Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi la technologie blockchain n’a pas encore atteint son plein potentiel ? Bien que l’évolutivité de la blockchain puisse révolutionner le monde, elle ne peut pas le faire car il y a un inconvénient majeur : l’évolutivité.
L’évolutivité de la blockchain est l’une des principales caractéristiques de la blockchain qui est extrêmement essentielle au bon fonctionnement du réseau. Dans cet article, nous explorerons les défis de l’évolutivité de la blockchain et quelques solutions potentielles pour cela.
Sommaire
Qu’est-ce que l’évolutivité de la blockchain ?
Pour comprendre l’évolutivité de la Blockchain, il faut d’abord comprendre ce que signifie l’évolutivité. Lorsque l’on parle d’évolutivité dans le contexte de la technologie blockchain, le terme fait référence à la vitesse de traitement des transactions et à la capacité de la blockchain à gérer un nombre croissant de transactions à mesure que le réseau se développe.
Il convient de noter que l’efficacité du traitement et de la vérification des transactions tout en préservant simultanément la sécurité et la fiabilité du réseau est l’un des facteurs importants pour déterminer l’évolutivité. En règle générale, il est mesuré en transactions par seconde (TPS). Cependant, il est également influencé par le nombre de calculs effectués par seconde, compte tenu de la complexité et du coût variables des transactions.
Dans l’ensemble, l’évolutivité indique dans quelle mesure un réseau peut gérer des données croissantes ; ou un nombre croissant de transactions. En fait, l’évolutivité de la blockchain est une considération essentielle à laquelle les développeurs et les utilisateurs pensent à mesure que le nombre d’utilisateurs et de transactions sur le réseau augmente avec la demande de puissance de traitement et de ressources réseau.
Lorsqu’un certain réseau n’est pas capable de gérer la demande ou les exigences de transaction, cela se traduira par des temps de traitement de transaction lents, des frais élevés et une mauvaise expérience utilisateur. Pour relever les défis d’évolutivité, les développeurs de chaînes de blocs explorent des solutions telles que le partage, les transactions hors chaîne et les mécanismes de consensus alternatifs.
Ces solutions visent à augmenter le débit et la capacité des transactions des réseaux blockchain tout en maintenant la sécurité et la décentralisation qui rendent la technologie blockchain si précieuse.
Comment l’évolutivité joue un rôle vital dans la blockchain ?
L’évolutivité de la blockchain est considérée à la fois comme un obstacle et un Saint Graal dans le secteur de la cryptographie. C’est un aspect essentiel qui détermine l’avenir d’une blockchain. En fait, une bonne blockchain évolutive peut gérer le nombre « n » de cas d’utilisation de la blockchain sans aucune dégénérescence des performances. Cependant, si l’on observe une baisse des performances, cela signifie simplement que la blockchain n’est pas évolutive.
Qu’est-ce qui rend une blockchain évolutive ?
Une blockchain évolutive est celle avec un TPS élevé ; ce qui peut être réalisé lorsque les nœuds impliqués dans la blockchain s’accordent sur un bloc conformément aux directives spécifiées. Certains facteurs pouvant avoir un impact sur l’évolutivité de la blockchain sont la mise en réseau, le coût et la capacité, la finalité, le débit et le temps de confirmation. Ainsi, on peut dire qu’un réseau blockchain est évolutif lorsqu’il a un bon TPS.
Quels sont les avantages d’une blockchain évolutive ?
À l’heure actuelle, il est clair que l’utilisation de la technologie blockchain est très bénéfique pour les organisations et les personnes qui la mettent en œuvre. Voici quelques-uns des avantages que l’on peut avoir en utilisant une blockchain évolutive :
Plate-forme hautement performante
Une blockchain évolutive améliore l’efficacité de la blockchain normale et améliore considérablement ses performances, ce qui se voit dans sa finalité, tout au long, le temps de confirmation, etc. En bref, une blockchain avec une bonne évolutivité peut aider à effectuer facilement d’innombrables tâches ou transactions.
Amélioration de la croissance
Plus l’évolutivité de la blockchain est élevée, plus les chances de répondre aux besoins de sa vaste communauté sont élevées. En bref, une blockchain évolutive ne donnera pas une performance diminuée avec l’augmentation du nombre de cas d’utilisation. De plus, on peut observer qu’il maintient sa croissance au fur et à mesure que les tâches augmentent.
Immutabilité
Une blockchain évolutive garantit sa résistance aux activités frauduleuses en raison de sa dépendance à l’algorithme de consensus Proof-of-Work. Si une transaction précédente est modifiée, le bloc qui la contient ne sera plus valide. De plus, la réécriture d’une transaction devient de plus en plus coûteuse à mesure que davantage de blocs sont construits dessus.
Note
Pour empêcher les modifications ou les suppressions non autorisées, les chaînes de blocs évolutives utilisent des techniques telles que la réplication partagée, les sauvegardes de base de données de routine, les signatures cryptographiques pour les transactions, les blocages et les votes, et l’interdiction d’annuler les modifications.
Liberté
En mettant en œuvre une blockchain évolutive, toute entreprise peut facilement obtenir un contrôle total sur les données et autres processus. En fait, toutes les tâches peuvent être effectuées plus efficacement et plus rapidement. De plus, le partage de détails ou d’informations entre clients, employés et entreprises se fera sans effort.
Sécurité et transparence
La blockchain évolutive comporte moins de risques et est plus sécurisée et transparente que les autres. Ce type de blockchain interdit les transactions non autorisées et horodate chaque transaction authentique (ou confirmée). Cela aide les autres nœuds à confirmer et à suivre facilement les transactions précédentes.
Dans l’ensemble, la capacité d’évolution d’une blockchain aide les utilisateurs à vivre une transaction efficace et fluide sans aucun tracas. Cependant, avec tant d’avantages, on peut également trouver des défauts associés à cet aspect. Découvrez le rôle de la blockchain et du NFT dans le secteur bancaire.
La majeure partie du problème vient du fait que la blockchain oblige tous les participants à s’entendre sur la validité des transactions. En dehors de cela, d’autres questions seront abordées dans les sections ci-dessous. Mais d’abord, regardons les types d’évolutivité de la blockchain.
Types d’évolutivité de la blockchain
Les solutions d’évolutivité de la blockchain peuvent être classées selon les méthodes suivantes pour aider à résoudre les problèmes d’évolutivité de la blockchain.
Évolutivité de la couche 1
Également connue sous le nom de solutions de première couche ou de solutions de mise à l’échelle en chaîne, cette approche consiste à optimiser le protocole de la chaîne de blocs lui-même pour augmenter son débit de transaction. Cela peut inclure des modifications du mécanisme de consensus, de la taille des blocs ou du temps de traitement des transactions. Voici des exemples de ce type de solution d’évolutivité :
- Partage
- Témoin séparé (SEGWIT)
- Fourches dures
Évolutivité de la couche 2
Cette approche implique de créer des couches supplémentaires au-dessus de la blockchain pour traiter les transactions hors chaîne et de les régler périodiquement en chaîne. Voici des exemples de solutions de couche 2 :
- Chaînes d’État
- Chaînes latérales
- Plasma
- Réseau Lightning
Mécanismes de consensus évolutifs
Cette approche permet de rationaliser le consensus afin que les algorithmes offrent un débit et une évolutivité excellents. Certains des principaux exemples de cette méthode comprennent:
- Preuve de participation déléguée
- Preuve d’autorité
- Tolérance aux pannes byzantine
- Grands livres distribués évolutifs
Problèmes d’évolutivité de la blockchain
Les problèmes d’évolutivité de la blockchain font essentiellement référence aux défis du réseau de la blockchain. Elle survient lorsqu’un réseau blockchain est incapable de traiter un nombre suffisant de transactions pour répondre aux demandes croissantes de ses utilisateurs.
On peut voir que ces problèmes surviennent lorsqu’il y a une augmentation du nombre de nœuds et de transactions. Les chaînes de blocs bien connues, telles que Ethereum et Bitcoin, font partie de ces réseaux qui rencontrent ce problème, car chaque nœud de ce réseau doit effectuer une authentification pour chaque transaction.
Les quatre problèmes importants affectant l’évolutivité de la blockchain incluent les limitations, les frais de transaction, la taille des blocs et le temps de réponse. Cependant, il existe également d’autres problèmes qui peuvent avoir un impact sur la blockchain. Nous aborderons certaines de ces questions une par une :
Les frais de transaction
La demande de réseaux blockchain ajoute plus de pression sur la puissance de minage requise, ce qui entraîne des complexités de calcul. Ainsi, les gens doivent payer certains frais afin de valider leurs transactions. Cependant, avec une popularité croissante, les frais à payer augmentent en plus d’une longue période d’attente pour le traitement des transactions.
Taille de bloc
Un autre problème affectant l’évolutivité est la taille du bloc, qui augmente avec le nombre croissant de transactions. De plus, l’augmentation des transactions entraîne des exécutions chronophages. Tout cela se traduit par une taille de bloc accrue qui affecte négativement l’évolutivité de la blockchain.
La congestion du réseau
Lorsque la demande de transactions dépasse la capacité du réseau blockchain, les transactions peuvent devenir en attente, ce qui entraîne de longs délais de confirmation et des frais de transaction plus élevés. Cette congestion peut également entraîner des problèmes de performances réseau, ce qui peut avoir un impact sur l’expérience utilisateur.
Débit de transaction limité
La conception actuelle de la plupart des réseaux blockchain limite le nombre de transactions pouvant être traitées dans un délai donné. En effet, chaque bloc ne peut contenir qu’un nombre limité de transactions. Le temps nécessaire pour valider chaque transaction avant de l’ajouter à la blockchain contribue également au débit global des transactions. Ainsi, une blockchain peut avoir des problèmes avec le nombre de transactions en fonction de la conception.
Exigences de stockage
Au fur et à mesure que la blockchain se développe, les besoins en stockage augmentent également, ce qui rend difficile la participation au réseau des nœuds dont la capacité de stockage est limitée.
Centralisation
Dans certains cas, la nécessité de traiter un grand nombre de transactions peut conduire à une centralisation, car les nœuds plus grands avec plus de puissance de traitement sont privilégiés par rapport aux nœuds plus petits. Cela peut entraîner une perte de décentralisation et un risque accru d’attaques.
Consommation d’énergie
Les mécanismes de consensus de preuve de travail (PoW), qui sont utilisés par de nombreux réseaux de chaînes de blocs, nécessitent une quantité importante d’énergie pour fonctionner. Cela peut entraîner des problèmes environnementaux potentiels.
En plus des problèmes d’évolutivité, il y a une autre préoccupation qui a un impact majeur sur le réseau blockchain – le trilemme de la blockchain.
Trilemme de la blockchain
Il fait référence à l’idée qu’il est difficile d’atteindre simultanément trois caractéristiques clés d’un système de blockchain : la décentralisation, la sécurité et l’évolutivité.
Le problème du trilemme suggère qu’il est assez difficile d’atteindre ces trois fonctionnalités en même temps dans une blockchain. Par exemple, une blockchain hautement décentralisée peut sacrifier un certain degré d’évolutivité puisque chaque nœud du réseau doit vérifier et traiter chaque transaction. D’autre part, une blockchain plus centralisée peut être en mesure de traiter plus de transactions rapidement, mais peut être moins sécurisée en raison du potentiel d’un point de défaillance unique.
De même, une blockchain hautement évolutive peut compromettre les fonctionnalités ; ainsi, il est impossible pour la blockchain d’avoir les trois fonctionnalités à la fois.
Pour résoudre le Blockchain Trilemma et d’autres problèmes mentionnés ci-dessus, les chercheurs et les développeurs explorent diverses solutions, telles que le sharding, les canaux d’état et les protocoles de couche deux, pour augmenter l’évolutivité sans sacrifier la décentralisation ou la sécurité, qui seront abordées dans la section suivante.
Solutions d’évolutivité de la blockchain
Dans la section ci-dessus, nous avons discuté des types d’évolutivité de la blockchain, et ici nous explorerons chacune de ces solutions en détail. Les solutions d’évolutivité de la blockchain présentées ici répondront aux nombreux défis auxquels le réseau est confronté.
Solutions de couche 1
Il s’agit de la solution d’évolutivité de la blockchain la plus courante, également connue sous le nom de première couche ou solution en chaîne. Il est utilisé pour modifier l’architecture de base de la blockchain afin d’améliorer certains de ses attributs, tels que le temps de vérification, la taille des blocs, les performances, etc. Les meilleurs exemples de ces solutions incluent :
Partage
Le sharding consiste à diviser le réseau blockchain en partitions plus petites ou « fragments », chacun pouvant traiter un sous-ensemble de transactions. Cela peut augmenter le débit global des transactions du réseau en permettant le traitement simultané de plusieurs transactions.
Témoin séparé ou SEGWIT :
Il s’agit d’une mise à niveau de protocole qui cible le mécanisme de stockage de données dans le réseau blockchain Bitcoin. Son objectif principal est de transformer la façon dont les données de transaction sont structurées en supprimant les données de signature associées à chaque transaction. Ce faisant, le réseau devient efficace et atteint une capacité de transaction et un espace de stockage améliorés. En effet, avec l’élimination des signatures numériques, plus d’espace est libéré pour l’inclusion de nouvelles transactions.
Fourches dures
Cette solution modifie structurellement la propriété réseau de la blockchain. Par exemple, le hard forking peut augmenter la taille du bloc ou réduire le temps nécessaire pour en créer un.
Solutions de couche 2
Les solutions de deuxième couche impliquent la construction de couches supplémentaires au-dessus du réseau principal de blockchain pour augmenter sa capacité. Ces couches peuvent inclure des protocoles tels que Lightning Network, qui permet des transactions instantanées et à faible coût pour les utilisateurs de Bitcoin. Voilà quelque…