Layer-0 : redéfinition des blockchains grâce aux mainchains et sidechains

La technologie blockchain, caractérisée par sa complexité intrinsèque, repose sur plusieurs couches qui sous-tendent ses capacités innovantes. Alors que les expressions layer-1 et layer-2 sont désormais bien établies, une nouvelle couche fondamentale, le layer-0, s'impose. Ce protocole blockchain constitue l'assise de nombreux tokens et cryptomonnaies actifs sur le marché des cryptomonnaies aujourd'hui.

Rappel sur la blockchain

Avant d'aborder les blockchains layer-0, il convient de revoir les fondamentaux. Pour les néophytes, la blockchain est essentiellement un registre public et numérique de transactions, distribué et sécurisé par la cryptographie. Son architecture se compose de cinq couches principales : l'infrastructure matérielle, les données, le réseau, le consensus et l'application.

Chacune de ces cinq couches doit remplir sa fonction spécifique pour assurer le bon fonctionnement de la blockchain. Cela inclut le stockage des données de transaction et la garantie de l'obtention d'un consensus entre tous les nœuds avant la validation des transactions. Chaque couche contribue à l'intégrité, à la sécurité et à l'efficacité du réseau blockchain.

Comprendre les différents protocoles blockchain

Au fil de votre apprentissage de la blockchain, vous rencontrerez les notions de layer-1 et layer-2. Ces termes désignent des protocoles blockchain distincts, chacun occupant une place spécifique dans l'écosystème global. Maîtriser ces couches est essentiel pour comprendre le fonctionnement des blockchains layer-0.

Protocoles blockchain layer-1

Les blockchains layer-1 sont les plus connues, à l’image de Bitcoin et Ethereum, qui constituent la base des principales cryptomonnaies. Ces réseaux font souvent l'actualité lors d'événements comme les halvings ou les mises à jour majeures. Ils sont autonomes et assurent le traitement des transactions, la sécurité par cryptographie avancée et la création de nouveaux blocs.

Lorsque la demande utilisateur augmente, les mainchains peuvent être saturées, ce qui ralentit les transactions et augmente les frais de gas. Les solutions layer-2 sont conçues pour pallier ces limitations.

Protocoles blockchain layer-2

Les solutions layer-2 s’appuient sur les chaînes layer-1 existantes et optimisent la scalabilité en déchargeant le réseau principal. Si l’on compare layer-1 à une autoroute surchargée, layer-2 en serait les voies d’appoint qui fluidifient le trafic. Le traitement hors chaîne des transactions par layer-2 réduit les embouteillages et offre une expérience blockchain plus rapide et efficace.

Protocoles blockchain layer-0

Les protocoles layer-0 constituent l’infrastructure fondamentale pour le développement de blockchains layer-1. Ils définissent l’architecture de base et les règles de communication entre blockchains, facilitant l’interopérabilité et le partage des données. Layer-0 surmonte les limites des réseaux layer-1 monolithiques en matière d’interopérabilité et de scalabilité, grâce à une conception modulaire permettant aux communautés d’adapter les blockchains à des besoins spécialisés.

Fonctionnement de la blockchain layer-0

Les blockchains layer-0 reposent sur une architecture de sidechains articulée autour de trois éléments principaux :

• La mainchain, qui assure le transfert de données entre les différents layer-1 bâtis sur le protocole layer-0.
• Les sidechains, des layer-1 dédiées à des applications spécifiques, reliées à la mainchain.
• Un protocole de communication interchain, qui standardise l’échange de données entre les layer-1.

Par exemple, Polkadot, blockchain layer-0 de référence, utilise une relay chain comme mainchain. Les chaînes parallèles, appelées parachains, sont des sidechains layer-1 dédiées à certaines applications et fonctionnent sur la relay chain. Le protocole XCMP (Cross-Consensus Message Passing) de Polkadot garantit l’interopérabilité et la communication entre les systèmes de consensus.

Atouts d’un protocole blockchain layer-0

Les protocoles layer-0 offrent des avantages stratégiques à l’écosystème blockchain :

Scalabilité : En répartissant les transactions sur plusieurs couches, layer-0 améliore l’efficacité du réseau et permet de traiter de plus grands volumes sans compromettre la sécurité. Le réseau peut ainsi évoluer en fonction de la demande.

Personnalisation : Les développeurs ont la possibilité de créer des blockchains layer-1 adaptées à des besoins spécifiques, en profitant de l’interopérabilité offerte par layer-0. Cela inclut notamment des layer-1 dédiées au GameFi ou aux applications décentralisées (DApps).

Innovation : La modularité de layer-0 favorise le développement rapide et l’expérimentation, ouvrant la voie à de nouvelles fonctionnalités et usages. Par exemple, la blockchain Venom exploite le sharding dynamique pour ajuster en temps réel le nombre et la taille des chaînes shard selon la charge de travail.

Blockchain layer-0 vs layer-1 : quelles différences ?

La comparaison entre les blockchains layer-0 et layer-1 est centrale pour les professionnels du secteur.

Similarités

Les deux couches visent à optimiser les bénéfices de la décentralisation tout en relevant les défis du trilemme blockchain. Parmi les points communs :

Décentralisation : Layer-0 et layer-1 préviennent la centralisation en répartissant la gouvernance et les opérations sur plusieurs nœuds.

Sécurité : Les deux recourent à la cryptographie avancée pour garantir l’intégrité des données et prévenir toute manipulation.

Scalabilité : Chaque couche cherche à optimiser le débit en traitant les transactions, stockant les données et atteignant le consensus le plus efficacement possible à mesure que le réseau grandit.

Transparence : Toute personne disposant d’un explorateur blockchain peut suivre les transactions et vérifier l’état du réseau.

Différences

Les différences sont toutefois significatives :

Utilité centrale : Layer-0 constitue l’infrastructure sur laquelle s’appuient les blockchains, tandis que layer-1 gère directement le traitement des transactions et le consensus.

Scalabilité : Les blockchains layer-1, du fait de leur structure monolithique, rencontrent souvent des problèmes de scalabilité, générant des goulets d’étranglement. Layer-0 permet l’interopérabilité entre plusieurs layer-1 et l’acheminement efficace des transactions entre chaînes.

Flexibilité : L’architecture flexible de layer-0 permet de créer une diversité de blockchains layer-1 personnalisées, chacune avec ses propres propriétés et mécanismes de consensus, là où les layer-1 sont généralement conçues de manière plus rigide.

Exemples phares de blockchains layer-0

Les principaux protocoles layer-0 du marché sont :

Avalanche (AVAX) : Avalanche gère plusieurs blockchains layer-1 via ses mainchains—P-Chain, X-Chain et C-Chain. Chaque mainchain assure des missions spécifiques, optimisant les performances selon les usages. Avalanche se distingue pour les projets GameFi grâce à son haut débit, ses faibles frais, sa sécurité et ses outils de développement avancés.

Cosmos (ATOM) : Connu comme « l’Internet des blockchains », Cosmos est un protocole layer-0 axé sur la modularité et la souplesse pour les développeurs. La communauté Cosmos ambitionne de faire de Cosmos Hub la référence pour la création de blockchains dans son écosystème. De nombreux layer-1 populaires reposent sur l’infrastructure Cosmos.

Polkadot (DOT) : Polkadot permet à des blockchains variées de coopérer via sa mainchain Relay Chain. Son mécanisme de consensus Nominated Proof-of-Stake renforce la sécurité, tandis que le protocole vise à offrir une plateforme évolutive et fiable pour des blockchains spécialisées selon les usages ciblés.

Conclusion

La montée en puissance de protocoles tels que Cosmos, Polkadot et Avalanche illustre une nouvelle ère dans le design et la mise en œuvre de la blockchain. Les blockchains layer-0 répondent aux limites de scalabilité et d’interopérabilité des layer-1 majeures en fournissant une infrastructure fondamentale. Leurs sidechains modulaires et protocoles de communication spécialisés structurent un écosystème flexible, interconnecté, où l’on peut développer des layer-1 sur mesure pour des besoins précis, dessinant l’avenir de l’interopérabilité blockchain. La technologie layer-0 représente une véritable révolution architecturale, favorisant des réseaux plus efficaces, adaptatifs et collaboratifs.

FAQ

Quel exemple de layer-0 ?

Polkadot (DOT) est un exemple phare de protocole layer-0, offrant l’infrastructure nécessaire à l’interopérabilité entre différentes blockchains.

Bitcoin : layer-1 ou layer-0 ?

Bitcoin est une blockchain layer-1. Elle constitue la base architecturale des cryptomonnaies, layer-1 désignant le réseau principal.

Layer Zero en cryptomonnaie : qu’est-ce que c’est ?

Layer Zero est un protocole d’interopérabilité permettant de connecter différentes blockchains, assurant la communication et le transfert d’actifs entre réseaux. Il constitue la couche fondamentale de la connectivité blockchain.

Quelle différence entre layer-1 et layer-0 ?

Layer-0 porte sur le switching optique lambda, layer-1 sur le contrôle électrique et la gestion du réseau. Layer-0 assure le switching de voie optique, layer-1 gère les fonctions de contrôle réseau.