Qu'est-ce que la couche 2 ? Quels autres projets phares existe-t-il pour la couche 2 ?

Abstract

l'éditeur php Baicao est là pour vous présenter le concept de Layer2 et quelques projets phares. Layer2 fait référence à la solution d'extension de deuxième couche sur le réseau Ethereum, visant à améliorer le débit des transactions et l'évolutivité du réseau Ethereum. La technologie de couche 2 permet aux utilisateurs d'obtenir des vitesses de transaction plus élevées et des frais de transaction inférieurs sans sacrifier la sécurité et la décentralisation. Actuellement, certains des principaux projets de couche 2 incluent Optimism, Arbitrum, zkSync, etc., qui ont tous permis l'expansion d'Ethereum à des degrés divers. À l’avenir, avec le développement continu de la technologie de couche 2, nous devrions voir émerger davantage de projets innovants, apportant davantage d’opportunités et de défis à l’ensemble du domaine de la blockchain.

Par rapport à la solution ZK Rollup, Optimistic Rollup est plus facile à mettre en œuvre en raison de sa plus grande portabilité. En outre, face à la forte demande du marché, cela constitue également un avantage en tant que premier arrivant. En termes de volume de blocage, les solutions Optimistic Layer 2, Arbitrum et Optimism, ont dépassé de nombreuses chaînes publiques de couche 1 auparavant bien connues, se classant respectivement quatrième et sixième.

Par rapport au problème du long cycle de retrait d'Optimistic Rollup, ZK Rollup résout ce problème grâce à une preuve mathématique de fiabilité. Cependant, comme ZK Rollup n'est pas entièrement compatible avec EVM, sa progression de développement est relativement lente et il a également perdu dans une certaine mesure son avantage de premier arrivé.

4.Les principaux projets de couche 2 incluent Optimism, Arbitrum, zkSync, Polygon et StarkNet. De plus, les projets de couche 2 bien connus incluent Immutable X, Scroll, Loopring, etc.

Qu'est-ce que Layer2 ?

En ce qui concerne la couche 2, nous devons d’abord comprendre le problème d’expansion d’Ethereum. Initialement, Ethereum visait à être une plateforme blockchain programmable, un ordinateur mondial. Cependant, à mesure que la quantité de données augmente, le réseau Ethereum rencontre des problèmes de congestion, ce qui oblige Ethereum à avoir des exigences de performances élevées. Par conséquent, l’expansion de la capacité est devenue la principale solution pour améliorer les performances d’Ethereum et est également devenue le centre d’attention du marché. La technologie de mise à l'échelle vise à réduire la charge sur la chaîne principale Ethereum et à améliorer les performances globales en transférant certaines transactions vers des chaînes latérales ou un traitement hors chaîne. Cette approche peut augmenter le débit des transactions, réduire les frais de transaction et réduire les problèmes de congestion. Les solutions Layer2 se présentent sous de nombreuses formes différentes, telles que les canaux d'état, les sidechains, Plasma, etc. Ces technologies peuvent réduire le nombre de transactions sur la chaîne principale Ethereum en regroupant les transactions en une seule transaction, augmentant ainsi l'efficacité globale. Dans l’ensemble, il existe deux voies d’expansion pour Ethereum grâce à l’utilisation de l’expansion de couche 2 : l’expansion en chaîne et l’expansion hors chaîne. L’expansion en chaîne utilise principalement la technologie de partitionnement, qui est l’un des objectifs principaux d’ETH 2.0. Cependant, la technologie de sharding est très difficile à développer. Initialement, Ethereum prévoyait d'utiliser 1024 fragments, mais en raison de difficultés techniques, il a été décidé de le réduire à 64 fragments. Cependant, le déploiement de 64 fragments prend encore un certain temps. En raison de l'explosion des applications blockchain telles que DeFi et NFT, la demande d'expansion est devenue très urgente, c'est pourquoi le marché a tourné son attention vers la solution d'expansion hors chaîne - Layer 2, qui est une option moins difficile à mettre en œuvre.

En bref, la couche 2 réalise son expansion en construisant une nouvelle chaîne à côté de la chaîne principale. Semblable à un bâtiment, la couche 1 équivaut à agrandir la surface des fondations, tandis que la couche 2 équivaut à ajouter des étages à un bâtiment existant. Leurs objectifs communs sont d’augmenter l’évolutivité d’Ethereum, de réduire la congestion du réseau, de réduire les frais de gaz élevés et d’améliorer l’efficacité du réseau. La figure ci-dessous montre la comparaison entre Layer1 et Layer2.

Figure 1 : Tableau comparatif de l'expansion de la couche 1 et de l'expansion de la couche 2

Une discussion plus approfondie sur les solutions techniques de la couche 2 peut être divisée en solutions Ethereum Layer2 : canaux d'état, chaînes latérales, Plasma, Rollups, Validium et solutions hybrides attendent. La figure suivante montre les principales différences entre les différentes solutions techniques :

Figure 2 : Comparaison des plans d'expansion spécifiques de la couche 2

Parmi les nombreuses solutions de couche 2, celle qui retient actuellement le plus l'attention est Rollup. Rollup signifie « résumer » ou « organiser » en chinois. Dans le réseau Ethereum, en raison des limitations de bande passante du réseau ETH, les frais de gaz augmentent généralement de manière significative lorsque le volume de transactions sur le réseau est important. La fonction de Rollup est de copier et d'envoyer le contenu dont Ethereum a besoin pour calculer au protocole de couche 2 connecté en dehors d'Ethereum pour le calcul. Ensuite, les résultats du calcul sont compressés, conditionnés et renvoyés au réseau en chaîne. Rollup exécute les transactions en dehors de Layer1, mais publie les données de transaction sur Layer1. Étant donné que les données de transaction sont incluses dans les blocs de couche 1, le Rollup équivaut à hériter de la sécurité d'Ethereum. En fonction de l'efficacité des données compressées (c'est-à-dire l'exactitude des données), le rollup peut être divisé en deux types : le rollup optimiste et le rollup ZK.

Quels sont les avantages et les inconvénients d'Optimistic Rollup

Par rapport à la solution ZK Rollup, Optimistic Rollup est plus facile à mettre en œuvre à court terme, principalement parce qu'il a une portabilité plus forte, ce qui favorise encore son avantage de premier arrivé. Actuellement, les principaux projets basés sur Optimistic Rollup incluent Optimism et Arbitrum. Ces deux projets de couche 2 ont émis des jetons et ont initialement constitué un avantage de premier arrivé. En revanche, les projets basés sur ZK Rollup tels que zkSync se développent à un rythme plus lent.

Selon les rapports, le 23 février 2023, Coinbase a annoncé le lancement du réseau de test de base du réseau Ethereum Layer 2 basé sur Optimism OP Stack ; le 19 juin, BNB Chain a annoncé le lancement du réseau de test opBNB basé sur Optimism OP Stack ; . De plus, Arbitrum a également connu un grand succès et est soutenu par de nombreux projets d’écosystème cryptographique. Du point de vue de la valeur totale verrouillée (TVL), Arbitrum et Optimism se classent actuellement respectivement quatrième et sixième, surpassant de nombreux projets de chaîne publique de couche 1 auparavant bien connus, tels que Solana.

Figure 3 : Classement du marché TVL des chaînes publiques grand public et Layer2 (Source : defillama)

Optimistic Rollup présente des avantages évidents, mais il présente également un inconvénient fatal, à savoir la nécessité de résoudre le problème de la preuve de fraude, conduisant à des retraits. Le cycle dure une semaine. Cependant, Arbitrum et Optimism travaillent dur pour résoudre ce problème par d'autres moyens afin d'améliorer la compétitivité globale.

Début juin, Optimism a annoncé qu'il migrerait son L2 Rollup vers Bedrock. Cette version marque le premier lancement officiel de la pile OP, faisant du réseau principal OP la solution d'échange de jetons Ethereum L2 Rollup la plus rentable. De plus, Bedrock présente les avantages suivants : réduction du temps de dépôt de 10 minutes à 3 minutes ; amélioration de la modularité des preuves en prenant en charge les preuves d'échec et ZK permettant l'exécution de plusieurs transactions dans un seul « bloc » de cumul ; Après avoir terminé la mise à niveau de Bedrock, le prochain plan d’Optimism est de passer à une super chaîne. Hyperchain est un réseau décentralisé composé de L2 (chaîne OP), partageant la sécurité, la couche de communication et la pile technologique open source (pile OP).

Arbitrum propose quatre produits principaux : Arbitrum One est le premier déploiement de réseau principal de l'écosystème Arbitrum ; Arbitrum Nova est une solution AnyTrust conçue pour les projets ayant des attentes sensibles aux coûts et à un volume de transactions élevé ; Arbitrum Nitro est un ensemble de piles logicielles technologiques qui ; piloter Arbitrum L2, rendant Rollup plus rapide, moins cher et plus compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM) ; Arbitrum Orbit est un cadre de développement qui permet la création et le déploiement de L3 sur le réseau principal Arbitrum ; L3 Rollup, également connu sous le nom de chaîne d'application, joue un rôle essentiel dans le règlement des transactions sur la chaîne Arbitrum. Ils constituent la base de la prochaine étape du parcours d'expansion d'Arbitrum et constituent la solution pour réaliser sa vision.

Quels sont les avantages et les inconvénients de ZK Rollup

Par rapport à Optimistic Rollup, ZK Rollup est plus puissant pour garantir la disponibilité des données. Cela signifie que n'importe qui peut restaurer l'état global du compte sur la base des données de transaction stockées sur la chaîne, évitant ainsi les risques de sécurité causés par l'indisponibilité des données. Différent d'Optimistic Rollup, ZK Rollup résout le problème d'une période de retrait trop longue grâce à une preuve mathématique de fiabilité. En termes de sécurité technique, elle est presque équivalente à Layer1 (chaîne principale Ethereum), et les opérations de dépôt et de retrait peuvent être effectuées immédiatement selon les besoins de l'utilisateur. C'est le plus gros avantage de ZK Rollup.

Cependant, comme Optimistic Rollup, ZK Rollup présente également certaines limites. Le ZK Rollup actuel n'est pas entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM) car il nécessite de générer une preuve de connaissance nulle au niveau de la deuxième couche et de la renvoyer à la première couche pour vérification. L’ensemble du processus de transaction doit être conforme aux exigences de preuve de connaissance nulle. Cependant, lorsque l’EVM a été conçu à l’origine, il n’était pas considéré comme prenant en charge les preuves de connaissance nulle. Cependant, certains projets de couche 2, tels que Scroll, zkSync et Polygon, ont annoncé leur intention de déployer l'environnement informatique ZK-EVM pour permettre à ZK Rollup d'exécuter indépendamment divers contrats intelligents. Une fois que ZK Rollup sera entièrement compatible avec EVM, il aura l’opportunité de gagner la faveur d’un plus grand nombre de projets DeFi. À mesure que de plus en plus de projets DeFi adoptent la technologie ZK Rollup, ses perspectives de développement s'élargiront encore.

De plus, en raison du développement relativement lent de l'écosystème ZK Rollup dans son ensemble, il manque de l'avantage du premier arrivé et doit rattraper son retard sur le marché de la cryptographie en constante évolution. À cette fin, l'équipe zkSync a lancé le 26 juin un framework open source appelé ZK Stack pour créer des solutions zkRollup personnalisées. Ce framework donne aux développeurs une totale autonomie pour choisir les modes de disponibilité des données et utiliser leurs propres trieurs décentralisés selon les besoins. ZK Stack offre deux fonctionnalités clés : l'autonomie et une connectivité transparente. Ces chaînes zkRollup peuvent fonctionner de manière indépendante, en s'appuyant uniquement sur la chaîne principale Ethereum pour garantir l'activité et la sécurité, et interconnecter les chaînes via des ponts entre chaînes pour obtenir une interopérabilité sans confiance, rapide et bon marché. Les analystes du marché estiment que ZK Stack est l'atout de l'équipe zkSync pour rivaliser avec OP Stack et Arbitrum Orbit.

Quels sont les autres projets phares de Layer2 ?

En plus d'Optimism, Arbitrum et zkSync mentionnés ci-dessus, Polygon et StarkNet dirigent également des projets de couche 2. De plus, les projets Layer2 bien connus incluent Immutable X, Scroll, Loopring, etc.

Polygone

Polygon utilise une technologie appelée Plasma pour créer un réseau de couche 2 et prend en charge une variété de contrats intelligents Ethereum. Début juin, Polygon a fait la dernière annonce concernant la prochaine phase de son développement L2. Polygon 2.0 vise à créer une « couche de valeur pour Internet ». La solution est conçue pour améliorer l'interopérabilité entre Polygon zkEVM, PoS et Supernet grâce à une série de mises à niveau. En combinant la technologie sans connaissance avec les mécanismes PoS existants, Polygon vise à améliorer la sécurité et la protection de la vie privée. Dans Polygon 2.0, ils visent à combiner le meilleur des deux technologies. Une annonce récente de l'équipe Polygon a révélé son intention de convertir Polygon PoS en zkEVM validium d'ici la fin du premier trimestre 2024.

StarkNet

StarkNet est zkVM ZKR Puisqu'il conçoit un nouveau langage Cairo pour la machine virtuelle, il a certains seuils de développement pour les développeurs natifs d'Ethereum. Avec le support de Cairo 1.0, les fonctionnalités de Starknet sont désormais pratiquement complètes, à l'exception de Regenesis. Les responsables affirment que la prochaine version de Starknet v 0.12.0 inclura des améliorations significatives du débit et de la latence. Cette version inclut la transition vers Rust-based Sequencer (développé par StarkWare) et la nouvelle machine virtuelle Rust-Cairo (cairo-rs, développée par LambdaClass) - deux projets open source avec des tests de performances attendus prochainement. D’ici 2024, la décentralisation deviendra le centre des opérations du réseau et de la prise de décision. Plus tôt, afin de promouvoir la décentralisation du protocole, les responsables de StarkNet ont déclaré qu'ils publieraient STARK Token à l'avenir.

Figure 4 : Comparaison des différentes dimensions des projets traditionnels de couche 2

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