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Lightning Network 101 – Le réseau Bitcoin Layer 2 pour les micropaiements

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Lightning Network 101 – Le réseau Bitcoin Layer 2 pour les micropaiements

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De nos jours, il est largement admis que le bitcoin est une technologie expérimentale proposée par Satoshi Nakamoto comme moyen d'introduire dans le monde le nouveau système de gouvernance décentralisée – un système de ce type fonctionnant de manière indépendante, uniquement sur le marché et non fondé sur le marché. toute autorité centrale que ce soit. Maintenant, la question qui se pose est de savoir pourquoi les gens pensent qu’il s’agissait d’une technologie purement expérimentale.

La réponse (à eux) est assez évidente! Le réseau bitcoin ne peut traiter que 7 transactions par seconde et une transaction prend entre 15 minutes et même une heure dans certains cas. Des milliards de transactions se produisent chaque jour et sous de nombreuses formes, mais si le bitcoin était censé être la «nouvelle monnaie» du monde, pourquoi est-il techniquement si limité et contraint? Si Satoshi Nakamoto savait que Bitcoin allait conquérir le monde, pourquoi a-t-il conçu l'architecture de telle sorte que l'ensemble du réseau ne puisse traiter que 7 transactions par seconde avec une taille de bloc de 1 Mo et une confirmation de blocage moyenne de 15 minutes à une heure temps?

Le protocole vs l'infrastructure

Ces questions sont valables, mais si vous êtes celui qui pense aussi sur ces termes, alors vous avez probablement tort. Bitcoin, de par sa conception, n'est pas techniquement limité ni contraint, mais il lui manque le "facteur d'évolutivité" qui peut être résolu. Lorsque l'Internet est apparu au début des années 90, l'infrastructure n'était pas évolutive à cette époque. Il ne pouvait pas prendre en charge des vidéos, des photos, tout type de contenu multimédia, etc. Un message simple pouvait prendre des heures, voire des jours pour se propager sur le réseau.

L '«infrastructure Internet» manquait d'une bonne évolutivité, mais le «protocole sous-jacent» n'était pas restreint. Il a ensuite été utilisé pour améliorer l'architecture et l'infrastructure! Lorsque vous regardez une vidéo YouTube 4K aujourd'hui, rappelez-vous qu'il s'agit du même protocole TCP / IP et HTTP que celui utilisé à la fin des années 90, qui ne permettait même pas d'envoyer un courrier électronique de manière efficace. C'est la différence entre le protocole et l'infrastructure. Bitcoin est essentiellement un protocole qui prend en charge son infrastructure. L'infrastructure est actuellement limitée. Cependant, le protocole est très flexible et intègre tous les ingrédients nécessaires à son évolutivité.

Le trilemme de l'évolutivité

Avant de discuter du réseau Lightning, abordons d’abord un concept important appelé «trilemme d’évolutivité». Ce terme a été créé pour la première fois par Vitalik Buterin, le père fondateur de Ethereum Blockchain et de la fondation Ethereum. L'évolutivité Trilemma indique que toute chaîne de blocs ne peut avoir que deux des trois propriétés suivantes:

  • L'évolutivité
  • Sécurité
  • Décentralisation
  • Si un protocole de chaîne de blocs est très évolutif et hautement sécurisé, il devra transiger sur la décentralisation (par exemple, EOS, Cardano). Si un protocole de chaîne de blocs est très sécurisé et très décentralisé, il sera alors évolutif (par exemple, Bitcoin, Ethereum). La raison pour laquelle Bitcoin a accordé plus d’importance à la sécurité et à la décentralisation est qu’il s’agit d’un concept très critique: la devise!

    Sans aucune autorité centrale, le protocole Bitcoin devrait être très sécurisé en premier lieu car vous parlez de l'argent ici. La sécurité était tellement importante qu’elle est devenue la première priorité après la décentralisation, et nous le voyons avec le fait que depuis l’émergence de Bitcoin en janvier 2009, aucune personne ne peut pirater le réseau et voler tous les Bitcoins!

    Mais maintenant la question se pose, si le protocole Bitcoin est hautement décentralisé et extrêmement sécurisé, comment traiterait-il des milliards de transactions s'il n'était pas extensible à plus de 7 transactions par seconde? Discutons de cette question dans notre section suivante avant de nous lancer dans le réseau Lightning.

    L'approche de l'évolutivité et le réseau Lightning

    Pour résoudre ce problème fondamental d’évolutivité, de nombreuses personnes issues de divers milieux ont proposé différentes solutions. Une solution consistait simplement à augmenter la taille des blocs afin d’accumuler davantage de transactions dans un seul bloc, augmentant ainsi le nombre de transactions par seconde. Cependant, cette approche n’a pas été acceptée par la communauté et a abouti à une fourchette difficile, créant plus tard Bitcoin Cash (BCH) et Bitcoin SV (BSV).

    C'était également contre-intuitif, car pour faire correspondre la capacité de transaction d'un réseau de paiement de premier plan comme Visa ou MasterCard, vous devez augmenter la taille des blocs de 1 Mo à plusieurs centaines de Mo, ce qui est très difficile à propager sur le réseau simplement à cause de la largeur de bande disponible. ' ne pas être capable de supporter de tels blocs énormes. Cela ralentirait considérablement le réseau de bitcoins et le réseau serait bloqué assez souvent. C'est pourquoi les fourchettes de bitcoins qui ont émergé à la suite de ce processus de réflexion ont échoué lamentablement.

    L'optimisation est une autre approche d'évolutivité. Il convient de noter que les signatures de transaction prennent beaucoup de place dans un bloc bitcoin. Ces signatures peuvent être réduites ou compressées à l’aide de diverses techniques pour économiser l’espace nécessaire pour effectuer davantage de transactions. Ceci a été réalisé en utilisant SegWit. Avec l'introduction de la Schnorr Signature Scheme, la taille du bloc serait encore optimisée. Cependant, ces optimisations sont au niveau du protocole. Ils n'entraîneront pas une augmentation significative du TPS moyen (transaction par seconde) du réseau bitcoin. La seule solution pour augmenter massivement le TPS du bitcoin, garantissant une adoption et une évolutivité massives, est la 'Réseaux de couche 2'.

    Lightning Network, la meilleure solution de réseau de couche 2?

    Les réseaux de couche 2 sont les protocoles indépendants qui s'exécutent sur les protocoles principaux. Pour comprendre simplement ce concept, vous pouvez considérer un réseau de couche 2 comme un logiciel s'exécutant au-dessus du système d'exploitation (qui constituerait un réseau de couche 1 principal). La seule différence est que dans ce cas, le réseau de couche 2 ne repose pas sur le portail principal (réseau de couche 1) et peut s'exécuter indépendamment.

    Lightning Network (souvent désigné par le nom de réseau LN) est une sorte de réseau de couche 2 principalement conçu pour les micro-paiements. Le réseau LN fonctionne au-dessus du réseau bitcoin, utilisant son système de signatures multiples utilisant des canaux de paiement. La fameuse question que les prospects LN jettent souvent est la suivante: "Pouvez-vous acheter une tasse de café avec Bitcoin?" La réponse évidente est "Non" car, pour acheter un café à 2 $, vous devez donner le montant équivalent des frais de transaction et attendre environ une heure pour le règlement de la transaction. Cependant, avec le réseau LN au-dessus de bitcoin, vous pouvez effectuer cette transaction instantanément (en quelques millisecondes) sans les frais et les tracas supplémentaires! ☕️

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    Lightning Network y parvient en utilisant ce que l'on appelle 'canaux de micropaiement'(parfois ils s'appellent simplement des canaux de paiement). Vous pouvez considérer ces canaux de paiement comme un ensemble de transactions non confirmées qui ne sont pas encore diffusées sur le réseau Bitcoin. Il est important de noter ici que ces canaux de paiement fonctionnent complètement hors chaîne avant le règlement final. Au cœur de ces canaux de paiement, se trouve Bitcoin schéma multi-sig (m of n). Multi-sig permet à plusieurs parties de signer la transaction avant sa diffusion sur le réseau. Pour que la transaction aboutisse, toutes les parties prenant part au schéma de transaction multi-signature doivent signer la transaction.

    Comment fonctionne le réseau de foudre?

    Imaginez Alice tenant un café et Bob entrant acheter une tasse de café d'une valeur de 2 $. Alice ouvrait un canal de paiement et le signait avec une transaction initiale qui générerait une adresse multi-sig. Bob enverrait les fonds à cette adresse et signerait la transaction. Comme c'est un schéma à plusieurs signatures, Alice obtiendrait la transaction mais ne la signerait pas et ne la diffuserait pas. De nombreuses personnes entraient dans le café et envoyaient les transactions à cette adresse. À la fin de la journée, Alice signerait toutes les transactions et les transmettrait au réseau bitcoin pour le règlement final.

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    Grâce à Lightning Network, les utilisateurs peuvent effectuer des micro-transactions sans se soucier des frais, du règlement des transactions et du délai de confirmation des blocages. Ils peuvent simplement envoyer une transaction hors chaîne au canal de micro-paiement et savourer leur café! Le propriétaire ou le créateur du canal de micro-paiement peut le laisser ouvert aussi longtemps qu'il le souhaite. Une fois qu'il souhaite recevoir toutes les transactions de la journée, il peut simplement signer toutes les transactions dans le canal de micro-paiement et les diffuser sur le réseau bitcoin pour le règlement final et la collecte.

    Mécanisme d'acheminement des paiements et canaux LN

    Une autre chose importante à noter ici est que l'ouverture et la fermeture d'un canal de paiement n'est pas requise pour chaque transaction. Dans Lightning Network, chaque utilisateur est traité comme un nœud et chaque nœud est connecté aux autres nœuds du réseau. Si vous souhaitez envoyer une transaction éclair à quelqu'un, mais que vous ne disposez pas d'un canal de paiement actif, vous pouvez simplement utiliser d'autres nœuds en tant que "saut'pour trouver un canal déjà ouvert et faire la transaction instantanément. Imaginons qu'il existe trois canaux de paiement distincts.

    1. Le premier canal de paiement est entre Alice et Bob
    2. Le deuxième canal de paiement est entre Bob et Carol
    3. Le troisième canal de paiement est entre Carol et Dave
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    Imaginez si Bob veut payer Dave, mais il n’a pas de canal de paiement actif avec Carol. Dans ce cas, Bob peut utiliser Carol comme "saut" pour envoyer la transaction LN à Dave car ils disposent déjà d'un canal de paiement actif. Cela réduirait la congestion du réseau, dans la mesure où Bob n'aura pas à ouvrir un autre canal de paiement avec Dave, mais qu'il pourra utiliser un saut simple.

    Sur le réseau Lightning Network, les utilisateurs recherchent les canaux de paiement requis à l'aide de sauts sur le réseau de nœuds, le saut le plus proche de la transaction et le réseau se chargeant du reste.

    Comment Lightning Network gère-t-il les transactions frauduleuses?

    Si quelqu'un effectue une transaction hors chaîne dans le canal de paiement, qui est ensuite diffusée par le propriétaire de la chaîne, comment s'assure-t-on que la transaction hors chaîne précédente était valide et qu'aucune partie ne tenterait de tricher? Eh bien, il existe une solution très simple à cela. Lorsque vous envoyez la transaction LN, le canal garantit que vous avez suffisamment de fonds dans votre portefeuille.

    Lors de la diffusion de la transaction, toutes les transactions individuelles sont d'abord vérifiées, puis mises en correspondance avec l'historique des transactions pour éviter la diffusion de transactions fausses ou incorrectes. Dans le réseau LN, une pénalité est également appliquée aux transactions frauduleuses. Si le réseau détecte un mauvais acteur dans le système, il est immédiatement pénalisé d'une pénalité (que vous pouvez considérer comme une variation de frais de transaction plus élevés). De cette façon, tout le réseau assure la crédibilité et la cohérence tout en décourageant les mauvais comportements.

    Conclusion

    Dans l’ensemble, le réseau d’éclairage simplifierait considérablement les micro-paiements au lieu d’encombrer la blockchain de bitcoins avec des millions de petites transactions. Le réseau LN permet le règlement d’une transaction importante sur la blockchain bitcoin, qui est une combinaison de centaines de petites transactions (qu’il s’agisse d’un bilan de clôture pour la fin de journée).

    Parmi les principales fonctionnalités du réseau Lightning, citons:

    1. Transactions rapides et instantanées
    2. Parfait pour les micro-paiements
    3. Intimité
    4. Moins d'encombrement du réseau dans la chaîne
    5. Frais de transaction extrêmement bas (sous-satoshi)

    Grâce à ces réseaux de couche 2, Bitcoin serait en mesure d’évoluer beaucoup plus rapidement pour garantir une adoption mondiale prenant en charge des milliards de transactions quotidiennes. Les solutions de couche 2 telles que Lightning Network ne se limitent pas à bitcoin, elles peuvent être appliquées à n’importe quel protocole de chaîne de blocs, à condition qu’elles disposent de la recette intégrée (schéma à signes multiples). De nombreuses expériences sont en cours pour les réseaux LN sur d'autres plates-formes blockchain telles que Ethereum, Cardano ou EOS.

    Tous les grands portefeuilles prennent également en charge le réseau LN et, une fois qu’ils sont appliqués partout, nous pourrions certainement assister à une révolution de la finance décentralisée, où l’évolutivité ne sera plus un problème, et ce serait une chose du passé, tout comme nous. discutez de l’extensibilité d’Internet ces jours-ci!

    Les réseaux Lightning et autres solutions de réseau Layer-2 similaires nous rapprochent d'un concept de «monnaie mondiale décentralisée».

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    Traduction de l’article de Adam Boudjemaa : Article Original

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