Le réseau Lightning de Bitcoin : de sept à 40 millions de TPS.

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 la scalabilité jusqu’à présent. Découvrez le Lightning Network, qui a transformé la bataille entre Visa et Bitcoin en une véritable course de chevaux. Mais avant les bonnes nouvelles, il faut se rappeler les mauvaises nouvelles de Bitcoin dans ce test de vitesse.

La scalabilité de la blockchain est un obstacle majeur. Selon Deloitte Insights, « les systèmes basés sur la blockchain peuvent être lents. » Les entreprises qui dépendent des systèmes de traitement des transactions héritées s’inquiètent des vitesses de transaction lentes de la blockchain. Cela était évident en 2017 et 2018.

Une étude de Tata Communications en 2018 a révélé que 44% des personnes interrogées utilisent la blockchain. Cependant, elle souligne également les nombreux problèmes liés au déploiement de nouvelles technologies. Le problème non résolu de la scalabilité, qui constitue une barrière à l’adoption de la blockchain et à ses applications pratiques, est un problème architectural. Pour mettre à l’échelle une blockchain, il faut augmenter la taille des blocs ou réduire le temps des blocs en diminuant la complexité du hachage. Quoi qu’il en soit, la capacité d’une blockchain atteindra une limite avant de pouvoir rivaliser avec des entreprises comme VISA.

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

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

Il y a actuellement 10 198 nœuds du réseau Bitcoin. Il faut du temps pour transmettre 1 Mo (1 048 576 octets) à travers 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 des blocs ne doit pas être inférieur à 99% du temps de diffusion, car un nouveau bloc sera généré et reçu par la majorité des autres nœuds du réseau. À mesure que le temps des blocs se rapproche du temps de diffusion, de nouveaux problèmes apparaissent, tels que les forks, les réorganisations de chaîne et les blocs orphelins. Dans des cas extrêmes, des vulnérabilités de sécurité telles que les attaques de double-dépense peuvent également être présentes.

En augmentant la taille des blocs (de 1 Mo à 2 Mo), le temps nécessaire à chaque nœud pour télécharger un nouveau bloc serait multiplié par environ deux. À 2 Mo, le temps de diffusion des blocs pour 99% des nœuds serait d’environ 28 secondes. Pour réduire l’impact de la diffusion des blocs, une solution consiste à augmenter la bande passante entre tous les nœuds du réseau Bitcoin. Étant donné que c’est un réseau peer-to-peer qui repose sur des transactions entre pairs, cette responsabilité incombe à chaque pair. Il convient également de rappeler que Bitcoin doit fonctionner dans des conditions contradictoires. Cela signifie qu’il doit être capable de fonctionner lorsque la bande passante est limitée et doit également pouvoir être acheminé à travers le réseau TOR et les VPN.

Il devient de plus en plus évident que le débat sur la taille des blocs est une chose du passé. Avec l’importance de Bitcoin aujourd’hui, il serait déjà impossible de prendre en charge la blockchain de manière décentralisée avec une légère augmentation de la taille des blocs. Il est peu probable que l’avenir 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.

Entrez dans le Lightning Network.

Le Lightning Network est un protocole décentralisé construit indépendamment de la blockchain Bitcoin et superposé à la blockchain. Il permet des micro-paiements en Bitcoin via un réseau peer-to-peer sans diffusion à la blockchain. Il permettra des transactions rapides et bidirectionnelles entre les participants sans avoir besoin d’un tiers de confiance et est considéré par beaucoup comme la solution au problème d’évolutivité de Bitcoin.

Bitcoin est un réseau de premier niveau. Cela signifie qu’il peut gérer plusieurs couches numériques liées à sa blockchain. Lightning Network, l’une de ces couches numériques, est un protocole de deuxième niveau qui interagit avec la blockchain Bitcoin pour améliorer ses performances (dans notre cas, la vitesse et l’accessibilité). Bitcoin est un réseau sans autorisation. Cela signifie que les paiements ne sont pas soumis à une autorisation. Les 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 éclipsera la capacité de transaction de VISA. 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 permettra de traiter les paiements beaucoup plus rapidement que VISA une fois que les processus compliqués de la blockchain que Bitcoin utilise 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 canaux uniques pour mesurer sa taille, n’a que 59 745 utilisateurs sur ses canaux publics (août 2021). VISA reste à ce jour le réseau de paiement le plus populaire. Mais comment VISA en est-il arrivé là ? Il a été incité à étendre son réseau en réponse au nombre croissant d’utilisateurs. Il a été adopté plus largement plus rapidement il a attiré de nouveaux utilisateurs, et il a attiré plus d’utilisateurs plus rapidement le réseau opérait. L’effet de réseau est une prophétie autoréalisatrice.

Les canaux de Lightning sont un vaste réseau de mini-réseaux qui permettent aux utilisateurs de faire des transactions entre eux. Lightning ne nécessite pas une infrastructure de paiement de la taille de 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 aussi une excellente solution aux retards actuels de la blockchain de Bitcoin. La plus grande innovation de Lightning est sa capacité à permettre aux utilisateurs de faire des micropaiements directement depuis leur ordinateur ou leur téléphone portable sans avoir à attendre les confirmations de la blockchain de Bitcoin.

Quel est l’équivalent pour VISA ? La chose la plus proche est la préautorisation. La première chose est que la limite de crédit du titulaire de la carte détermine le montant maximum qu’un utilisateur peut dépenser. Cependant, il est possible d’ouvrir un compte ouvert dans un bar et de fixer une limite permettant des paiements d’autorisation partielle. Une fois le compte ouvert fermé, il sera complètement autorisé.

En 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, simplement parce qu’il n’y a pas un volume aussi important de transactions à essayer. Cependant, les données montrent que le Lightning Network gagne rapidement en popularité. Un pays comme El Salvador est essentiellement ajouté en 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 l’évolutivité ne se fera pas en augmentant la taille des blocs, mais en compressant les transactions principales de la blockchain. Quoi qu’il en soit, l’avenir de Bitcoin et du Lightning Network semble prometteur et a un réel potentiel pour devenir le plus grand et le plus réussi système monétaire et réseau de paiement du monde.