Introduction
Que vous soyez un investisseur débutant ou un passionné de technologie, comprendre les layers est essentiel pour naviguer dans le monde complexe des crypto-monnaies. En anglais, « layer » signifie « couche ». Dans l’écosystème blockchain, chaque layer représente une couche d’infrastructure qui repose sur des protocoles et des technologies visant à améliorer les performances des réseaux.
Chaque layer joue un rôle spécifique dans le fonctionnement global de la blockchain. Ces couches sont les fondations techniques qui permettent des solutions plus complexes, comme des transactions plus rapides, moins coûteuses et plus sécurisées. Par exemple, bien que Bitcoin soit très sécurisé et décentralisé, sa scalabilité reste limitée, ce qui freine sa capacité à traiter un grand nombre de transactions. À l’inverse, des blockchains comme Solana sont extrêmement rapides, mais souffrent d’un haut degré de centralisation. C’est dans ce contexte que la notion de layers a émergé comme une réponse pour surmonter ces défis.
Il existe plusieurs types de layers dans l’écosystème blockchain, chacun ayant un rôle distinct pour améliorer les réseaux. Comprendre ces couches est essentiel non seulement pour saisir le fonctionnement des cryptomonnaies, mais aussi pour identifier les défis auxquels elles font face.
Pourquoi les layers sont essentiels pour la blockchain ?
Les layers jouent un rôle crucial pour résoudre les principaux défis de la blockchain, notamment la scalabilité, la sécurité et la décentralisation.
Ce trio, souvent appelé le « trilemme de la blockchain », représente les trois enjeux fondamentaux que les différentes couches tentent de surmonter.
Les layers sont conçus pour améliorer l’efficacité des réseaux tout en permettant l’interopérabilité entre différents systèmes. Chaque layer est spécialisé dans un aspect particulier : par exemple, le layer 1 gère les transactions de base, tandis que les solutions layer 2 traitent des opérations plus complexes sans surcharger la blockchain principale.
Cette division des tâches permet d’améliorer la scalabilité et de réduire les frais de transaction. Mais ce n’est pas tout : les layers stimulent également l’innovation. Par exemple, les solutions comme les rollups et sidechains des layers 2 permettent de renforcer la décentralisation tout en optimisant les transactions et en propulsant les performances du réseau.
Les layers ouvrent ainsi de nouvelles perspectives passionnantes pour l’écosystème blockchain et permettent de dépasser les limitations actuelles des réseaux. Grâce à eux, les blockchains peuvent évoluer de manière plus efficace, rapide et sécurisée.
Le trilemme de la cryptomonnaie :
| Critère | Description | Impact sur les autres critères |
| Sécurité | Protection contre les attaques et la fraude. | Peut réduire la scalabilité et la décentralisation. |
| Décentralisation | Absence de contrôle centralisé sur le réseau. | Peut limiter la scalabilité et compliquer la sécurité. |
| Scalabilité | Capacité à traiter un grand nombre de transactions. | Peut compromettre la sécurité et la décentralisation. |
Qu’est-ce qu’un Layer 0 ?
Un Layer 0 n’est pas une blockchain à proprement parler.
Quand on parle de « Layer O », certains pensent à des projets portant ce nom, qui utilisent un protocole permettant la communication entre différentes blockchains. On ne parle pas vraiment d’une couche supplémentaire, mais plutôt d’un langage compatible avec plusieurs Layer 1 et Layer 2, facilitant le transfert de crypto-monnaies entre ces couches et blockchains.
D’autre certains considèrent le « Layer 0 » comme l’infrastructure qui soutient le Layer 1, comme les réseaux de mineurs qui alimentent et font fonctionner le consensus de Proof of Work pour Bitcoin, ou les réseaux permettant aux nœuds d’une blockchain de communiquer entre eux. Cela revient à l’infrastructure de base nécessaire au fonctionnement du Layer 1.
Une infrastructure qui soutient le Layer 0
Dans une première conception le layer 0 constitue la base de l’architecture blockchain, servant de fondation sur laquelle les autres couches peuvent se construire permettant d’assurer l’interconnexion et l’interopérabilité entre différentes blockchains.
Cela inclut des éléments fondamentaux comme les nœuds qui valident et confirment les transactions, les serveurs qui font tourner ces nœuds, et bien sûr les utilisateurs qui interagissent avec le protocole. Vous trouverez aussi les mineurs dans le cadre d’une couche de consensus en Proof of Work, ou les validateurs (selon le consensus utilisé) ainsi que l’Internet et toutes ses composantes.
Une communication entre différentes blockchains
Le Layer 0 sert non seulement de socle commun, mais il permet également la communication entre différentes blockchains. Plutôt que d’ajouter de nouvelles couches au-dessus des blockchains existantes, l’idée est de construire directement sur ce socle, facilitant ainsi l’interopérabilité entre deux blockchains distinctes.
L’idée est de créer un écosystème où chaque blockchain peut fonctionner de manière autonome tout en étant connectée aux autres. Grâce à des protocoles de communication et des systèmes de consensus intégrés, ces plateformes permettent de relier plusieurs blockchains pour qu’elles partagent des données sans risque de compromettre leur sécurité ou leur décentralisation. Cela permet aussi aux projets basés sur différentes blockchains d’interagir sans avoir à dépendre d’un intermédiaire centralisé, rendant ainsi l’ensemble de l’écosystème plus résilient et sécurisé.
Par exemple, Cosmos ou Polkadot sont des protocoles de Layer 0. Ils visent à résoudre des problèmes comme l’interopérabilité, la scalabilité et la sécurité, en fournissant un kit de développement (SDK) pour faciliter la création de nouvelles blockchains.
Cosmos (ATOM) a permis la création de Finance Chain et de Terra grâce à l’utilisation du même Layer 0, c’est-à-dire le même socle commun.
De même, Polkadot offre un kit de développement et un système de communication qui permet à différentes blockchains, comme Moonbeam, Acala ou Astar, de se développer et de fonctionner sur son réseau grâce à cette base partagée.s.
Qu’est-ce qu’un Layer 1 ?
Contrairement au Layer 0, qui assure l’interopérabilité entre différentes blockchains, le Layer 1 est une blockchain autonome qui fonctionne indépendamment tout en ayant ses propres règles et mécanismes.
Le Layer 1 est la blockchain elle-même. C’est l’infrastructure de base sur laquelle reposent toutes les applications, protocoles et smart contracts. Voici quelques exemples de Layer 1 : Bitcoin , Ethereum , Solana, Cardano, Polkadot, Elrond. Chacune de ces blockchains dispose de ses propres protocoles et caractéristiques techniques.
Il inclut les couches fondamentales telles que les couches de données, le réseau, le consensus et l’activation des transactions. En d’autres termes, le Layer 1 représente la chaîne publique indépendante qui possède son propre mécanisme de consensus. Les Layer 1 sont souvent des réseaux décentralisés où les nœuds (ordinateurs participant au réseau) valident les transactions, ce qui garantit la sécurité et la transparence.
Les transactions sont traitées et validées directement sur la blockchain Layer 1, et chaque blockchain a son propre token natif (ETH pour Ethereum, BTC pour Bitcoin, etc.). Cependant, la blockchain Layer 1 fait face aux défis du trilemme : elle peut être sécurisée et décentralisée, mais souvent au prix de la scalabilité.
Fonctionnement du Layer 1
Les layer 1 comportent généralement plusieurs composants essentiels : un consensus layer qui établit les règles du réseau, un exécution layer qui gère les transactions, des mécanismes de sécurité pour protéger le réseau, et des outils de gouvernance pour gérer les évolutions. Elles gèrent aussi des données, pas seulement des transactions. Le but principal est d’assurer la validité des transactions tout en maintenant l’intégrité du registre décentralisé. Bitcoin, par exemple, grâce à son consensus proof of work, est considéré comme l’un des réseaux les plus sécurisés et décentralisés.
Le fonctionnement d’un Layer 1 repose sur un consensus algorithmique qui permet de valider les transactions et d’ajouter de nouveaux blocs à la chaîne. Bitcoin utilise un Proof of Work (PoWER) pour valider les transactions, tandis que Ethereum a récemment adopté un Proof of Stake (PoS), qui permet de valider les blocs de manière plus écologique et rapide.
Chaque blockchain Layer 1 possède également un token natif, qui joue un rôle central dans le réseau. Par exemple, Bitcoin (BTC) et Ethereum (ETH) sont les tokens utilisés pour payer les frais de transaction et récompenser les validateurs (mineurs ou stackers) qui assurent la sécurité du réseau.
Les développements du Layer 1
Les développeurs travaillent activement sur des solutions pour améliorer la scalabilité et réduire les frais sur les Layer 1. Par exemple, Ethereum a introduit Ethereum 2.0, qui vise à améliorer la vitesse des transactions et la consommation énergétique en adoptant le Proof of Stake (PoS). De même, Solana se distingue par sa capacité à traiter des milliers de transactions par seconde grâce à son Proof of History (PoH), ce qui en fait un des réseaux les plus rapides du marché.
Tableau Layer 1 avantages et inconvénient
Qu’est-ce qu’un Layer 2 ?
Les layer 2 se superposent aux Layer 1, permettent de réduire la charge de travail de la blockchain principale en améliorant notamment la scalabilité sans compromettre la sécurité et la décentralisation. L’objectif est de gérer beaucoup plus de transactions, beaucoup plus rapidement, tout en profitant de la sécurité de la Layer 1. Contrairement au Layer 1, qui est une blockchain indépendante, un Layer 2 repose sur une infrastructure déjà existante, en s’appuyant sur les mécanismes de sécurité et de décentralisation de la blockchain de base. Par exemple, des solutions comme Polygon (MATIC) ou Lightning Network pour Bitcoin permettent de traiter des milliers de transactions par seconde, bien plus que ce qu’un Layer 1 comme Ethereum ou Bitcoin peuvent gérer seul.
Une analogie courante : celle de faire ses courses au supermarché. Dans le premier scénario, vous payez à chaque objet acheté, ce qui génère de nombreuses transactions. Dans le second, vous remplissez votre panier et ne réalisez que deux transactions en caisse . Ce système réduit les transactions tout en gardant le même résultat. De manière similaire, les Layer 2 optimisent la scalabilité en traitant les opérations hors de la Layer 1, n’enregistrant que l’essentiel.
Les Layer 2 sont donc essentiels pour résoudre le problème de la saturation du réseau, en traitant une partie des transactions avant de les renvoyer à la blockchain principale.
Les Layer 2 permettent donc de réduire les congestions sur les réseaux Layer 1 en permettant de traiter davantage de transactions par seconde sans surcharger la blockchain principale. Ces solutions offrent une scalabilité améliorée et des frais réduits, ce qui est crucial pour l’adoption massive des technologies blockchain, notamment pour les applications décentralisées (dApps) et les smart contracts.
De nombreux investisseurs misent sur les Layer 2 pour les rendre aussi scalables que possible. Certains identifient déjà des limites inhérentes aux blockchains actuelles, tandis que d’autres pensent que les Layer 2 pourraient également être utilisés pour lancer de nouvelles crypto-monnaies.
Fonctionnement du Layer 2
Les solutions Layer 2 utilisent différentes approches pour optimiser la blockchain Layer 1. Parmi les plus courantes, on trouve les sidechains, les rollups, et les state channels. Chaque approche a ses propres avantages et mécanismes.
- Sidechains : On ne peut plus vraiment parler de « deuxième couche » ; c’est simplement une blockchain parallèle qui communique avec la première. Il s’agit de blockchains indépendantes mais connectées à la blockchain principale (Layer 1). Elles permettent de traiter des transactions spécifiques tout en offrant une interopérabilité avec le Layer 1.
Les canaux d’État sont utilisés dans des solutions comme le Lightning Network pour Bitcoin, Raiden Network pour Ethereum, et Celer pour d’autres blockchains.
Imaginez une personne qui effectue plusieurs transactions avec vous. À la fin, elle vous envoie un récapitulatif des échanges (ce que vous avez envoyé, reçu et ce qui vous a été rendu). Tout cela se fait hors de la blockchain principale, qui n’est utilisée que pour l’ouverture et la clôture du canal, évitant ainsi de la surcharger.
Cela permet de réaliser de nombreux calculs sur une seconde chaîne, réduisant ainsi la charge sur la première.
- State Channels ou canaux d’Etat : Ils permettent de traiter des transactions hors chaîne entre deux parties et ne soumettent le résultat final à la blockchain qu’une fois la transaction terminée.
Les canaux d’État envoient des informations vers la chaîne principale uniquement au moment de leur ouverture et fermeture, ce qui limite la fréquence des communications.
En revanche, les rollups envoient des ensembles d’informations de manière plus régulière, ce qui renforce la sécurité en permettant à la chaîne principale de contrôler constamment ce qui se passe. Cela permet de réaliser des calculs plus complexes et plus lourds que dans les canaux d’État.
- Rollups : Ils agrègent plusieurs transactions hors chaîne et les enregistrent ensuite en une seule transaction sur la blockchain de base. Les deux types de rollups sont les Optimistic Rollups et les ZK-Rollups.
Les Optimistic Rollups fonctionnent sur la confiance, avec un délai de confirmation sur la chaîne principale pour vérifier la validité des transactions. C’est rapide, mais si une erreur est détectée, des frais de transaction sont nécessaires pour l’annuler. Des réseaux comme Arbitrum et Optimism utilisent cette technologie. Il y a des délais et on peut se voir refuser les paiements.
Les ZK-Roll Ups ou Preuves de non divulgation sont plus avancés. Les zk-rollups permettent de traiter un grand nombre de transactions rapidement, tout en prouvant leur validité sans exposer tous les détails à la blockchain principale. Ils utilisent des preuves mathématiques (Zero-Knowledge Proofs) pour valider les transactions sans avoir à les révéler complètement.
Cela permet de prouver que les transactions sont correctes sans attendre un délai, et sans surcharger la blockchain principale.
Par exemple, ils permettent de démontrer, à chaque transaction, que l’on dispose de la capacité financière nécessaire pour effectuer le paiement. Stackware et Aztec sont des exemples d’entreprises qui utilisent cette technologie.
En résumé, les ZK-Roll Ups sont considérés comme plus sécurisés et efficaces, bien que leur adoption soit encore en développement. Il existe aussi d’autres solutions comme Plasma et Validum, qui se basent sur des principes similaires
Tableau : principales solutions Layer 2, leurs avantages et leurs inconvénients :
| Approche | Description | Avantages | Inconvénients |
| Sidechains | Blockchain parallèle connectée au Layer 1. | – Décharge le Layer 1. – Interopérabilité. | – Moins sécurisé. – Risque de centralisation. |
| State Channels | Transactions hors chaîne avec récapitulatif sur la blockchain. | – Transactions rapides. – Moins de charge sur la blockchain. | – Limité aux échanges entre deux parties. – Fréquence de communication réduite. |
| Optimistic Rollups | Agrège les transactions hors chaîne, vérifiées par la chaîne principale après un délai. | – Rapidité. – Scalabilité. | – Délai de confirmation. – Frais pour annuler des erreurs. |
| ZK-Rollups | Utilise des preuves mathématiques pour valider sans révéler de détails. | – Sécurisé et rapide. – Pas de délai de confirmation. | – Adoption en développement. – Complexité technique. |
Exemples de Layer 2
De nombreux projets utilisent des solutions Layer 2 pour améliorer leurs performances. Voici quelques exemples :
- Ethereum et les rollups : Ethereum utilise des Optimistic Rollups et des ZK-Roll Ups pour augmenter sa capacité de traitement des transactions.
- Polygon : Initialement conçu comme une solution Layer 2 pour Ethereum, Polygon a évolué pour proposer diverses solutions de scalabilité via des sidechains et des rollups.
- Lightning Network (Bitcoin) : Le Lightning Network est une solution Layer 2 pour Bitcoin qui permet d’effectuer des paiements instantanés avec des frais très bas en créant des canaux de paiement off-chain.
Tableau Layer 2 avantages et inconvénient
| Avantages des Layer 2 | Inconvénients des Layer 2 |
| Amélioration de la scalabilité : Traitement de milliers, voire millions, de transactions par seconde sans impacter la vitesse du réseau Layer 1. | Sécurité : Risques supplémentaires (centralisation d’une sidechain, vulnérabilités des rollups). |
| Réduction des frais de transaction : Transactions hors chaîne entraînant des frais plus faibles que ceux des Layer 1. | Complexité technique : Mise en œuvre complexe nécessitant des ajustements des développeurs. |
| Amélioration de l’expérience utilisateur : Vitesse accrue et frais réduits rendant l’utilisation des applications plus fluide et accessible. | Interopérabilité : Problèmes de compatibilité entre différentes solutions et blockchains, ralentissant l’adoption. |
En résumé, les Layer 2 sont essentiels pour augmenter les capacités des blockchains de Layer 1 tout en maintenant leur sécurité, leur décentralisation et en répondant aux défis de scalabilité.
Qu’est-ce qu’un Layer 3 ?
Les Layer 3 sont un concept assez flou et peuvent désigner plusieurs choses selon les sources. En effet, les définitions varient considérablement d’un site à l’autre. Globalement, un Layer 3 peut être une couche supplémentaire au-delà des Layer 2, ( mais il est plus pertinent de se concentrer sur les Layer 2 pour le moment, car il reste encore beaucoup de recherches et de développement à faire dans ce domaine. )
Le Layer 3 est en quelque sorte le Layer 2 du Layer 2. Il vient affiner certains aspects spécifiques des Layer 2 pour les rendre encore plus efficaces. Ces layers sont souvent spécialisés dans des fonctions précises, comme améliorer la scalabilité, renforcer la sécurité ou garantir l’anonymat.
Il est important de ne pas confondre les Layer 2 et Layer 3. Les Layer 2 servent de socle pour permettre aux blockchains de communiquer, tandis que les Layer 3 facilitent l’interopérabilité entre des blockchains qui ne partagent pas la même base (Layer 0), comme Bitcoin et Ethereum, qui ne peuvent pas échanger directement sans l’intermédiaire des Layer 3.
Les Layer 3 peuvent aussi correspondre à des fonctions spécifiques ou à des applications construites sur le réseau Layer 2, permettant de répondre à des besoins particuliers. Enfin, certaines couches supplémentaires peuvent se concentrer uniquement sur la gestion de données ou d’autres tâches précises.
Une couche supplémentaire au-delà des Layer 2
Un Layer 2, on est d’accord que ça permet d’optimiser certains aspects de la blockchain, son infrastructure. Eh bien, un Layer 3 va permettre d’optimiser certains aspects bien précis d’un Layer 2. Toutes ces blockchains, Layer 2 et Layer 1, ne peuvent pas communiquer entre elles. Et les Layer 3 vont amener une solution qui permet aux blockchains de communiquer entre elles.
Une réponse à des besoins particuliers
Les Layer 3, on les appelle souvent des blockchains à application spécifique, parce qu’elles ont vraiment une spécialisation dans leur usage. En fait, ce sont concrètement des sous-parties des Layer 2 qui vont permettre d’améliorer différents aspects. On va avoir un Layer 3 pour la scalabilité, un Layer 3 pour la sécurité, pour l’anonymat, etc.
Utilisation
Les Layer 3 visent à simplifier l’interaction entre différentes blockchains. Par exemple, ils permettent d’utiliser une seule adresse pour envoyer des ETH (Ethereum) à une adresse Bitcoin, ou pour stocker du Bitcoin sur une adresse Ethereum. Actuellement, de nombreuses personnes commettent l’erreur d’envoyer des Bitcoin à une adresse Ethereum, entraînant la perte irréversible de leurs fonds.
Bien que les Layer 3 soient encore peu connus, ils représentent un progrès majeur dans l’optimisation des blockchains. Un projet notable dans ce domaine est Stackware, un Layer 3 qui améliore considérablement la scalabilité en permettant une meilleure gestion de la pile technologique et en allégeant la congestion des Layer 2.
| Aspect | Description |
| Concept général | Couches supplémentaires au-delà des Layer 2, spécialisées dans des fonctions spécifiques (scalabilité, sécurité, anonymat). |
| Relation avec Layer 2 | Optimisent et affinent les aspects spécifiques des Layer 2. |
| Interopérabilité | Permettent la communication entre des blockchains différentes (ex. Bitcoin et Ethereum). |
| Applications spécifiques | Spécialisées pour améliorer des aspects comme la scalabilité, la sécurité ou l’anonymat. |
| Exemple de projet | Stackware : Améliore la scalabilité en optimisant la gestion des Layer 2 et en réduisant la congestion. |
| Utilité pour les utilisateurs | Permet d’envoyer des cryptos entre différentes blockchains sans perdre de fonds. |
Conclusion
Avec l’évolution rapide des technologies blockchain, comprendre les différentes couches devient essentiel pour saisir les enjeux majeurs du trilemme de la blockchain tels que la sécurité, la scalabilité et la décentralisation. Cela permet également de mieux appréhender les solutions proposées par les diverses plateformes de crypto-monnaies, qui cherchent à répondre à ces défis tout en améliorant l’efficacité globale des réseaux.
Le défi est que ces trois aspects ne peuvent pas être optimisés simultanément. C’est là qu’interviennent les Layer 2. Les Layer 2 semblent constituer, en tout ou en partie, une solution clé pour la scalabilité des blockchains.
Toutefois, cela ne se fait pas au détriment des valeurs essentielles de la communauté décentralisée, telles que la sécurité et la véritable décentralisation, valeurs qui sont principalement garanties par un Layer 1 comme Bitcoin, par exemple.
Pour résumer, Le Layer 0 représente vraiment les fondations : l’infrastructure de base, comme la racine d’un système, qui permet à tout le reste de fonctionner. Le Layer 1 est la blockchain elle-même, c’est l’architecture des réseaux comme Bitcoin ou Ethereum. Le Layer 2 améliore cette architecture, en optimisant la scalabilité, par exemple, pour Bitcoin avec des solutions comme le Lightning Network. Enfin, le Layer 3 concerne les applications et les connexions entre différentes blockchains, facilitant l’interopérabilité et la fonctionnalité des systèmes.
Les problèmes de scalabilité des blockchains sont un enjeu clé. Les solutions innovantes qui les résolvent auront de plus en plus de valeur à mesure de leur adoption.
Finalement , comprendre ces enjeux technologiques permettra d’identifier les opportunités d’investissement et d’obtenir un réel avantage.
