateformes de blockchain peuvent avoir trois couches distinctes. La couche 1 fait référence à la blockchain sous-jacente réelle, avec son architecture et ses fonctionnalités de base. Des exemples de réseaux de couche 1 sont les blockchains Bitcoin, Ethereum ou encore Solana.

La couche 2 sont des protocoles construits au-dessus des réseaux de couche 1 et étendent certaines fonctionnalités de la blockchain sous-jacente. Par exemple, ils peuvent offrir des vitesses plus rapides et des coûts de transaction inférieurs à la couche 1.

Les protocoles de couche 2 utilisent souvent une combinaison d'opérations on-Chain et off-Chain pour offrir leurs capacités fonctionnelles étendues. Des exemples de projets de couche 2 sur Bitcoin incluent les plateformes Lightning Network et Liquid Network.

La couche 3 fait référence aux protocoles qui tentent de répondre au problème de l'interopérabilité entre les différentes blockchains.

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