Qu'est-ce qu'une blockchain de couche 1 ?
Table des matières
Introduction
Qu'est-ce qu'une couche 1 ?
Scalabilité des blockchains de couche 1
Qu'est-ce que le sharding sur un réseaux de couche 1 ?
Comparaison des réseaux de couche 1 et de couche 2
Exemple de blockchain de couche 1
Pour conclure
Qu'est-ce qu'une blockchain de couche 1 ?
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Qu'est-ce qu'une blockchain de couche 1 ?

Qu'est-ce qu'une blockchain de couche 1 ?

Débutant
Published Feb 22, 2022Updated Apr 6, 2022
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Résumé

Un réseau de couche 1 fait référence à un réseau de base, tel que celui de Bitcoin, de la BNB Chain ou d'Ethereum, ainsi qu'à son infrastructure sous-jacente. Les blockchains de couche 1 peuvent valider et finaliser les transactions sans avoir recours à un autre réseau. Améliorer la scalabilité des réseaux de couche 1 est souvent difficile, comme nous l'avons vu avec Bitcoin. En réponse, les développeurs créent des protocoles de couche 2 reposant sur des réseaux de couche 1 pour assurer la sécurité et le consensus. Le réseau Lightning Network de Bitcoin est un exemple de protocole de couche 2. Il permet aux utilisateurs d'effectuer des transactions librement avant de les enregistrer sur la chaîne principale.


Introduction

« couche 1 » et « couche 2 » sont des termes aidant à comprendre l'architecture des différentes blockchains et des différents projets et outils de développement. Si vous vous êtes déjà demandé quelle était la relation entre Polygon et Ethereum ou Polygon et ses parachains, connaître les différences layers blockchain vous sera utile.



Qu'est-ce qu'une couche 1 ?

Une couche 1 est l'autre nom que porte une blockchain. La BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) et Solana sont toutes des protocoles de couche 1. Nous les appelons couche 1 car il s'agit des principaux réseaux de leur écosystème respectif. Contrairement au solutions de couche 1, les solutions off-chains et autres solutions de couche 2 sont construites sur une chaîne principale.
En d'autres termes, un protocole est dit de couche 1 lorsqu'il traite et finalise les transactions sur sa propre blockchain. Ces protocoles ont également leur propre token natif, utilisé pour payer les frais de transaction.


Scalabilité des blockchains de couche 1

Le problème commun aux couche 1 est leur incapacité à être scalable. Bitcoin et les autres grandes blockchains ont eu du mal à traiter toutes les transactions en période de forte demande. Bitcoin utilise le mécanisme de consensus Preuve de travail (PoW) qui requiert beaucoup de ressources informatiques. 

Si le PoW assure décentralisation et sécurité, les réseaux Preuve de travail tendent également à perdre en cadence quand le volume de transaction est trop élevé. Les délais de confirmation et les frais augmentent.

Les développeurs de blockchains travaillent sur des solutions de scalabilité depuis de plusieurs années, mais les discussions sont toujours en cours afin de trouver les meilleures solutions. Pour la scalabilité des réseaux de couche 1, plusieurs options existent :

1. Augmenter la taille du bloc, ce qui permettrait de traiter plus de transactions par bloc.
2. Changer le mécanisme de consensus, comme c'est le cas avec Ethereum et sa mise à jour 2.0.

3. Implémenter le sharding. Une forme de partitionnement de base de données.

Améliorer des réseaux de couche 1 n'est pas une mince affaire. Dans de nombreux cas, les utilisateurs du réseau ne seront pas tous d'accord avec les changements. Cela mène parfois à des divisions ou même des hard forks, comme ce fut le cas avec Bitcoin et Bitcoin Cash en 2017.

SegWit

Une exemple de solution pour scaler Bitcoin est SegWit (segregated witness). Cette solution a augmenté le débit de Bitcoin en changeant la manière dont les données des blocs sont organisées (les signature numériques ne font plus partie de la transaction). Ce changement libère plus d'espace pour les transactions par bloc et n'affecte pas la sécurité du réseau. SegWit a été implémenté via un soft fork rétrocompatible. En d'autres termes, les nœuds Bitcoin qui ne sont pas mis à jour pour inclure SegWit peuvent toujours traiter des transactions.


Qu'est-ce que le sharding sur un réseaux de couche 1 ?

Le sharding est une solution de scalabilité pour les réseaux de couche 1 plutôt populaire, celle-ci augmentant la vitesse des transactions. Cette technique est une forme de partitionnement de bases de données, mais pouvant être appliquée aux registres blockchain. Le réseau et ses nœuds sont divisés en plusieurs shards pour répartir la charge de travail et améliorer la vitesse des transactions. Chaque shard gère un sous-ensemble de l'activité de l'ensemble du réseau, ce qui signifie qu'il possède ses propres transactions, nœuds et blocs distincts.

Avec le sharding, il n'est pas nécessaire que chaque nœud conserve une copie complète de l'intégralité de la blockchain. À la place, chaque nœud rapporte le travail terminé à la chaîne principale pour partager l'état de leurs données locales, y compris le solde et les autres métriques clés.


Comparaison des réseaux de couche 1 et de couche 2

Concernant les améliorations, tout ne peut pas être résolu sur un réseau de couche 1. En effet, en raison des contraintes technologiques, certains changements sont difficiles ou presque impossible à réaliser sur le réseau principal de la blockchain. Ethereum, par exemple, passera à la Preuve d'enjeu (PoS), mais la mise en oeuvre de ce processus nécessitera quelques années.
Certains cas d'usage ne peuvent tout simplement pas fonctionner sur des réseaux de couche 1 à cause du manque de scalabilité. Un jeu blockchain ne pourrait réalistement pas utiliser le réseau Bitcoin en raison du délai des transactions. Cependant, le jeu peut toujours utiliser la sécurité et la décentralisation du couche 1. La meilleure option consiste à constuire sur le réseau à l'aide d'une solution de couche 2.

Lightning Network

Les solutions de couche 2 s'appuient sur des solutions de couche 1 pour effectuer des transactions. L'exemple le plus connu est le Lightning Network. Le réseau Bitcoin, lorsqu'il est fortement sollicité, peut prendre des heures pour confirmer des transactions. Le Lightning Network permet aux utilisateurs d'effectuer des paiements rapides avec leurs Bitcoins en dehors de la chaîne principale. Le solde final est ensuite reporté sur la chaîne principale. Cela regroupe essentiellement toutes les transactions en un seul enregistrement, économisant du temps et des ressources. 


Exemple de blockchain de couche 1

Maintenant que nous savons ce qu'est un réseau de couche 1, voyons ensemble quelques exemples. Il existe de nombreuses blockchains de couche 1, ayant chacune leur cas d'usage. Tout ne tourne pas autour de Bitcoin ou d'Ethereum, chaque réseau a en effet ses solutions pour résoudre le trilemme de la blockchain : décentralisation, sécurité et scalabilité.

Elrond

Elrond est un réseau couche 1 fondé en 2018 utilisant le sharding pour améliorer ses performances et sa scalabilité. La blockchain Elrond peut prendre en charge 100 000 transactions par seconde (TPS). Ses deux caractéristiques principales uniques résident dans son protocole de consensus Secure Proof of Stake (SPoS) et son Adaptative State Sharding.

L'Adaptative State Sharding se produit via la division et la division des shards en fonction de la perte ou du gain d'utilisateur. L'architecture complète du réseau est partitionnée, y compris son état et ses transactions. Les validateurs bougent également d'un shard à un autre, réduisant le risque d'une prise de contrôle malveillante d'un shard.

L'EGLD, le token native d'Elrond, est utilisé pour régler les frais de transaction, déployer des DApps et récompenser les utilisateurs participants au mécanisme de validation du réseau. De plus, le réseau d'Elrond est certifié carbone négatif, celui-ci compensant plus de CO2 que son mécanisme de Preuve d'enjeu n'en crée.

Harmony

Harmony est un couche 1 Effective Proof of Stake (EPoS) utilisant le sharding. Le mainnet de la blockchain se compose de quatre shards, chacun créant et vérifiant les nouveaux blocs en parallèle. Un shard peut le faire à sa propre vitesse, ce qui signifie que tous n'ont pas la même hauteur de bloc.
Harmony utilise actuellement la stratégie « Finance crosschain » pour attirer développeurs et utilisateurs. Les passerelles sans confiance vers Ethereum (ETH) et Bitcoin jouent un rôle clé dans le processus, celles-ci permettant aux utilisateurs d'échanger leurs tokens sans les risques custodiaux habituels. Pour d'Harmony, la mise à l'échelle du Web3 nécessite la mise en place d'organisations décentralisées autonomes (DAO) et des preuves zero-knowledge.
L'avenir de la DeFi (finance décentralisée) semble s'appuyer sur le multi-chain et le cross-chain, rendant les services de passerelles d'Harmony attractifs pour les utilisateurs. L'infrastructure NFT, les outils pour DAO et les passerelles entre les protocoles sont les principaux domaines d'intérêt.

Le ONE, son token natif est utilisé pour payer les frais de transaction du réseau. Il peut également être staké pour participer au mécanisme de consensus et à la gouvernance. Les validateurs reçoivent des récompenses en blocs et des frais de transactions.

Celo

Celo est un réseau de couche 1 issu d'un fork de Go Ethereum (Geth) en 2017. Il a toutefois procédé à des changements importants, notamment en mettant en place des points de vente et un système d'adresses uniques. L'écosystème Web3 de Celo prend en charge la DeFi, les NFT, des solutions de paiement et à confirmé plus de 100 millions de transactions. Sur Celo, tout le monde peut utiliser un numéro de téléphone ou une adresse e-mail comme clé publique. La blockchain est facilement utilisable par n'importe quel ordinateur et ne nécessite pas de matériel spécifique.
Le CELO, le token principale de Celo est un token utilitaire utilisé pour les transactions, la sécurité et les récompenses. Le réseau de Celo possède ses stablecoins : le cUSD, le cEUR et le cREAL. Ceux-ci sont générés par les utilisateurs et leurs PEG sont maintenus par un mécanisme semblable à celui du DAI de MakerDAO. De plus, les transactions effectuées avec des stablecoins Celo peuvent être payées avec n'importe quel autre actif Celo.

Le système d'adresses et le Stablecoin de CELO visent à rendre les cryptomonnaies plus accessibles et à faciliter l'adoption. La volatilité du marché des cryptomonnaies et la difficulté pour les nouveaux arrivants peuvent rapidement être décourageantes.

THORChain

THORChain est un échange décentralisée (DEX) sans permission. Il s'agit d'un réseau de couche 1 utilisant le SDK de Cosmos. Celui-ci utilise également le mécanisme de consensus Tendermint pour valider ses transactions. L'objectif principal de THORChain est de permettre la liquidité décentralisée cross-chain sans qu'il soit nécessaire de wrapper ou d'adosser les actifs. Pour les investisseurs multichaînes, le pegging et le wrapping ajoutent un risque supplémentaire au processus.

THORChain agit comme un gestionnaire de coffre-fort en surveillant dépôts et retraits. Cela permet de créer une liquidité décentralisée et de supprimer les intermédiaires centralisés. RUNE, le token natif de THORChain, est utilisé pour payer les frais de transaction et pour la gouvernance, la sécurité et la validation. 

Le modèle Animateur de marché automatisé (AMM) de THORchain utilise le RUNE comme paire de base, ce qui signifie que vous pouvez échanger du RUNE contre tout autre actif pris en charge. D'une manière, le projet fonctionne comme une crosschain Uniswap, le RUNE étant un moyen de règlement et un actif de sécurité pour les pools de liquidités.

Kava

Kava est un couche 1 combinant la vitesse et l'interopérabilité de Cosmos avec le soutien de développeurs Ethereum. À l'aide d'une architecture « à chaîne conjointe », le réseau Kava dispose d'une blockchain distincte pour les environnements de développement EVM et SDK Cosmos. Associé à l'assistance IBC sur la chaîne conjointe Cosmos, cela permet aux développeurs de déployer des applications décentralisées interopérables avec les écosystèmes Cosmos et Ethereum. 

Kava utilise le mécanisme de consensus Tendermint PoS offrant une forte scalabilité aux applications EVM de la chaîne conjointe. Fondé par KavaDAO, le réseau Kava propose Le réseau Kava propose des récompenses pour les développeurs sur la chaîne, conçues pour récompenser les 100 meilleurs projets sur chaque chaîne commune en fonction de leur utilisation. 

Kava dispose de son propre token utilitaire et de gouvernance, le KAVA et de son stablecoin adossé au dollar américain, l'USDX. Le KAVA est utilisé pour payer les frais de transaction, il est staké par des validateurs pour participer au consensus du réseau. Les utilisateurs peuvent déléguer leurs KAVA stakés à des validateurs pour gagner une part des émissions de KAVA. Les stakers et les validateurs peuvent également voter pour les propositions de gouvernance qui imposent les paramètres du réseau. 

IoTex

IoTex est un couche 1 fondé en 2017 se concentrant sur la fusion de la blockchain avec l'Internet des Objets. Cela donne aux utilisateurs le contrôle des données que leurs appareils génèrent, ce qui permet de créer des « DApps, des actifs et des services adossés à des machines ». Vos informations personnelles ont de la valeur et leur gestion via la blockchain garantit une propriété sécurisée.

La combinaison du matériel et du logiciel d'IoTeX offre une nouvelle solution permettant aux gens de contrôler leur vie privée et leurs données sans sacrifier l'expérience utilisateur. Le système qui permet aux utilisateurs de gagner des actifs numériques à partir de leurs données du monde réel s'appelle MachineFi.

IoTeX a lancé deux produits matériels notables connus sous le nom de Ucam et de Pebble Tracker. Ucam est une caméra de sécurité domestique avancée qui permet aux utilisateurs de surveiller leur maison de n'importe où et en toute confidentialité. Le Pebble Tracker est un GPS intelligent qui prend en charge la 4G et offre des fonctions de suivi et de localisation. Celui-ci en plus de prendre en charge les données GPS, capte aussi les données environnementales en temps réel, notamment la température, l'humidité et la qualité de l'air.

En ce qui concerne l'architecture de la blockchain, IoTeX repose sur un certain nombre de protocoles de couche 2. La blockchain fournit des outils pour créer des réseaux personnalisés qui utilisent IoTeX. Ces chaînes peuvent également interagir entre elles et partager des informations via IoTeX. Les développeurs peuvent alors facilement créer une nouvelle sous-chaîne pour répondre aux besoins spécifiques de leur appareil IoT. L'IOTX, le coin de IoTeX est utilisée pour les frais de transaction, le staking, la gouvernance et la validation du réseau.



Pour conclure

L'écosystème blockchain d'aujourd'hui comporte plusieurs réseaux couche 1 et protocoles couche 2. Il est facile de s'y perdre, mais dès que vous avez saisi les concepts de base, il devient plus facile de comprendre la structure et l'architecture générales. Ces connaissances peuvent être utiles pour étudier de nouveaux projets blockchain, en particulier lorsqu'ils se concentrent sur l'interopérabilité réseau et les solutions cross-chain.