Qu’est-ce que la mise à l’échelle de la couche 2 et pourquoi est-elle importante pour Ethereum ?

Comprendre la mise à l'échelle de la couche 2

1. La mise à l'échelle de la couche 2 fait référence à un ensemble de protocoles construits au-dessus de la blockchain principale d'Ethereum, également connue sous le nom de couche 1, pour augmenter le débit des transactions et réduire les frais.

2. Ces protocoles héritent de la sécurité d'Ethereum lors de l'exécution de calculs ou de mises à jour d'état hors chaîne, puis en publiant des preuves compressées ou des engagements d'état final vers la couche 1.

3. Les architectures communes de couche 2 incluent des cumuls optimistes, des cumuls sans connaissance et des validiums, chacun différant par la manière dont ils gèrent la disponibilité des données et la fraude ou la vérification de la validité.

4. Les rollups regroupent des centaines de transactions en un seul lot cryptographique avant de le soumettre à Ethereum, réduisant ainsi considérablement la consommation de gaz par transaction.

5. Contrairement aux sidechains, qui fonctionnent avec des mécanismes de consensus indépendants, les solutions de couche 2 s'appuient sur Ethereum pour la finalité et la résolution des litiges, préservant ainsi les hypothèses de composabilité et de confiance.

Contraintes d'évolutivité d'Ethereum

1. La couche de base d'Ethereum traite environ 15 à 30 transactions par seconde en raison des limites de taille de bloc et des contraintes de conception consensuelles.

2. Pendant les périodes de forte demande, comme les monnaies NFT ou les augmentations de liquidité DeFi, les prix du gaz augmentent de manière imprévisible, excluant les petits participants.

3. L'architecture monolithique oblige chaque nœud complet à valider chaque transaction, limitant l'évolutivité horizontale sans compromettre la décentralisation.

4. L’augmentation de la taille des blocs ou de la fréquence risque de centraliser le fonctionnement des nœuds, car les exigences en matière de matériel et de bande passante excluraient de nombreux validateurs.

5. Sans décharger le calcul, Ethereum ne peut pas soutenir une adoption à l’échelle mondiale tout en conservant ses principes fondamentaux de résistance à la censure et de participation sans autorisation.

Implémentations clés de couche 2

1. Optimism utilise une logique de cumul optimiste avec une fenêtre de défi de sept jours, en s'appuyant sur les preuves de fraude soumises par les observateurs pour détecter les transitions d'état invalides.

2. Arbitrum One utilise un système interactif personnalisé anti-fraude appelé Nitro, permettant des retraits plus rapides et une compatibilité EVM plus large que les versions précédentes.

3. zkSync Era et Starknet déploient des cumuls sans connaissance, générant des preuves SNARK ou STARK qui vérifient cryptographiquement l'exactitude avant de les publier sur Ethereum.

4. Base , développé par Coinbase, est un cumul optimiste construit à l'aide de la pile OP, mettant l'accent sur les outils de développement et l'interopérabilité avec l'infrastructure Ethereum existante.

5. Chaque implémentation maintient des ponts natifs vers Ethereum, prend en charge les jetons ERC-20 et ERC-721 et permet le déploiement de contrats intelligents avec des ajustements de code minimes.

Implications économiques et sécuritaires

1. Les frais de couche 2 sont généralement 10 à 100 fois inférieurs à ceux de la couche 1, ce qui rend les microtransactions, les interactions sociales et les économies de jeu économiquement viables.

2. Le caractère définitif du règlement hérite du modèle de sécurité d'Ethereum, ce qui signifie que les acteurs malveillants doivent compromettre Ethereum lui-même pour annuler les transactions confirmées de couche 2.

3. La disponibilité des données reste critique : les cumuls optimistes publient des données d'appel complètes sur Ethereum L1, tandis que certains cumuls zk utilisent des couches de disponibilité des données hors chaîne, introduisant des compromis subtils.

4. Le pontage des jetons introduit un risque opérationnel ; les utilisateurs doivent s'appuyer sur des contrats relais dont la logique peut contenir des vulnérabilités non découvertes ou être soumise à une manipulation de gouvernance.

5. La composabilité multicouche évolue : des protocoles tels que Chainlink CCIP et LayerZero visent à permettre la transmission sécurisée de messages entre les environnements de couche 2, bien que l'interopérabilité native minimisée par la confiance reste limitée.

Foire aux questions

Q : Les réseaux de couche 2 disposent-ils de leurs propres jetons natifs ? R : Certains le font, comme l'ARB d'Arbitrum ou l'OP d'Optimism, mais ceux-ci servent à encourager la gouvernance et les écosystèmes plutôt qu'à assurer la sécurité. Leur présence n’affecte pas le modèle de sécurité sous-jacent.

Q : Puis-je utiliser mon portefeuille Ethereum existant avec les réseaux de couche 2 ? R : Oui. Les portefeuilles tels que MetaMask prennent en charge plusieurs réseaux de couche 2 via la configuration RPC ou la sélection de réseau intégrée, préservant ainsi le contrôle des clés privées et les schémas de signature.

Q : Les contrats intelligents déployés sur Ethereum sont-ils automatiquement compatibles avec la couche 2 ? R : La plupart des cumuls compatibles EVM prennent en charge le bytecode Solidity standard, mais des différences subtiles dans les opcodes, la mesure du gaz ou les précompilations peuvent nécessiter des adaptations mineures pour une fonctionnalité complète.

Q : Que se passe-t-il si un séquenceur de couche 2 se déconnecte ? R : Les utilisateurs peuvent toujours soumettre des transactions directement à la couche de preuve ou de défi décentralisée de la couche 2, bien que des retards puissent survenir jusqu'à ce que des chemins de séquençage alternatifs s'activent ou que la gouvernance intervienne.