Lightning Network : solution de mise à l'échelle Bitcoin

Bitcoin (BTC) est un type de monnaie numérique dont la technologie peer-to-peer (P2P) permet aux utilisateurs d'effectuer des transactions plus rapidement et plus efficacement. L’adoption progressive du Bitcoin et des cryptomonnaies en général par les institutions financières – et les géants du paiement comme PayPal et Square, signalant une plus grande acceptation des services financiers, ce qui pousse l’évolution de la cryptomonnaie à mieux prendre en charge ses réseaux.

Essentiellement, cela nous amène au Lightning Network, un protocole de couche XNUMX qui fonctionne aux côtés de Bitcoin pour améliorer la vitesse, la polyvalence, la confidentialité et réduire les coûts.

Principales constatations:

• Lancé en 2018, le Lightning Network est un protocole de couche XNUMX qui réduit les coûts et les embouteillages sur le réseau Bitcoin, favorisant ainsi l'évolutivité.
• Le Lightning Network offre des vitesses de traitement ultra-rapides sans avoir recours à des intermédiaires, permettant des micropaiements rapides, décentralisés et peu coûteux dans le monde entier.
• La dernière mise à jour du Lightning Network, Taproot Assets, transforme Bitcoin en un réseau multi-actifs, permettant aux développeurs d'émettre des pièces stables et des actifs du monde réel tels que des monnaies fiduciaires et de l'or sur la blockchain Bitcoin.

Qu’est-ce que le réseau Lightning ?

Le Lightning Network est un protocole de couche XNUMX qui s'exécute au-dessus de la blockchain Bitcoin pour faire évoluer la vérification des transactions. Cela réduit les coûts et réduit la congestion sur la couche sous-jacente du réseau Bitcoin. Grâce à sa vitesse de traitement instantanée, le Lightning Network peut faciliter les micropaiements décentralisés à l'échelle mondiale, éliminant ainsi le besoin d'intermédiaires.

Le Lightning Network a été proposé pour la première fois en 2015 par Thaddeus Dridja et Joseph Poon. Dans leur ouvrage intitulé The Bitcoin Lightning Network, ces chercheurs ont décrit un protocole hors chaîne conçu pour fonctionner via des canaux de paiement. Grâce à ces canaux, des parties non fiables pourraient effectuer de petites transactions un nombre illimité de fois sans augmenter le trafic sur le réseau principal. Un an plus tard, Drja et Poon, avec d'autres spécialistes, fondent la société Lightning Labs, qui continue de développer le concept et finit par introduire Réseau Lightning en janvier 2018 suite au soft fork de SegWit en août 2017.

Comme son nom l'indique, le Lightning Network est conçu pour traiter les transactions pratiquement gratuitement et instantanément en les retirant de la chaîne. Il existe séparément du réseau Bitcoin principal, utilisant son logiciel et ses nœuds pour communiquer avec le réseau et les échanges pour effectuer des transactions.

Le Lightning Network a été conçu pour réduire la charge sur la couche sous-jacente du réseau blockchain, réduire les coûts de la blockchain et créer des canaux de paiement privés entre les parties. Depuis sa création, le Lightning Network a connu une croissance constante et est reconnu pour sa capacité à réduire les frais et à accélérer les délais de traitement des transactions. Le Lightning Network s’est également étendu à d’autres réseaux blockchain, dont Litecoin.

Même dans le marché baissier actuel, ces sociétés Rivière, spécialisée dans la technologie Bitcoin et les services financiers, est témoin de la montée en popularité surprenante du Lightning Network. Depuis août 2021, sa capacité a augmenté de 1200 %. En septembre 2023, le nombre d'utilisateurs actifs du Lightning Network était de 279 000 et 1,116 million de personnes par mois.

Le Lightning Network a récemment publié une nouvelle mise à jour, le protocole Taproot Assets, qui améliore non seulement l'évolutivité du réseau, mais transforme également Bitcoin en un réseau multi-actifs.

Essentiellement, Taproot Assets vous permet d'émettre des pièces stables et des actifs du monde réel tels que des monnaies fiduciaires, de l'or et des obligations d'État directement sur la blockchain Bitcoin. Étant donné que ces transactions sont effectuées hors chaîne via le Lightning Network, Bitcoin est protégé d’une éventuelle congestion résultant d’une telle activité.

Comment fonctionne le réseau Lightning ?

Comme le réseau Bitcoin, le Lightning Network est composé de nœuds. Cependant, il utilise des contrats intelligents qui permettent d’effectuer des transactions sans être enregistrées sur la blockchain. Chaque transaction est accessible en privé uniquement aux personnes impliquées dans la transaction, et chaque nœud utilise les canaux de paiement Lightning pour effectuer des paiements. Le canal de paiement Lightning s'ouvre en créant des adresses multi-signatures entre deux parties effectuant une transaction. Les fonctions intégrées empêchent la fraude ou l'altération des données contenues dans le canal, et la rapidité des paiements n'est limitée que par la vitesse de la connexion Internet.

Disons qu'Alex veut payer Kim en BTC via le Lightning Network. Ils peuvent d'abord verrouiller leur BTC dans une adresse multi-sigma unique 2 sur 2, ouvrant ainsi un canal Lightning direct, leur permettant d'initier une transaction tout en conservant un grand livre privé hors de la chaîne principale. Sur le canal Lightning hors chaîne, les fonds du pool sont divisés en deux parties : les fonds d'Alex et de Kim.

Le solde initial du pool est de 2 BTC (1 BTC chacun). Alex paie à Kim 0,5 BTC sur le Lightning Network, lui laissant 0,5 BTC. Kim reçoit alors 0,5 BTC et son solde actuel est de 1,5 BTC. Une fois le canal fermé, les microtransactions sont combinées en une seule transaction, qui est ensuite vérifiée, traitée et ajoutée à la blockchain, avec leurs soldes mis à jour en conséquence.

Cependant, si Kim ou Alex ne disposent pas de canal direct, la transaction est acheminée vers Jack à l'aide de l'un des types de contrats intelligents : les contrats hachés à verrouillage temporel (HTLC). Le contrat est utilisé pour promettre à Kim qu'elle recevra son BTC, et Jack doit prouver qu'il a payé à Kim le montant convenu. En retour, Jack recevra une petite récompense pour avoir terminé la commande.

Limites des Bitcoins

Malgré la commodité et la facilité d’utilisation du Bitcoin, ses inconvénients ont soulevé certaines inquiétudes quant à son adoption en tant que monnaie. Ainsi, le BTC n’est pas accepté comme moyen de paiement partout et sa valeur fluctue en fonction de la demande, qui est lourde de déflation. Si un fichier est perdu ou si le disque dur tombe en panne, le portefeuille qu'il contient disparaît et il est impossible de récupérer les fonds perdus. Il n’y a pas non plus de protection de l’acheteur lors de l’achat de biens avec BTC.
Cependant, les plus grandes limites du Bitcoin sont peut-être liées à sa vitesse, son coût et son évolutivité.

vitesse

Les transactions Bitcoin sont vérifiées et enregistrées en blocs. Un nouveau bloc Bitcoin est créé toutes les dix minutes et chaque bloc contient un certain nombre de transactions. Les mineurs donnent la priorité aux transactions en fonction des frais de transaction, ce qui signifie que vous pourriez vous retrouver en concurrence avec d'autres utilisateurs pour garantir que vos transactions soient traitées rapidement. Cela signifie que plus les frais sont élevés, plus la transaction sera traitée rapidement.

Pendant les périodes calmes, vous pouvez compter sur le traitement de votre transaction à temps, mais les jours ou heures plus chargés, vous risquez d'attendre longtemps ou de devoir payer des frais élevés lorsque les mineurs recherchent plusieurs transactions dans le pool de mémoire.

coût de

Les frais de transaction Bitcoin sont nécessaires pour soutenir le réseau, mais ils ont tendance à être élevés, en particulier pour les petites transactions. Quiconque souhaite que ses transactions soient traitées doit s'attendre à payer des frais plus élevés en cas de congestion du réseau, car seul un nombre limité de transactions peut être inclus dans chaque bloc. Traditionnellement, sur le réseau Bitcoin, les mineurs recevaient une subvention lors de l'extraction de nouveaux Bitcoins et des frais de transaction lors de l'ajout de transactions à un bloc.

Cependant, les frais d'utilisation du Bitcoin Lightning Network ne sont requis que pour les éléments suivants :

• Ouvrir un canal de paiement
• Fermeture du canal de paiement

Pendant que le canal est ouvert, vous pouvez effectuer de nombreuses transactions, et les seuls frais que vous payez sont les frais d'ouverture et de fermeture du canal. Le réseau Lightning utilise l'espace de bloc plus efficacement, augmentant ainsi le débit Bitcoin et réduisant les coûts de transaction.

Évolutivité globale
Le potentiel de croissance du Bitcoin est limité, en d’autres termes, il présente un problème d’évolutivité. Les blocs Bitcoin mesurent environ 1 Mo et sont générés environ une fois toutes les 10 minutes avec une vitesse de traitement d'environ sept transactions par seconde (TPS). Comparez avec Ethereum, qui traite presque deux fois plus de transactions (avant la prochaine transition d'ETH 2.0 vers PoS-consensus), et VisaNet peut gérer jusqu'à 24 000 TPS.

Cela signifie qu'un débit limité limite le nombre de transactions pouvant être traitées sur la chaîne, limitant ainsi la croissance de la base de données. Une fois que le nombre de transactions dépasse la limite définie, les nœuds ne pourront plus suivre. Essentiellement, le réseau est encombré de transactions en attente, ce qui peut conduire à une guerre d'enchères.

Le problème d’évolutivité est apparu pour la première fois en 2015, date à laquelle diverses solutions ont été proposées, notamment l’augmentation de la taille des blocs. Bitcoin Cash (BCH) a été lancé en août 2017 et la même année, le témoin séparé (SegWit) a été introduit comme solution potentielle au problème global d'évolutivité de Bitcoin.

Comprendre les protocoles de couche XNUMX

La couche de base du réseau Bitcoin est caractérisée par la structure technologique qui supporte le réseau, ainsi que par l'application monétaire. Il est utilisé pour valider et finaliser des transactions, mais comme indiqué, il a ses limites, notamment en termes de capacité et de coût du Bitcoin. Le protocole de deuxième couche vise à éliminer ces limitations.

Le protocole de deuxième couche (ou couche 2) est également connu sous le nom de solution hors chaîne. Elle est décentralisée comme la blockchain principale et propose les mêmes protocoles de sécurité, mais son objectif principal est de résoudre les problèmes d’évolutivité de la technologie blockchain conventionnelle.

Dans un réseau décentralisé, un consensus mondial est requis et tous les nœuds participants disposent d'une copie complète des transactions à vérifier. Cela permet d’éviter les doubles dépenses sans dépendre d’une autorité centrale ou d’un régulateur.

Le niveau de base est le niveau de sécurité principal (ou niveau 1), qui crée un enregistrement de données immuable. La couche de base est la blockchain. Le protocole de deuxième couche réduit la quantité de données sur la blockchain, permettant ainsi des transactions hors chaîne.

Avec un protocole de couche XNUMX, les calculs de base peuvent être effectués hors chaîne tandis que les transactions sont toujours liées à la blockchain. Cela minimise la quantité de données stockées au niveau central et libère des ressources critiques sans compromettre la sécurité. En d’autres termes, les blockchains dotées de protocoles de couche XNUMX sont plus conviviales et évolutives, ce qui signifie qu’elles peuvent rivaliser avec des systèmes plus grands et plus centralisés.

Bitcoin vs Ethereum : protocoles de couche XNUMX

Bitcoin et Ethereum ont introduit des protocoles de couche XNUMX pour améliorer la vitesse et l'évolutivité. Alors que Bitcoin utilise le Lightning Network, Ethereum propose plusieurs solutions de mise à l'échelle de deuxième couche telles que les plis optimistes, les replis sans connaissance et les chaînes plasma. Les protocoles de couche XNUMX d'Ethereum, notamment Polygon et Arbitrum, visent à résoudre les problèmes d'évolutivité et de coût en permettant l'informatique hors chaîne.

La solution de couche deux de Bitcoin est le Lightning Network, qui utilise des contrats intelligents pour permettre des transactions quasi instantanées et à faible coût, ainsi que des « échanges atomiques » multiplateformes où les utilisateurs peuvent échanger une pièce contre une autre sans utiliser d'échange.

SegWit vs solution de deuxième couche

Segregated Witness, ou SegWit, est la modernisation la plus notable du protocole Bitcoin à ce jour. Il vous permet de séparer efficacement les données de transaction des données des témoins, ce qui fait que chaque transaction sur la blockchain est composée de deux parties :

• Données de base : Il s'agit du mouvement des bitcoins et des données liées à ce mouvement.
• Détails du témoin : agit comme une signature, prouvant essentiellement que le propriétaire du BTC a autorisé la transaction.

SegWit est un soft fork, ou changement de code rétrocompatible, qui divise les transactions en deux segments. Cela transfère les données du témoin (ou la signature) du segment d'origine vers le segment témoin.

L'implémentation de SegWit double essentiellement la taille du bloc, la faisant passer de 1 Mo à 2 Mo, sans nécessiter de modifications majeures du code existant. Bien que SegWit ne résout pas nécessairement le problème d'évolutivité, il prend en charge les solutions de couche XNUMX telles que Lightning Network.

Comment le réseau Lightning aide à lutter contre les problèmes de Bitcoin

En consolidant plusieurs microtransactions en une seule, le Lightning Network réduit le trafic réseau. En déplaçant ces microtransactions hors du réseau principal, vous pouvez libérer de l'espace pour des transactions plus importantes et plus prioritaires et augmenter la vitesse de traitement.

Le réseau Lightning améliore également l'évolutivité en permettant des transactions et des règlements hors chaîne.

Comment un utilisateur peut-il bénéficier du Lightning Network de Bitcoin ?

Les principaux avantages du Lightning Network sont sa rapidité et sa disponibilité. Comme indiqué ci-dessus, au niveau de base du réseau Bitcoin, les frais et les délais d’attente peuvent être prohibitifs. Cependant, avec le Lightning Network, il est possible d’envoyer et de recevoir de petits paiements d’une manière qui n’est tout simplement pas possible sur le réseau Bitcoin. Vous pouvez échanger des paiements plusieurs fois avant de fermer le canal et d'effectuer une transaction, le tout moyennant des frais uniques.

Étant donné que le réseau Lightning fonctionne comme une couche secondaire au-dessus du réseau principal, il offre toujours aux utilisateurs tous les protocoles de sécurité standard de Bitcoin. Les utilisateurs peuvent également basculer entre les réseaux en fonction de leurs besoins, en se tournant vers le réseau Bitcoin pour les transactions importantes et en revenant vers le réseau Lightning pour les micro-transactions. Les transactions associées au Lightning Network sont privées, effectuées hors chaîne et n'enregistrent que les résultats globaux.

Enfin, la dernière mise à jour de Taproot Assets étend les capacités de la technologie Bitcoin à un plus large éventail d'utilisateurs, car des actifs du monde réel tels que les monnaies fiduciaires et l'or peuvent être émis à l'aide du protocole Taproot Assets.

Impact du réseau Lightning sur l'adoption du Bitcoin

Nœuds Lightning Network de janvier 2018 à octobre 2023.
Source : Visuels Bitcoin

L'augmentation du nombre de nœuds et de canaux dans le réseau Bitcoin permet d'augmenter le débit des transactions Bitcoin. Alors que son débit continue d’augmenter chaque semaine, de plus en plus de personnes adoptent la technologie, ce qui en fait un atout essentiel dans l’écosystème Bitcoin. Le Lightning Network pourrait être la méthode clé qui résoudra le problème d’évolutivité de Bitcoin.

Performances du Lightning Network de janvier 2018 à octobre 2023.
Source : theblock.co

Si en 2021 le débit du Lightning Network était supérieur à 1 000 Bitcoins, au 22 octobre 2023, il est passé à plus de 5 000 BTC. Cela démontre également la plus grande évolutivité du réseau Bitcoin en tant que système de paiement.

Le Lightning Network et Bitcoin travaillent ensemble pour encourager davantage de personnes à utiliser les deux technologies. Ceux qui utilisent déjà Bitcoin se tourneront naturellement vers le Lightning Network pour effectuer des paiements rapides, petits ou peu coûteux. Cette flexibilité et cette efficacité fournies par Lightning Network continueront d’inciter davantage d’utilisateurs à utiliser Bitcoin et Lightning. À mesure que de plus en plus de personnes utilisent Lightning Network et Bitcoin, ils seront reconnus sur les bourses grand public et acceptés comme moyens de paiement plus traditionnels.

Inconvénients du réseau Lightning

Bien que le Lightning Network ait le potentiel de résoudre certains des problèmes du Bitcoin, il présente également des inconvénients.

Premièrement, le réseau Lightning n’est pas toujours peu coûteux à utiliser. En effet, avant qu’un micropaiement puisse être effectué entre parties, l’utilisateur doit d’abord effectuer un dépôt sur la chaîne. De plus, le montant final pour clôturer la transaction doit également être enregistré dans la chaîne Bitcoin.

Deuxièmement, en tant que blockchain, le Lightning Network est soumis à divers risques de sécurité. L’un d’eux est dû au fait que les attaquants créent de nombreux canaux qui expirent en même temps, ce qui entraîne une surcharge de la blockchain et un vol potentiel de fonds auprès des utilisateurs qui ne peuvent pas les retirer en raison de la surcharge.

Enfin, l’intégration du Lightning Network dans les systèmes de paiement existants est également un processus complexe. Les commerçants pourraient ne pas être intéressés à passer au Lightning Network, surtout compte tenu de la volatilité du Bitcoin.

L'avenir du réseau Lightning

Valeur totale verrouillée (TVL) sur le réseau Lightning d'avril 2022 à octobre 2023.
Source : DéfiLlama

Actuellement, plus de 160 millions de dollars sont bloqués dans le réseau Lightning, les utilisateurs utilisant la solution de deuxième couche pour payer des biens, des services, des applications, etc.

Malgré certaines limitations, il offre aux utilisateurs plus d’options et de polyvalence. Alors que les gens l’utilisent de plus en plus pour effectuer des micropaiements ultra-rapides, les développeurs continueront à créer des portefeuilles interopérables et des systèmes de support pour développer et renforcer le réseau.

Total

Lancé en 2018, le Lightning Network change rapidement le visage du Bitcoin. Les développeurs ont travaillé sans relâche pour créer la technologie fiable nécessaire pour prendre en charge et promouvoir le réseau, ainsi que pour créer une plate-forme conviviale. Tout le monde peut accéder et utiliser le Lightning Network en utilisant uniquement son smartphone, ouvrant ainsi une multitude de possibilités pour des paiements fluides. La récente intégration du protocole Taproot Assets étend encore les capacités de Lightning pour Bitcoin et ses utilisateurs. Avec le nombre croissant d’utilisateurs de Lightning Network, la vision d’un écosystème Bitcoin plus rapide et plus évolutif devient plus réaliste.