GUIDES

La « scalabilité » se réfère à la capacité d’un système ou d’un processus à maintenir son fonctionnement efficace malgré les fluctuations de volume ou de taille. De manière similaire, dans le contexte de la blockchain, la scalabilité désigne la capacité d’un protocole de blockchain à fonctionner de manière optimale, sans augmenter les coûts, même lorsqu’il y a une augmentation du nombre de transactions, de données et d’utilisateurs.

Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum, suggère que les protocoles de blockchain aspirent à être décentralisés, sécurisés et scalables, mais qu’ils ne parviennent à réaliser que deux de ces caractéristiques. Et la caractéristique la plus souvent sacrifiée est la scalabilité.

Lorsqu’une blockchain n’est pas scalable, elle traite les transactions lentement, ce qui peut entraîner une congestion du réseau (avec une file d’attente de paiements) et des frais plus élevés. En revanche, une blockchain scalable peut gérer un volume élevé de transactions par seconde (TPS) sans compromettre la sécurité, l’expérience utilisateur, les frais ou la prise de décision (comme atteindre un consensus avec un grand nombre d’acteurs pair à pair).

On retrouve justement trois critères principaux pour déterminer la scalabilité d’un protocole de blockchain :

• Latence : Le temps requis pour diffuser les transactions aux nœuds du réseau et collecter leurs réponses en vue d’atteindre un consensus impacte la scalabilité. Une latence réduite se traduit par un réseau plus scalable
• Débit : La scalabilité d’un protocole de blockchain dépend également du nombre de transactions qu’il peut traiter par seconde. Un débit plus élevé se traduit par un réseau plus scalable
• Coût : Les ressources nécessaires (puissance de calcul, bande passante, etc.) pour faire fonctionner une blockchain influencent sa scalabilité. Plus les ressources sont abondantes, plus les incitations à participer au réseau sont élevées, en particulier pour un plus grand nombre de participants. Si les incitations ne correspondent pas au coût de participation, cela pourrait entraîner l’absence de participants sur le réseau.

La plupart des nouveaux protocoles de blockchain, tels que Solana, offrent une meilleure scalabilité que les protocoles plus anciens comme Bitcoin ; cependant, cela est généralement réalisé au détriment d’un niveau de sécurité moindre ou d’une plus grande centralisation.

Pour que les blockchains puissent prendre en charge des économies et des bases d’utilisateurs de grande envergure, elles doivent être scalables. Les utilisateurs hésiteront à adopter les protocoles de la blockchain s’ils sont lents et coûteux, d’autant plus qu’il existe des alternatives traditionnelles rapides et bon marché. Par exemple, payer votre pizza avec VISA est plus rapide et moins cher que d’utiliser Bitcoin. C’est pourquoi la scalabilité de la blockchain est si importante.

Plusieurs protocoles de blockchain ont implémenté diverses techniques pour améliorer la latence, le débit et le coût sans compromettre la sécurité et la décentralisation. Cependant, aucune solution unique n’a été capable de résoudre le trilemme de la blockchain, surtout parce qu’un certain nombre d’entre elles sacrifient la décentralisation ou la sécurité. En conséquence, les protocoles de blockchain ont tendance à adopter plusieurs solutions pour améliorer la scalabilité de la blockchain.

Ces techniques peuvent être regroupées en trois solutions principales (on vous invite à relire notre article sur les Layers avant de continuer) :

Layers 1

Ici, l’objectif est d’améliorer le réseau principal de la blockchain afin de pouvoir gérer un plus grand nombre de transactions. Cela peut inclure des solutions telles que l’augmentation de la taille des blocs, la réduction des délais de transaction ou l’accélération du processus de consensus. Les Layers 1 sont mises en œuvre directement sur la chaîne, en se concentrant sur l’amélioration du protocole principal de la blockchain sans recourir à des mécanismes supplémentaires. En général, ces améliorations sont réalisées au moyen d’un fork de la blockchain. Par exemple, Bitcoin a activé Segregated Witness (SegWit) au moyen d’un fork en 2017. Cette modification a permis d’augmenter les limites de taille des blocs du protocole ainsi que l’efficacité des transactions. Plus tard la même année, un fork dur a donné naissance à Bitcoin Cash (BCH), une blockchain alternative offrant des blocs de taille supérieure, des délais de transaction plus courts et des frais de transaction réduits.

En 2022, la blockchain Ethereum a également réalisé un fork dur. Cela a entraîné la transition de l’algorithme de consensus du protocole, passant du Proof of Work au Proof of Stake.

Avec l’évolution et le développement continus de la blockchain, le concept de tokenisation des actifs du monde réel a émergé (voir article sur les RWA). Il a introduit la tokenisation des actifs réels et a levé les barrières à l’investissement dans les actifs traditionnels. Aujourd’hui, il est possible de convertir tout actif physique, qu’il s’agisse d’actions, de parts, de fonds d’investissement, de biens immobiliers, d’œuvres d’art ou de matières premières, en tokens numériques qui sont enregistrés sur la blockchain.

Layers 2

À la différence des Layers 1 implantées sur le protocole principal de la blockchain, les Layers 2 renforcent la scalabilité de la blockchain en déplaçant certaines transactions ou processus hors de la chaîne principale. Elles se présentent sous la forme de cadres secondaires tels que les canaux d’état et les rollups – construits sur la base du protocole principal de la blockchain pour gérer des volumes de transactions accrus.

Les canaux d’état permettent à deux parties ou plus d’effectuer rapidement des transactions hors de la chaîne principale, tout en garantissant que la finalité de la transaction soit toujours réglée sur la chaîne. Par exemple, le réseau Lightning fonctionne en superposition de la blockchain Bitcoin et autorise des transactions Bitcoin en dehors de la chaîne principale. À l’aide de contrats intelligents (smart contracts), les transactions sont sécurisées. Ensuite, la transaction et sa finalité sont ajoutées à la blockchain principale, facilitant la résolution des litiges et la fermeture du canal.

D’autre part, les rollups exécutent des transactions hors de la chaîne, puis soumettent les données de transaction ou la preuve de validité au protocole principal de la blockchain, où un consensus est atteint. Arbitrium et Optimism sont des exemples de rollups.

Nouvelles blockchains

Diverses formes de nouvelles blockchans peuvent être créées pour favoriser un traitement efficace des transactions. Par exemple, Polygon est une sidechain d’Ethereum dotée de spécifications personnalisées pour répondre à des besoins particuliers, tout en tirant toujours parti et en dépendant de la solide fondation d’Ethereum. Bien que ces solutions soient parfois désignées comme des Layers 2, elles sont distinctes. Les Layers 2 sont des extensions de leur équivalent de Layers 1 et fonctionnent généralement en tandem avec le protocole principal de la blockchain. En revanche, les sidechains sont des blockchains plus autonomes avec des liens vers leur équivalent de Layers 1. Elles assument généralement la responsabilité de leur sécurité, de leurs algorithmes de consensus et de leurs paramètres de bloc.

La technologie de la blockchain a le potentiel de révolutionner notre monde. Cependant, ce potentiel ne se réalisera pas si la scalabilité reste un obstacle, car elle empêchera une adoption généralisée. De la numérisation des actifs à l’optimisation des processus par les entreprises grâce à la technologie de la blockchain, l’avenir s’annonce prometteur. Cependant, cette promesse ne pourra se concrétiser que si la blockchain peut évoluer de manière durable, sans compromettre ni sa décentralisation ni sa sécurité.