Le Lightning Network de Bitcoin : de sept à 40 millions de TPS

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La blockchain est la course vers Mars à la recherche de solutions évolutives. Bitcoin traite sept transactions par seconde. En moyenne, 400 transactions par minute, tandis que Visa traite entre 1000 et 4000 transactions par seconde. Malheureusement, les chances de Bitcoin dans cette course ont été limitées par l’évolutivité jusqu’à présent. Rencontrez le Lightning Network, qui a fait de la bataille entre Visa et Bitcoin une véritable course de chevaux. Mais avant la bonne nouvelle, nous devons nous souvenir de la mauvaise nouvelle de Bitcoin dans cet essai de vitesse.

L’évolutivité de la blockchain est un obstacle majeur

Selon Deloitte Insights, « les systèmes basés sur la blockchain peuvent être lents ». Les entreprises qui s’appuient sur des systèmes de traitement des transactions hérités sont préoccupées par les vitesses de transaction lentes de Blockchain. Cela était évident en 2017 et 2018.

L’étude Tata Communications 2018 a révélé que 44% des personnes interrogées utilisent Blockchain. Cependant, il souligne également les nombreux problèmes liés au déploiement de nouvelles technologies. Le problème non résolu de l’évolutivité, qui constitue un obstacle à l’adoption de la Blockchain et de ses applications pratiques, est un problème architectural. Pour mettre à l’échelle une blockchain, vous devez augmenter la taille du bloc ou réduire le temps de bloc en diminuant la complexité du hachage. Dans tous les cas, l’échelle d’une blockchain atteindra une limite avant de pouvoir rivaliser avec des entreprises telles que VISA.

Les vitesses de transaction Bitcoin sont beaucoup plus lentes que celles des autres devises. La taille du bloc est actuellement de 1 Mo (1 048 576 octets). La taille moyenne des transactions de 380,04 octets. Cela suppose que chaque transaction est un à x portefeuilles, de sorte qu’une transaction par lots serait une transaction. Pour passer des sept transactions par seconde de Bitcoin à la moyenne de 1736 TPS de Visa, Bitcoin doit augmenter son TPS de 377,5x. Cela signifie également que la taille du bloc doit être augmentée de 1 Mo à 377,5 Mo, ou que le temps de bloc doit être réduit de dix minutes à 1,6 seconde.

Augmenter la taille du bloc ou réduire le temps de bloc n’est pas une option principalement en raison d’un facteur : le temps de relais requis pour diffuser un nouveau bloc Bitcoin à chaque nœud du réseau est un facteur important.

Il existe actuellement 10 198 nœuds de réseau Bitcoin. Il faut du temps pour transmettre 1 Mo (1 048 576 octets) via le réseau peer-to-peer. Le Karlsruhe Institute of Technology a mesuré les temps de propagation des blocs de Bitcoin. Le 17 janvier 2019, la vitesse moyenne de propagation des blocs était de 13 989,42 millisecondes. Cela signifie qu’il a fallu environ 14 secondes pour que Bitcoin se propage à 99% du réseau.

Le temps de bloc ne doit pas descendre en dessous de 99% du temps de relais car un nouveau bloc sera généré et reçu par la majorité des autres nœuds du réseau. À mesure que le temps de bloc approche du temps de relais, davantage de problèmes surviennent, tels que des fourches, des réorganisations de chaîne et des blocs orphelins. Dans les cas extrêmes, des vulnérabilités de sécurité telles que des attaques à double dépense peuvent également être présentes.

En augmentant la taille du bloc (de 1 Mo à 2 Mo), le temps nécessaire à chaque nœud pour télécharger un nouveau bloc augmenterait d’environ deux fois. À 2 Mo, le temps de relais de bloc pour 99% des nœuds serait d’environ 28 secondes. Pour réduire l’impact du block relaying, une solution consiste à augmenter la bande passante entre tous les nœuds du réseau Bitcoin. Parce qu’il s’agit d’un réseau P2P qui repose sur des transactions d’égal à égal, cette responsabilité incombe à chaque pair. Il faut également se rappeler que Bitcoin doit fonctionner dans des conditions conflictuelles. Cela signifie qu’il doit pouvoir fonctionner là où la bande passante est rare et doit également pouvoir être acheminé via TOR et VPN.

Par conséquent, il devient de plus en plus évident que le débat sur la taille des blocs appartient au passé. Avec l’importance de Bitcoin aujourd’hui, il serait déjà impossible de soutenir la Blockchain de manière décentralisée avec une légère augmentation de la taille des blocs. Il est peu probable que le futur proche permette la transmission de blocs de 377 Mo de manière décentralisée toutes les 10 minutes. Par conséquent, une meilleure solution est nécessaire pour en faire un système de paiement adapté aux réseaux de cartes de crédit.

Introduction du Lightning Network

https://twitter.com/Excellion/status/1456088664132440069

Le Lightning Network est un protocole décentralisé construit indépendamment de la blockchain Bitcoin et superposé à la Blockchain. Il permet les micropaiements de Bitcoin via un réseau peer-to-peer sans diffusion vers la Blockchain. Il permettra des transactions rapides et bidirectionnelles entre les participants sans avoir besoin d’un dépositaire et est considéré par beaucoup comme la solution au problème de mise à l’échelle de Bitcoin.

Bitcoin est un réseau de première couche. Cela signifie qu’il peut gérer plusieurs couches numériques liées à sa Blockchain. Lightning Network, l’une de ces couches numériques, est, c’est-à-dire un protocole de deuxième couche qui interagit avec la blockchain Bitcoin pour améliorer ses performances (dans notre cas, la vitesse et l’abordabilité). Bitcoin est un réseau sans permission. Cela signifie que les paiements ne sont pas soumis à autorisation. Des nœuds complets vérifient la validité des paiements. Lightning ne nécessite pas d’autorisations directement de la Blockchain pour les micropaiements hors chaîne. Au lieu de cela, il utilise la Blockchain pour les règlements entre les canaux.

Le Lightning Network fera sauter le TPS de VISA hors de l’eau. Lightning peut traiter des millions à des milliards de transactions par seconde. Bien qu’il n’y ait aucun moyen de connaître la vitesse exacte des transactions, la structure décentralisée de Lightning sera en mesure de traiter les paiements beaucoup plus rapidement que VISA une fois que les processus complexes de blockchain utilisés par Bitcoin seront remplacés.

La décentralisation de Lightning et les effets de réseau de VISA

La base d’utilisateurs de VISA compte un peu plus de 1,14 milliard de personnes dans le monde. Lightning, qui utilise le nombre de chaînes uniques pour mesurer sa taille, ne compte que 59 745 utilisateurs sur ses chaînes publiques (août 2021). VISA reste le réseau de paiement le plus populaire à ce jour. Mais comment VISA en est-il arrivé là ? Elle a été incitée à étendre son réseau en réponse au nombre croissant d’utilisateurs. Plus il attirait de nouveaux utilisateurs rapidement, et plus il attirait plus d’utilisateurs plus le réseau fonctionnait rapidement. L’effet de réseau est une prophétie auto-réalisatrice.

Les canaux Lightning sont un vaste réseau de mini-réseaux qui permettent aux utilisateurs d’effectuer des transactions entre eux. Lightning ne nécessite pas d’infrastructure de paiement de la taille d’un VISA. Les machines des utilisateurs sont décentralisées, donc Lightning ne dépend pas d’une infrastructure à grande échelle. C’est l’essence de Lightning. C’est également une excellente solution aux retards actuels sur la chaîne de Bitcoin. La plus grande innovation de Lightning est sa capacité à permettre aux utilisateurs d’effectuer des micropaiements directement depuis leur ordinateur ou leur téléphone portable sans avoir à attendre les confirmations de la blockchain Bitcoin.

Quel est l’équivalent pour VISA ? La chose la plus proche est la pré-autorisation. La première est que la limite de crédit du titulaire de la carte détermine le montant maximum qu’un utilisateur peut dépenser. Vous pouvez cependant ouvrir un onglet dans une barre et définir une limite qui autorise les paiements d’autorisation partielle. Une fois l’onglet fermé, il deviendra pleinement autorisé.

Conclusion

Nous ne pouvons pas encore conclure de manière précise et scientifique que le réseau Lightning de Bitcoin a effectivement une capacité de paiement actuelle de 40 millions de TPS, tout simplement parce qu’il n’y a pas un si grand volume de transactions à essayer. Cependant, les données montrent que le Lightning Network gagne rapidement en popularité. Un pays comme le Salvador est essentiellement ajouté au volume de transactions sans ressentir de stress au niveau de la blockchain, ce qui est certainement de bon augure pour le succès du Lightning Network. Quoi qu’il en soit, il semble évident que la mise à l’échelle ne se fera pas en augmentant la taille des blocs mais en compressant les principales transactions Blockchain. Quoi qu’il en soit, l’avenir de Bitcoin et du Lightning Network semble prometteur et a un réel potentiel pour devenir le système monétaire et le réseau de paiement les plus importants et les plus performants au monde.

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