Les protocoles de couche 2 facturent souvent une fraction des frais de gaz par rapport à Ethereum. Ces chaînes utilisent un processus appelé Rollup pour traiter plusieurs transactions au prix d'une seule. Bien que cela soit moins sécurisé, cela les aide à atteindre un débit de transactions élevé à un coût très faible.

Dans cet article, nous plongerons dans les détails exacts de chaque méthode utilisée par les solutions de mise à l'échelle de couche 2 pour maintenir leurs frais de gaz bas et abordables tout en assurant la sécurité de leur chaîne. 

À la fin de l’article, nous examinerons également une technologie révolutionnaire qui a permis de réduire davantage les frais de L2.

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Que sont les rollups ?

Les rollups sont des solutions de mise à l'échelle hors chaîne qui utilisent des chaînes de couche 2 comme espaces de stockage. Les transactions effectuées sur les couches 2 sont écrites dans ces espaces et traitées par lots plutôt qu'individuellement, ce qui permet de traiter plusieurs transactions au prix d'une seule.

De plus, comme les chaînes de couche 2 doivent finaliser leurs transactions à partir d'Ethereum, le traitement d'un lot de transactions au lieu de transactions individuelles les aide à économiser sur les coûts de gaz. Ces chaînes peuvent ensuite transférer ces avantages aux utilisateurs, qui ne doivent désormais payer qu’une fraction des frais par rapport à Ethereum.

La blockchain Ethereum traite les transactions individuellement ; il doit donc passer par plusieurs validateurs avant d'être finalisé.

Voici une série de tweets qui expliquent pourquoi les Ethereum Rollups sont importants.

Mais puisque l’exécution des transactions ne se fait pas sur la couche 1, comment savoir si les calculs ont été exécutés correctement ? Il existe deux approches principales pour cela : – les cumuls optimistes – les cumuls sans connaissances (8/17)

– Alex Kroeger (@alex_kroeger) 24 novembre 2021

Comment fonctionnent les cumuls ?

Nous avons décomposé le fonctionnement des rollups en quatre étapes pour mieux expliquer le fonctionnement de ces transactions.

Transaction initiée

Dès qu'une transaction est initiée via une solution Ethereum Layer-2, elle est ajoutée aux autres transactions dans un bloc de couche 2. Dès que la transaction est initiée, elle est vérifiée par les validateurs de couche 2 puis empilée pour créer un rollup.

Parfois, aucune vérification n’est effectuée avant de créer une pile de transactions. Dans ces cas, la vérification n'est effectuée que si la racine Merkle ne représente pas avec précision les changements d'état avant et après la création du cumul.

Créer un cumul

Lorsque des transactions individuelles atteignent un nombre souhaité ou dans un délai spécifié, ces transactions sont notées dans un bloc L2 et leur résumé est généré. Ces groupes de transactions sont appelés rollups.

Le résumé est soumis à L1

Le résumé de ces transactions est ensuite envoyé aux blockchains de couche 1 (par exemple Ethereum) pour une vérification finale. La chaîne de couche 1 évalue trois choses avant de valider le bloc : l'état de la chaîne L2 avant le bloc (l'état initial), les changements introduits par le bloc et l'état de la chaîne L2 après le bloc, c'est-à-dire l'état final. .

Logiquement, le changement introduit par le bloc devrait être la différence entre les états initial et final. Si ces éléments ne correspondent pas, alors l'ensemble du bloc est revérifié et les mauvaises transactions sont suivies à l'aide de son Merkle Tree.

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Finalisation

Une fois le bloc légitime, son résumé est inclus dans la blockchain Ethereum en une seule transaction, finalisant ainsi le bloc.

C’est grâce à ce processus que les couches 2 sont capables de traiter plusieurs transactions de couche 2 au prix d’une seule transaction Ethereum. Par conséquent, le coût par transaction sur les couches 2 ne représente qu’une fraction des transactions Ethereum.

Types de cumuls

Il existe plusieurs types de rollups utilisés, tels que les rollups zk et les rollups optimistes. Même si leur fonctionnement varie, ils atteignent tous le même objectif : traiter plusieurs transactions au prix d’une seule.

Cumuls ZK

Meilleurs cumuls ZK.

Les Zero Knowledge Rollups sont ceux qui fonctionnent exactement de la manière mentionnée ci-dessus. Ils utilisent des espaces de stockage de couche 2 (blocs) pour stocker les transactions, puis soumettent le résumé à la chaîne de couche 1 pour approbation finale. 

Étant donné que la chaîne de couche 1, qui est, dans la plupart des cas, principalement constituée d’Ethereum, n’a aucune connaissance des transactions individuelles, le processus est appelé Zero-Knowledge Rollups.

Exemples de cumuls ZK : Polygon PoS

Cumuls optimistes

Cumuls optimistes.

Les cumuls optimistes utilisent des espaces de stockage supplémentaires dans Ethereum, appelés « espaces de données d'appel », pour stocker des transactions individuelles. Cependant, ils ne soumettent que le résumé pour validation.

Ces cumuls s'assurent que les transactions individuelles sont valides au fur et à mesure qu'elles surviennent, et ils ne sont remis en question que si les changements d'état ne s'alignent pas correctement. Par conséquent, ils sont connus sous le nom de cumuls optimistes en raison de leur confiance dans chaque transaction, sauf preuve contraire.

Exemples de cumuls optimistes : optimisme

Ethereum Blobs, les rollups en chaîne du nouvel âge

Avec l'introduction de la mise à niveau Dencun, les frais de couche 2 ont encore baissé en raison d'une fonctionnalité appelée blobs. Vous trouverez ci-dessous l’historique des prix du gaz de Polygon, la chaîne de couche 2 la plus populaire.

Tendance des prix du gaz Polygon en 2024.

La mise à niveau de Dencun a introduit une fonctionnalité appelée « blobs », qui a permis aux couches 3, telles que Uniswap v3, de stocker des transactions sur des blobs, libérant ainsi la blockchain Ethereum pour d'autres. Cette réduction de la congestion a entraîné une réduction de la demande de gaz sur Ethereum. En fin de compte, cela a conduit à une baisse des prix du gaz sur Ethereum.

Savez-vous pourquoi les blockchains sont encombrées ?

Les faibles frais de gaz sur Ethereum ont aidé les couches 2 à baisser davantage leurs prix du gaz. Le résultat de cette nouvelle réduction des frais L2 est visible dans le diagramme ci-dessus. Vous pouvez noter que les prix du gaz Polygon en juin sont nettement inférieurs à ceux d'avril.

Conclusion

Les coûts de transaction sur la couche 2 dépendent des prix du gaz Ethereum. Étant donné que les transactions de couche 2 sont traitées à une fraction des transactions d’Ethereum, elles coûtent moins cher. Ce processus utilise des cumuls pour résumer les transactions de couche 2 et valider l'intégralité du bloc en tant que transaction unique sur la couche 1, ce qui permet d'économiser du temps et des coûts.

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Dans le même temps, étant donné que la chaîne de couche 1 a plus de sécurité, elle aide les couches 2 à offrir une sécurité presque aussi bonne qu'Ethereum, mais à un coût inférieur.