Introduction

Le potentiel révolutionnaire de Bitcoin a été limité par des défis de scalabilité, ce qui rend difficile son utilisation en tant que système de paiement mondial. Alors que des innovations telles que Ordinals et les jetons BRC-20 ont augmenté l'adoption de Bitcoin, elles ont également exposé ses limites, exerçant une pression significative sur la blockchain. À mesure que de plus en plus d'utilisateurs s'engagent avec Bitcoin, le réseau est parfois submergé, entraînant des frais plus élevés et des délais de transaction plus longs, car la conception originale de Bitcoin ne prend en charge que sept transactions par seconde.

Les solutions de couche 2 (L2) ont été développées pour résoudre ces problèmes. Elles traitent les transactions hors chaîne tandis que la couche de base gère le règlement final, ce qui augmente la vitesse des transactions et réduit les coûts sans compromettre la sécurité du réseau Bitcoin. De plus, les solutions de couche 2 telles que Lightning Network, BEVM, Stacks, BOB, Merlin Chain, etc. débloquent de nouvelles fonctionnalités, telles que la possibilité d'exécuter des contrats intelligents et de rendre Bitcoin plus efficace, polyvalent et évolutif pour répondre à la demande croissante.

Qu'est-ce que les réseaux de couche 2 Bitcoin?

Source: Ordinaux NFTs X Compte

Les réseaux de couche deux (L2) Bitcoin sont des protocoles conçus pour fonctionner au-dessus de la principale chaîne de blocs Bitcoin. Leurs principaux objectifs sont de résoudre les problèmes d'évolutivité, d'améliorer la vitesse des transactions et de réduire les frais de Bitcoin. En plus de ces avantages, certaines solutions L2 introduisent même des capacités de contrat intelligent, élargissant ainsi les applications potentielles de Bitcoin.

De plus, le besoin de solutions de couche deux pour Bitcoin est apparu en raison des limitations inhérentes de sa couche de base. Avec un très faible taux de transaction par seconde, Bitcoin peine à s'adapter à la demande, entraînant des congestions réseau et des frais élevés, parfois supérieurs à 120 $ pendant les périodes chargées. Cela rend les petites transactions coûteuses et impraticables.

La couche de base de Bitcoin ne dispose pas de la fonctionnalité des contrats intelligents pour les applications décentralisées et les plateformes DeFi. Les solutions de la couche deux adressent ces limitations en réduisant les frais de gaz, en permettant des transactions plus rapides et en ajoutant de nouvelles capacités, débloquant ainsi le vaste potentiel inexploité de la chaîne Bitcoin.

Comment les solutions Layer 2 de Bitcoin fonctionnent

Source :PrimeXBT

Un réseau blockchain est divisé en deux couches clés : la couche d'exécution, qui traite les transactions, et la couche de consensus, responsable de la validation et de l'approbation de ces transactions. Les solutions Layer 2 de Bitcoin créent une couche d'exécution distincte pour traiter les transactions hors chaîne avant de les soumettre à la couche de consensus de Bitcoin pour le règlement final.

Les approches courantes comprennent les canaux d'état, utilisés par le Lightning Network, permettant de réaliser plusieurs transactions hors chaîne avec seulement l'état final enregistré sur la chaîne. Les sidechains, comme Liquid Network, fonctionnent comme des blockchains indépendantes liées à Bitcoin, offrant des transactions plus rapides et des fonctionnalités supplémentaires. D'autre part, les Rollups regroupent plusieurs transactions hors chaîne en une seule, offrant une preuve cryptographique de validité pour le règlement sur la blockchain Bitcoin.

Canaux d'État

Source : Chainlink

Les canaux d'état, comme ceux du Lightning Network, permettent à deux parties d'échanger du bitcoin hors chaîne, accélérant les transactions et réduisant les coûts. En verrouillant le bitcoin dans une adresse multi-signature, ils peuvent effectuer des transferts hors chaîne illimités, et seul l'état final est enregistré sur la blockchain Bitcoin lorsque le canal est fermé.

Sidechains

Les sidechains Bitcoin, comme le Liquid Network, fonctionnent comme des blockchains séparées connectées à Bitcoin via une "peg two-way". Ce système permet aux utilisateurs de verrouiller leurs bitcoins sur la blockchain principale et de recevoir des jetons équivalents, tels que sBTC, sur la sidechain pour des transactions plus rapides et plus de fonctionnalités. Un groupe de validateurs gère et sécurise les transferts d'actifs entre les deux chaînes, garantissant l'exactitude et empêchant la double dépense. Les sidechains fonctionnent également sur leurs propres mécanismes de consensus, permettant des paramètres de bloc personnalisés et des fonctionnalités avancées telles que des contrats intelligents et la confidentialité, les rendant plus flexibles que la blockchain principale Bitcoin.

Rollups

Source : Chainlink

Les rollups de couche deux de Bitcoin exécutent des transactions en dehors de la blockchain principale, compressent les données, puis soumettent une preuve cryptographique à Bitcoin pour le règlement final. Cela réduit la charge sur Bitcoin tout en maintenant sa sécurité. Bien que Bitcoin ne puisse pas encore vérifier nativement ces rollups, des approches comme les rollups souverains, qui utilisent Bitcoin pour le stockage de données, et des mises à niveau possibles du script Bitcoin, sont en cours d'exploration. Ces innovations visent à améliorer la scalabilité et à permettre un traitement des transactions plus efficace.

Principaux projets de couche 2 Bitcoin à connaître en 2024

Lorsqu'on discute des solutions Layer 2 de Bitcoin, il est bon de noter que la plupart des projets Layer 2 n'ont pas de sortie forcée. Dans le contexte des solutions d'échelle de Bitcoin, la sortie forcée fait référence au mécanisme par lequel les utilisateurs peuvent retirer leurs fonds d'une solution Layer 2, telle qu'une chaîne latérale ou un canal d'état, même lorsque le réseau connaît des retards, des litiges ou devient non réactif. Ce mécanisme garantit que les utilisateurs peuvent toujours récupérer leurs actifs vers la chaîne principale Bitcoin, offrant une garantie de sécurité contre les défaillances ou les comportements malveillants au sein du système Layer 2.

Voici un aperçu des solutions Layer-2 les plus populaires pour Bitcoin, qui jouent un rôle essentiel dans l'optimisation de la blockchain pour une meilleure capacité de traitement, des frais de transaction plus bas et le renforcement de l'adoption:

Réseau Lightning

Source : Lightning Network

Le Lightning Network (LN) est une solution de deuxième couche qui améliore la scalabilité de Bitcoin en permettant des transactions rapides et peu coûteuses en dehors de la blockchain principale. En établissant des canaux de paiement entre utilisateurs, vous pouvez effectuer d'innombrables transactions, en enregistrant uniquement l'ouverture et la fermeture du canal sur la base de Bitcoin, de plus, chaque transaction intermédiaire se produit hors chaîne, contournant les limitations du protocole Bitcoin.

Les deux parties doivent verrouiller une certaine quantité de bitcoins pour ouvrir un canal de paiement. Celui-ci est conservé dans le canal jusqu’à ce qu’il soit fermé, et le montant total qui peut être transféré est égal au montant engagé par les deux parties. Décomposons cela avec un exemple simple :

Imaginez que Jessica Pearson et Mike Ross veulent ouvrir un canal de paiement. Jessica Pearson met 10 BTC et Mike Ross ajoute 5 BTC. Ensemble, ils s'engagent à hauteur de 15 BTC, et cette transaction d'ouverture initiale est ajoutée à la blockchain Bitcoin. Une fois que cela est fait, ce qui pourrait prendre environ 10 minutes ou plus, Jessica Pearson et Mike Ross sont libres de réaliser des transactions un nombre illimité de fois avec une vitesse quasi-instantanée et un coût presque nul. Voici comment leurs transactions pourraient se dérouler :

• Jessica Pearson envoie à Mike Ross 1 BTC (Jessica : 9 BTC, Mike : 6 BTC)
• Jessica Pearson envoie 2 BTC à Mike Ross (Jessica: 7 BTC, Mike: 8 BTC)
• Mike Ross envoie 3 BTC à Jessica Pearson (Jessica : 10 BTC, Mike : 5 BTC)
• Mike Ross envoie 1 BTC à Jessica Pearson (Jessica : 11 BTC, Mike : 4 BTC)

Lorsque l'une ou l'autre partie décide de fermer le canal, les soldes finaux sont soumis à la blockchain. Dans ce cas, Jessica repart avec 11 BTC, et Mike obtient 4 BTC.

Maintenant, que se passe-t-il si Jessica veut envoyer du Bitcoin à Carol? Même si Jessica n'a pas de canal direct avec Carol, elle peut toujours effectuer une transaction avec elle car Mike a un canal ouvert avec Carol. Jessica peut envoyer sa transaction via Mike, qui la transmettra à Carol, en prenant éventuellement une petite commission pour faciliter le transfert. Avec le temps, grâce à la théorie de Layer 2, les canaux peuvent être mis en commun pour créer des réseaux plus larges et plus efficaces de canaux de paiement.six degrés de séparation, le Lightning Network permet à n’importe qui d’effectuer des transactions avec n’importe qui d’autre, créant ainsi une couche puissante et efficace au-dessus de Bitcoin.

Finalement, avec le soutien de l'ancien PDG de Twitter, Jack Dorsey, et son intégration dans des plateformes telles que X (an-ciennement Twitter), le Lightning Network gagne rapidement du terrain pour une adoption généralisée.

BEVM (en anglais seulement)

Source : BEVM

BEVM est un réseau Bitcoin de couche 2 construit sur Substrate, entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM). Cette intégration permet une interaction transparente avec BEVM via l'API Ethereum et l'API Substrate, le rendant très polyvalent pour les développeurs et les utilisateurs. L'une des caractéristiques remarquables est que BEVM partage le même système de compte qu'Ethereum, vous permettant d'utiliser votre phrase mnémonique existante et votre clé privée à partir de portefeuilles Ethereum comme Metamask pour interagir directement avec BEVM.

Avec la finalité du bloc atteinte en environ 18 secondes (3 blocs), BEVM offre une plateforme de transaction efficace et sécurisée, malgré les fluctuations potentielles dans un réseau de preuve d'enjeu (PoS). Pour une sécurité accrue, le réseau propose des méthodes améliorées de détection de la finalité, garantissant que vos transactions sont confirmées avec une fiabilité et une rapidité élevées. Pour les développeurs, la compatibilité de BEVM avec Substrate et Ethereum ouvre de nombreuses possibilités pour la création d'applications décentralisées. Que vous préfériez les outils de développement basés sur Substrate ou sur Ethereum, l'écosystème de BEVM prend en charge des options flexibles pour vous aider à créer et à innover facilement.

BOB (Build on Bitcoin)

Source : BOB

BOB ("Build on Bitcoin") est une solution hybride révolutionnaire de couche 2 qui exploite les points forts de Bitcoin et Ethereum. En combinant la sécurité et la liquidité inégalées de Bitcoin avec l'écosystème innovant d'Ethereum, BOB comble le fossé entre l'adoption massive de Bitcoin et le paysage de développement florissant d'Ethereum. Grâce à son architecture de rollup, BOB utilise Bitcoin pour la sécurité tout en permettant aux utilisateurs d'accéder facilement à une vaste gamme d'applications décentralisées (dApps), de stablecoins, de NFT, de plateformes DeFi, et plus encore d'Ethereum.

Le besoin de cette approche hybride découle de la dominance de Bitcoin en termes de base d'utilisateurs et de capitalisation boursière, contrastée par son rythme plus lent d'innovation par rapport à Ethereum. BOB résout cela en combinant la sécurité de la preuve de travail de Bitcoin avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux développeurs de construire sur un réseau avec la plus grande base d'utilisateurs. Pendant ce temps, les détenteurs de BTC peuvent tirer parti des innovations d'Ethereum sans quitter l'écosystème Bitcoin, offrant le meilleur des deux mondes aux utilisateurs et aux développeurs.

Avec le soutien de grands investisseurs tels que Castle Island Ventures, Coinbase Ventures et Bankless Ventures, BOB est positionné pour diriger une nouvelle vague d'innovation Bitcoin. Il vise à construire un écosystème de rollup décentralisé qui offre sécurité et flexibilité, permettant aux utilisateurs d'interagir avec une grande variété d'applications tout en restant ancrés dans la sécurité robuste de Bitcoin et les outils de pointe d'Ethereum.

BABYLON

Source : Babylone

Babylon est à l'avant-garde du développement de protocoles de sécurité qui tirent parti des forces de Bitcoin pour protéger le monde décentralisé. En utilisant le timestamping sécurisé par PoW de Bitcoin et son espace de bloc résistant à la censure, Babylon vise à construire un écosystème plus sécurisé et centré sur Bitcoin. Ses deux principaux protocoles, Bitcoin Timestamping et Bitcoin Staking, garantissent des horodatages vérifiables pour les données et permettent à Bitcoin d'assurer la sécurité économique des systèmes décentralisés grâce au staking sans confiance.

Au cœur de l'innovation de Babylon se trouve son protocole de sécurité partagée, qui intègre Bitcoin dans d'autres chaînes, les fortifiant contre les attaques potentielles de preuve d'enjeu tout en maintenant la sécurité inégalée de Bitcoin. Le réseau croissant de partenariats de Babylon Chain démontre sa polyvalence, positionnant Bitcoin comme un pilier essentiel des solutions de sécurité décentralisées.

Stacks

Source : Stacks

Stacks, anciennement connu sous le nom de Blockstack, est une plateforme blockchain qui améliore les capacités de Bitcoin en permettant les contrats intelligents, la finance décentralisée (DeFi) et les applications décentralisées (dApps). Avec son jeton STX, Stacks se connecte directement à Bitcoin, garantissant la sécurité tout en introduisant des fonctionnalités telles que les Microblocks et le langage de programmation Clarity pour une meilleure fonctionnalité des contrats intelligents. À mesure que Stacks se développe, il élargit l'écosystème Bitcoin avec des solutions et des applications innovantes, se positionnant comme un acteur essentiel dans l'espace blockchain.

Chaîne Merlin

Source: Merlin Chain

Merlin Chain est un projet innovant de la couche 2 de Bitcoin de Bitmap Tech qui améliore la scalabilité de Bitcoin grâce à la technologie ZK-Rollup, permettant des transactions plus rapides et moins chères. Avec son testnet lancé début 2024 et un mainnet à l'horizon, Merlin Chain propose un réseau d'oracle décentralisé et des modules de preuve de fraude BTC on-chain pour une sécurité renforcée. Son jeton natif, MERL, sert de jeton de gouvernance et permet la compatibilité avec les dApps basées sur Ethereum, ce qui en fait un actif précieux dans l'écosystème crypto.

Cadre d’infrastructure des porte-greffes (RIF)

Source: RIF

Rootstock (RSK), lancé en 2018, présente le Rootstock Infrastructure Framework (RIF), un ensemble de protocoles ouverts qui simplifient le développement d'applications décentralisées (dApps) sur le réseau Bitcoin. RIF combine la sécurité de Bitcoin avec la compatibilité Ethereum Virtual Machine (EVM), offrant des outils de paiement, de stockage et de systèmes de nommage conçus pour créer un écosystème financier plus inclusif. Avec des initiatives telles qu'un programme de subventions de 2,5 millions de dollars pour soutenir les startups DeFi, RIF s'engage à faire progresser la finance décentralisée et à autonomiser les développeurs.

Dovi

Source：DOVI

Lancée en 2023, Dovi est une solution Bitcoin Layer 2 axée sur la communauté qui améliore les fonctionnalités de Bitcoin grâce à l'intégration d'EVM, offrant des capacités de contrat intelligent rapides et peu coûteuses. Avec des fonctionnalités telles que les signatures Schnorr pour une sécurité améliorée et la prise en charge de différents types d'actifs, Dovi permet des transferts inter-chaînes efficaces et le déploiement de dApps de style Ethereum sur le réseau Bitcoin. L'investissement stratégique de Kucoin Labs souligne le potentiel de croissance à long terme de Dovi et son engagement à optimiser les expériences des utilisateurs dans l'écosystème Bitcoin.

Chaîne publique CKB

Source : Réseau Nervos

Le réseau Nervos fait avancer CKB en tant que projet unique de couche 2 Bitcoin, combinant la preuve de travail avec le modèle UTXO pour une meilleure évolutivité et fonctionnalité inter-chaînes. Cette configuration exploite la sécurité de Bitcoin tout en permettant des applications décentralisées et des économies de jetons. Avec CKB en tant que jeton d'utilité native, il alimente les frais de transaction, la gestion des ressources et la gouvernance, offrant ainsi un fort potentiel de développement futur dans l'écosystème Bitcoin.

Réseau Liquid

Source: Réseau Liquid

Le Liquid Network est une solution de couche 2 de Bitcoin qui augmente la vitesse des transactions et la confidentialité. En utilisant Liquid Bitcoin (L-BTC), rattaché à 1:1 avec BTC, il permet des transferts plus rapides et plus confidentiels. Les principales fonctionnalités comprennent des transactions confidentielles qui masquent les détails des actifs et des swaps atomiques pour des échanges d’actifs transparents. Le réseau prend également en charge la création de jetons utilitaires, de stablecoins et de NFT, élargissant ainsi les capacités de Bitcoin. Régi par la Liquid Federation, il s’adresse aux transactions à grande échelle, ce qui le rend idéal pour les institutions financières et les échanges.

Statechains

Les Statechains offrent une approche unique de la scalabilité de Bitcoin en permettant le transfert de la propriété des pièces hors chaîne. Bien qu'elle soit encore en développement, cette technologie offre un potentiel pour les micropaiements et une amélioration de la confidentialité. Il s'agit d'une solution expérimentale à ce stade, et son véritable impact sera visible une fois les tests et la mise en œuvre réels effectués.

Comparé à d'autres solutions de couche 2 Bitcoin, Statechains se concentre sur la confidentialité et l'efficacité, tandis que Lightning Network est optimisé pour les micro-transactions, Stacks et RIF permettent une fonctionnalité de contrat intelligent. Chaque réseau L2 adresse des besoins différents, équilibrant la scalabilité, la décentralisation et la sécurité.

Avantages des solutions de couche 2 de Bitcoin

• Scalabilité : les solutions de couche deux de Bitcoin améliorent considérablement la capacité du réseau à gérer un plus grand nombre de transactions par seconde. En traitant les transactions hors chaîne, elles soulagent la congestion sur la blockchain principale, rendant possible le support des paiements quotidiens et des transactions à haute fréquence de manière efficace.
• Frais de transaction réduits: Avec des solutions de couche deux, moins de transactions sont enregistrées sur la chaîne principale de Bitcoin, ce qui réduit considérablement les besoins de stockage de données. Cela réduit les frais, rendant les petites transactions comme les micro-paiements et les transferts d'argent abordables.
• Confirmations plus rapides : Contrairement à l'attente typique de 10 minutes sur la couche de base de Bitcoin, les solutions de couche deux offrent des confirmations de transaction presque instantanées. Cette rapidité est cruciale pour les transactions en temps réel telles que les paiements de détail et le commerce électronique, améliorant ainsi l'expérience utilisateur.
• Confidentialité renforcée: Certaines implémentations de couche deux améliorent la confidentialité des transactions, en utilisant des techniques telles que le routage en oignon et l'anonymat des canaux de paiement pour protéger l'identité des utilisateurs et les détails des transactions.
• Capacités de smart contract : certains réseaux de couche deux introduisent des fonctionnalités de smart contract, permettant le développement d'applications décentralisées (dApps) et de plates-formes de finance décentralisée (DeFi) sur Bitcoin, élargissant ainsi son utilisation au-delà des transferts de valeur.
• Sécurité : Les solutions de couche deux héritent en partie de leur sécurité du système de preuve de travail de Bitcoin. Elles bénéficient de son modèle de consensus sécurisé et décentralisé en s'ancrant sur Bitcoin.

Défis des solutions Bitcoin Layer-2

• Pontage sécurisé entre Bitcoin et les réseaux de couche 2 : Un défi majeur pour les réseaux de couche 2 de Bitcoin réside dans le pontage sécurisé. Ces ponts bloquent les actifs sur la chaîne principale de Bitcoin et émettent des jetons équivalents sur la chaîne de couche 2, mais ce processus comporte d'importants risques de sécurité. Au fil du temps, de nombreuses attaques et vulnérabilités exposent les utilisateurs à des pertes, rendant le pontage un domaine clé qui nécessite des améliorations.
• Vitesse et coût de règlement sur le réseau Bitcoin: Alors que les solutions de couche 2 traitent les transactions hors chaîne, l'état final doit être réglé sur la chaîne principale de Bitcoin. La vitesse et le coût de ces règlements sont des facteurs cruciaux affectant l'efficacité globale. Si nous voulons que les réseaux L2 évoluent efficacement, nous avons besoin de processus de règlement plus rapides et moins chers sur la couche de base.
• Maintenir la sécurité sans validation directe de Bitcoin : Contrairement aux réseaux Ethereum L2, où les validateurs vérifient directement les transactions L2, les Bitcoin L2 n’héritent pas de la sécurité directe des nœuds de Bitcoin. Au lieu de cela, ils dépendent de leurs propres protocoles de sécurité indépendants, ce qui rend plus difficile d’égaler la sécurité fournie par la couche de base de Bitcoin. Les réseaux L2 doivent trouver des moyens de maintenir une sécurité solide tout en bénéficiant des principaux atouts de Bitcoin.
• Risques de centralisation accrus : Certaines solutions de couche 2 nécessitent la mise en place de canaux de paiement, de nœuds relais ou de mécanismes de consensus indépendants. Cela peut entraîner une concentration du pouvoir entre les mains de quelques-uns, suscitant des inquiétudes quant à la centralisation et menaçant potentiellement la nature décentralisée de Bitcoin.
• Complexités techniques et défis d’intégration : L’intégration des solutions L2 à l’infrastructure de Bitcoin présente des obstacles techniques. La garantie de la compatibilité, le maintien de normes de sécurité élevées et l’obtention d’un consensus au sein du réseau posent des défis importants.

Résoudre ces complexités techniques ou défis est essentiel pour stimuler une adoption plus large.

Différences clés entre les solutions de couche 2 Bitcoin et Ethereum

En tant qu'acteurs majeurs de l'industrie des cryptomonnaies, il est de plus en plus courant de désigner Ethereum comme le jumeau de Bitcoin, en raison des rôles uniques que chacun a joués dans le développement réussi, les applications innovantes et les cas d'utilisation optimaux qui ont contribué au développement de l'écosystème.

Cependant, cette perspective invite à une analyse plus approfondie et à des comparaisons directes entre les deux projets, nous permettant d'évaluer où chacun a des forces distinctes et ce qui rend ces fonctionnalités remarquables. Bitcoin et Ethereum utilisent des solutions de couche 2 (L2), mais leurs différences découlent de leurs architectures de base. L'analyse suivante se concentre spécifiquement sur leurs blockchains de couche 2 respectives.

D’après l’analyse ci-dessus, il est évident qu’Ethereum offre des fonctionnalités plus uniques par rapport à Bitcoin, car il a été développé avec les informations du cadre de Bitcoin et est construit avec une compatibilité avec les contrats intelligents.

Analyse des risques

La capacité de choisir de manière sélective des projets Bitcoin Layer-2 peut découler d’une bonne connaissance des différents risques liés à chaque plate-forme et de la meilleure façon de les naviguer. À partir d’octobre 2024, BTCEden a répertorié l’analyse de risque suivante pour les projets Bitcoin L2 suivants, en capturant la garde du pont de chaque projet, le statut de sortie forcée, la validation de l’état, la disponibilité des données, l’état de résistance à la censure et la résistance à la restauration.

Conclusion

Les solutions de niveau 2 Bitcoin sont essentielles pour le développement de l'écosystème Bitcoin. Elles abordent les défis de mise à l'échelle au sein de la chaîne Bitcoin en offrant des transactions plus rapides et moins chères, et en débloquant de nouveaux cas d'utilisation, notamment dans la finance décentralisée. Grâce à ces avancées, Bitcoin est prêt pour une innovation et une adoption institutionnelle encore plus poussées.

De plus, l'article examine les principales solutions Bitcoin L2, notamment Lighting Network, BEVM, Stacks, etc., et les compare aux solutions Ethereum L2, notant que les deux se concentrent sur la scalabilité mais diffèrent en raison de leurs architectures centrales. Les L2 de Bitcoin mettent l'accent sur la sécurité et la simplicité, tandis que les L2 d'Ethereum tendent à offrir des fonctionnalités plus avancées telles que les contrats intelligents et les dApps.

On croit que l'apparition de ces solutions de couche 2 conduira à une utilisation plus importante de Bitcoin au-delà d'être une réserve de valeur ou un moyen d'échange pour les transactions de pair à pair.