Ethereum, une révolution à consolider : la solution de l’Optimism

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Ethereum a connu une vague d'adoption en 2020, boostée par l'essor de la finance décentralisée. Cependant, le nombre grandissant d'utilisateurs pousse le réseau dans ses derniers retranchements. En attendant le salvateur Ethereum 2.0, des solutions ont dû être trouvées pour enrayer les problèmes de scalabilité rencontrés par le réseau. C'est là qu'entre en jeu le protocole de seconde couche Optimism.

Ethereum et scalabilité

Avant d'entrer dans les détails du protocole Optimism, revenons sur le problème de scalabilité d'Ethereum.

En l'état, le réseau Ethereum a une capacité de traitement d'une trentaine de transactions par seconde. Bien que ses caractéristiques lui aient permis d'évoluer jusqu'ici, les limites du réseau ne cessent d'être atteintes depuis début 2020.

En pratique, le réseau a dépassé de manière constante les 90 % d'utilisation dès avril 2020. Un niveau qui n'a cessé d'augmenter pour atteindre les 97,8 % au moment de la rédaction de ces lignes. Pour rappel, l'utilisation du réseau est calculée en fonction de la moyenne du gas consommé, par rapport à la limite maximale de gas fixée par le protocole.

Évolution de l'utilisation du réseau Ethereum depuis son lancement – Source : Etherscan

Du fait de cette forte utilisation, les frais de transaction du réseau ont explosé, pour finalement atteindre une moyenne record de 17,5 dollars. Pire encore : certaines interactions avec des applications décentralisées peuvent nécessiter plusieurs dizaines de dollars de frais.

Ethereum 2.0 : la solution ?

Lancé en décembre 2020, le réseau Ethereum 2.0 représente une mise à jour de taille pour Ethereum. Celui-ci introduit le Proof of Stake ainsi que d'autres mécanismes permettant drastiquement d'augmenter les capacités du réseau.

Malheureusement, le déploiement final de cette mise à jour n'est pas prévu avant plusieurs années. Ainsi, de nombreux acteurs influents d'Ethereum, tels que le co-fondateur Vitalik Buterin, militent depuis plusieurs mois pour la démocratisation des solutions de seconde couche, en attendant le déploiement d'Ethereum 2.0.

Les solutions de seconde couche à la rescousse d'Ethereum

En l'état, la majorité du trafic enregistré par Ethereum, ainsi qu'une grande partie de ses applications décentralisées, a lieu sur la couche 1, à savoir la blockchain Ethereum.

Par conséquent, la grande majorité des actions réalisées sur Ethereum puisent dans la capacité limitée du réseau.

Blockchain chaîne de blocs 3

Les solutions de seconde couche visent, quant à elles, à déporter une partie de l'activité hors de la chaîne principale. Néanmoins, ces dernières reposent sur la chaîne principale pour assurer une meilleure sécurité.

Plusieurs types de solutions ont été développées au cours des années : State Channels, Sidechains ou encore Rollups. C'est cette dernière catégorie qui nous intéressera aujourd'hui, car c'est celle utilisée par le protocole Optimism.

Optimism

Optimism est un projet initié en juin 2019, qui tire parti des Rollups pour offrir une solution de seconde couche au réseau Ethereum. En théorie, cette solution serait en mesure de traiter plus de 20 000 transactions par seconde.

Elle fournit donc des transactions quasi instantanées, des smart contracts et, le tout, sans avoir besoin de gas.

Le projet est mené par la Optimism Public Benefit Corporation, fondée par Jinglan Wang.

Le protocole a fait parler de lui en septembre 2020 avec le lancement d'un testnet sur Ethereum. Fort de ce succès, le protocole a finalement été déployé sur le mainnet le 15 janvier 2021.

Mais les Rollups, qu'est-ce que c'est ?

Comme nous venons de voir, Optimism se base sur une technologie appelée Rollups.

Rappelons tout de même que plusieurs familles de Rollups existent :

  • Optimistic Rollups ;
  • zkRollups ;
  • Plasma Chains ;
  • Validium Chains.

Dans le cadre d'Optimism, nous allons nous concentrer sur les Optimistic Rollups.

Un Rollup est un agrégat de transactions hors chaîne réalisées dans un smart contract. Ainsi, l'ensemble des transactions réalisées par des utilisateurs d'un smart contract seront finalisées sur la chaîne principale dans le futur. En attendant leur finalisation, le protocole publie tout de même les informations nécessaires à la reconstruction de l'état actuel sur la blockchain Ethereum, ce qui permet de détecter les éventuelles incohérences.

Les Optimistic Rollups assurent la validité des données grâce à une preuve de fraude (fraud proof) et une hypothèse de synchronisation.

2 acteurs entre en jeu pour assurer son bon fonctionnement :

  • Les agrégateurs, qui ont pour mission de transmettre les changements d'état au smart contract du Rollup. S'ils proposent une transaction invalide, une partie de leur collatéral est détruit ;
  • Les validateurs, qui sont des noeuds du réseau chargés de conserver l'état général.
Schéma de fonctionnement des Optimistic Rollup – Source : Interdax.

Le schéma ci-dessus exprime bien la différence entre les actions on-chain (sur Ethereum) et les actions off-chain (sur Optimism).

L'agrégateur reçoit les transactions, puis met à jour l'état du Rollup. Une fois suffisamment de modifications traitées, celles-ci sont incluses dans un bloc qui sera lui transmis au smart contract du Rollup. Ce dernier s'occupera de publier les modifications sur la blockchain Ethereum.

Optimistic Rollups d'Optimism

Au final, le protocole Optimism a tiré parti de cette technologie pour développer l'OVM (Optimism Virtual Machine). Cet environnement, semblable à l'EVM d'Ethereum, permet d'exécuter des applications décentralisées sur Optimism, via l'utilisation d'Optimistic Rollups.

En théorie, l'OVM est capable d'effectuer 80 % des actions possibles sur l'EVM, allant de l'envoi simple de fonds à l'intégration de smart contracts complexes.

La possibilité d'exécuter des smart contracts off-chain fait d'Optimism un allié de taille pour la finance décentralisée. En effet, plusieurs protocoles, tels que Synthetix, Compound ou Uniswap, ont d'ores et déjà annoncé souhaiter migrer vers la solution de seconde couche. L'année 2021 pourrait bien être celle de la migration de l'écosystème DeFi vers les solutions de seconde couche.

Renaud H.

Auteur

Ingénieur en software et en systèmes distribués de formation, crypto-enthousiaste depuis 2013. Touche à tout, entre mining et développement, je cherche toujours à en apprendre plus sur l’univers des cryptomonnaies et à partager le fruit de mes recherches à travers mes articles.

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