L2 et rollups : comment ils fonctionnent, pourquoi nous en avons besoin et quelle est la prochaine étape (Helen Chmyhankova)

Auteur : Roman Aliev (Directeur Stratégie Marketing)

L2 est un nom collectif pour les solutions qui résolvent les problèmes d'évolutivité et de vitesse sur la blockchain, principalement dans le réseau Ethereum. Nous vous parlerons des protocoles L2 les plus populaires, de leurs avantages et inconvénients, et de ce qu'il adviendra d'eux maintenant
qu'Ethereum est passé à la preuve de participation. 

L2 et le trilemme de Vitalik Buterin

En 2016, le créateur d'Ethereum, Vitalik Buterin, a décrit pour la première fois le soi-disant trilemme blockchain. Cela se résume à l'idée qu'une blockchain idéale devrait avoir trois qualités : la décentralisation,
évolutivité et sécurité. Cependant, il est très difficile d'atteindre les trois en même temps, pour plusieurs raisons. 

Décentralisation : plus il y a de nœuds dans un réseau, plus il est difficile pour un acteur malveillant de s'en emparer. Mais à mesure que vous augmentez le nombre de nœuds, vous avez besoin de plus en plus de ressources pour qu'ils parviennent à un consensus, et cela ralentit le réseau.

Sécurité : encore une fois, lorsqu'il y a beaucoup de nœuds, le réseau continuera à fonctionner même si certains d'entre eux tombent en panne ou sont attaqués. Mais l'évolutivité en souffre : voir le point sur la décentralisation. 

Évolutivité : vous pouvez créer un réseau très rapide si vous déléguez tout le travail de validation des transactions à un petit nombre de nœuds. Mais une telle blockchain sera centralisée et plus facile à attaquer. 

Ethereum est une chaîne hautement décentralisée et sécurisée. Mais son évolutivité a longtemps été un point sensible : une seule vente de jetons populaires pourrait complètement paralyser la blockchain, comme cela s'est produit avec le Autre côté
vente de terrain métaverse au printemps-2022. 

Démonstration du métaverse Otherside. Crédit : Yuga Labs

Le passage à Ethereum 2.0 devrait permettre de résoudre ce problème, et Vitalik Buterin estime même que le réseau atteindra les 100,000 XNUMX TPS. Cependant, cela n'arrivera qu'après l'introduction du sharding : la division de l'état de la blockchain en un nombre
de fragments qui traiteront les transactions en parallèle et se connecteront les uns aux autres via la chaîne Beacon centrale. Selon Buterin, il faudra 64 fragments pour atteindre ces 100 XNUMX TPS tant convoités.

Le sharding est l'un des types de solutions L2 (niveau 2). Ils sont appelés niveau 2 car ils se situent au-dessus de la blockchain sous-jacente et prennent en charge une partie de ses transactions. Les résultats sont finalement enregistrés sur la blockchain principale, mais ces transactions
sont traitées et confirmées en dehors de celui-ci. Cela contribue à rendre le système évolutif, ce qui signifie que ses performances ne souffrent pas lorsque la charge augmente. 

Types de L2 et leurs inconvénients

Sharding

Pour en revenir au sharding, notons qu'il n'y a pas de date limite fixée pour sa mise en œuvre sur Ethereum ; vers 2023 est la dernière prévision. Certaines blockchains utilisent déjà le sharding, notamment NEAR (alors
loin au niveau de l'état de la blockchain, pas du traitement des transactions) et À pois (sous le nom de parachains).

Le sharding a ses problèmes, la communication entre les fragments et la sécurité étant les plus importants d'entre eux. Il est plus facile de casser un fragment que la blockchain principale. À Polkadot et Kusama, ce risque est en partie compensé par la chaîne de relais centrale assurant une sécurité partagée
pour toutes les parachaînes. 

Sidechains

Une sidechain est une blockchain distincte qui est liée à la chaîne L1 principale mais qui possède son propre système de sécurité. L'exemple le plus connu est Polygon, lancé en 2017 en tant que sidechain Ethereum appelé Matic Network. Depuis lors, Polygon est devenu une entreprise indépendante
écosystème avec plus de 37,000 XNUMX dApps, et personne ne l'appelle plus une sidechain. 

Voici quelques exemples supplémentaires de sidechain :

• Immutable X (Ethereum) – centralisé et sans frais, il est principalement destiné aux projets de jeux.
• Ronin (Ethereum) – une sidechain créée pour Axie Infinity, son marché NFT et son Katana DEX.
• WAX (EOS) – encore une autre sidechain de jeu, il héberge Alien Worlds et Farmers World, entre autres. 

XNUMX crédit

Canaux d'état

Ce type de solution L2 implique que deux participants ouvrent un canal et échangent des actifs. Ceci est pratique lorsque deux adresses effectuent de nombreux transferts entre elles. Lorsqu'un canal n'est plus nécessaire, il peut être fermé, auquel cas toutes les transactions
sont attachés à la chaîne principale. 

La solution la plus populaire dans cette catégorie est le Lightning Network de Bitcoin. En particulier, les conseils BTC sur Twitter utilisent ce protocole.

Cumuls

Les chaînes, les chaînes latérales et les fragments existent depuis un certain temps. La dernière tendance, qui s'est propagée comme une traînée de poudre en 2021, est celle des rollups, tels que Arbitrum et Optimism. Ce sont des chaînes de blocs distinctes qui traitent les transactions en dehors de la chaîne principale, rassemblent
les regrouper en lots et envoyer ces données à la blockchain principale. 

La principale différence entre les sidechains et les rollups est que ces derniers fournissent à la chaîne principale des preuves cryptographiques qui permettent de vérifier « l'honnêteté » du rollup (exactitude des données) sans vérifier les transactions elles-mêmes. 

À leur tour, les cumuls sont de deux types : optimiste et ZK, ou connaissance nulle.

Optimiste : ces rollups supposent que toutes les transactions sont valides et les transmettent à la blockchain principale presque sans traitement supplémentaire. Le cumul n'effectuera une vérification que si quelqu'un conteste les résultats. Cette approche augmente l'évolutivité et
réduit considérablement les coûts de gaz, mais cela peut prendre une semaine ou plus pour transférer des fonds du rollup vers Ethereum. Les cumuls optimistes les plus connus sont Optimisme et Arbitrum, ainsi que MétisDAO ainsi que  Boba. 

Arbitrum et Optimism figurent dans le top 10 des plus grandes blockchains. XNUMX crédit

Rollups ZK: ils valident les transactions à l'aide de preuves cryptographiques complexes et transmettent ces preuves au réseau principal Ethereum avec les lots de transactions. ZK signifie « connaissance zéro », ce qui signifie que la chaîne principale peut vérifier que
les preuves et les données sont correctes sans rien savoir de leur contenu. 

Un tel système est plus sécurisé et le transfert des actifs vers la chaîne principale prend moins de temps que dans le cas des rollups optimistes. Le revers de la médaille est que les rollups ZK peuvent avoir du mal à fonctionner avec les contrats intelligents DeFi. 

Les cumuls ZK sont utilisés dans Immuable X; de plus, Polygon, Matter Labs et StarkWare travaillent sur la compatibilité EVM
Solutions ZK. 

Quelle est l'importance des L2 pour les utilisateurs réguliers ?

Jusqu'à présent, nous avons discuté de théorie, mais qu'en est-il de la pratique ? Comment un utilisateur régulier peut-il essayer les solutions L2 - ou devrait-il le faire ?

Polygon, Arbitrum et Optimism sont des alternatives moins chères à Ethereum qui prennent en charge les mêmes grandes dApps, telles que Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi, etc. Si vous aimez échanger des jetons sur des DEX, acheter des NFT, gagner avec l'agriculture de rendement, etc. , mais n'aime pas
payant jusqu'à 5 $ par transaction, vous devriez essayer ces réseaux L2. Vous serez satisfait des frais peu élevés (0.1 $ ou moins) et du traitement rapide. 

D'autre part, si vous décidez de jouer à Axie Infinity, Alien Worlds, etc., vous rencontrerez certainement Ronin, Immutable X, WAX et d'autres L2 de jeu. 

Tous les L2 basés sur Ethereum dont nous avons parlé dans cet article peuvent être ajoutés à MetaMask à l'aide de la fonction Ajouter un réseau. Recherchez simplement sur Google les paramètres corrects pour chaque réseau. 

Vitalik Buterin croit que les cumuls optimistes domineront dans les deux prochaines années, mais les cumuls ZK joueront un rôle clé dans l'écosystème
à long terme. Pour l'instant, Polygon, Arbitrum et Optimism rang 6e, 7e et 8e sur la liste des plus grandes chaînes de blocs, avec un total de 3.7 milliards de dollars en TVL - elles méritent donc certainement votre attention.