Les layer 2, comment une blockchain échappe à ses propres embouteillages

L'article sur les frais de transaction expliquait pourquoi une transaction peut coûter quelques centimes un jour et plusieurs dizaines de dollars le lendemain : la place dans chaque bloc est limitée, et quand trop de monde veut passer en même temps, les enchères montent. Les "layer 2" (couches de niveau 2) sont la principale réponse à ce problème, et une bonne partie des transactions crypto passent aujourd'hui par elles sans que leurs utilisateurs le sachent forcément.

Pourquoi ne pas simplement agrandir les blocs

La solution qui vient naturellement à l'esprit serait d'augmenter la taille des blocs pour y faire entrer plus de transactions. Le problème tient à ce que chaque participant qui vérifie la blockchain de façon indépendante (un nœud, voir l'article sur la blockchain) doit télécharger, vérifier et stocker chaque bloc. Des blocs plus gros rendent cette vérification plus lourde, donc réservée à moins de monde, avec du matériel plus coûteux : le réseau devient plus rapide, mais aussi plus centralisé, ce qui affaiblit précisément ce qui fait son intérêt.

Ce compromis est souvent résumé sous le nom de trilemme de la blockchain : il est difficile d'obtenir en même temps la rapidité, la sécurité et la décentralisation. Les layer 2 tentent de contourner ce trilemme plutôt que de le trancher.

Le principe : travailler à côté, régler sur la chaîne

Une layer 2 traite l'essentiel des transactions en dehors de la blockchain principale (appelée layer 1), puis n'y inscrit qu'un résumé, ou uniquement le résultat final. La blockchain principale ne sert plus à enregistrer chaque paiement un par un : elle devient une sorte de tribunal de dernier recours, qui garantit que le résultat final est correct et que chacun peut récupérer ses fonds en cas de litige.

Lightning, la layer 2 de Bitcoin

Le Lightning Network repose sur des canaux de paiement. Deux personnes bloquent des bitcoins dans une adresse commune qui exige leurs deux signatures, exactement le principe du multisig en 2 sur 2 (voir l'article sur le multisig), avec une seule transaction sur la blockchain. Elles peuvent ensuite s'échanger des paiements autant de fois qu'elles le veulent, instantanément et presque gratuitement, en mettant simplement à jour entre elles la répartition du solde commun, sans rien inscrire sur la blockchain. Seule la fermeture du canal, avec le solde final, y est enregistrée.

Le réseau devient réellement utile parce que les canaux se relient entre eux : pour payer quelqu'un avec qui on n'a pas de canal direct, le paiement transite par une chaîne de canaux intermédiaires, sans qu'aucun intermédiaire ne puisse s'en emparer en cours de route. La contrepartie : il faut que chaque canal dispose d'assez de fonds dans le bon sens pour laisser passer le paiement, et qu'un logiciel surveille la blockchain pour empêcher l'autre partie de tenter de fermer le canal avec un ancien solde plus favorable.

Les rollups, la layer 2 d'Ethereum

Côté Ethereum, les layer 2 dominantes sont des rollups : elles regroupent des centaines de transactions, les exécutent de leur côté, puis publient sur Ethereum les données compressées du lot, avec de quoi prouver que le résultat est correct. Deux familles se distinguent par la façon dont cette preuve fonctionne :

• Les rollups optimistes (Arbitrum, Optimism, Base) considèrent chaque lot comme valide par défaut, et laissent une période pendant laquelle n'importe qui peut contester un résultat frauduleux en le prouvant. Conséquence directe : retirer ses fonds vers Ethereum prend souvent une semaine, le temps que ce délai de contestation expire
• Les rollups à preuve à divulgation nulle de connaissance (ZK rollups, comme zkSync ou Starknet) accompagnent chaque lot d'une preuve mathématique de sa validité, vérifiée par Ethereum, ce qui supprime ce délai d'attente au prix de calculs beaucoup plus lourds

Depuis une mise à jour d'Ethereum en mars 2024 qui a créé un espace moins cher réservé à ces données, les frais sur ces rollups sont souvent tombés à quelques centimes.

Ce qu'on confie en échange

Une layer 2 ajoute des pièces à la machine, et chacune est un endroit où les choses peuvent mal tourner :

• Les ponts : faire passer des fonds de la layer 1 vers une layer 2 ou une autre chaîne passe par un contrat qui garde en dépôt les fonds d'origine, ce qui en fait l'une des cibles les plus rentables de tout l'écosystème. Le pont Ronin a perdu environ 620 millions de dollars en 2022, une attaque attribuée au groupe Lazarus déjà rencontré dans le piratage de Drift Protocol, et le pont Wormhole environ 320 millions la même année. Le vol de septembre 2026 sur Liquid, une chaîne rattachée à Bitcoin (voir l'article dédié), relevait de la même logique : créer des bitcoins de l'autre côté sans rien avoir déposé en échange
• Le séquenceur : sur beaucoup de rollups, une seule entité, souvent l'entreprise qui l'a lancé, décide de l'ordre des transactions. Elle ne peut pas voler les fonds, mais elle peut tomber en panne ou retarder certaines transactions
• Le délai de sortie : sur un rollup optimiste, récupérer ses fonds sur la layer 1 n'est jamais instantané sans passer par un service tiers qui avance l'argent, contre une commission
• L'étiquette elle-même : "layer 2" est un terme marketing appliqué à des systèmes aux garanties très différentes, certains n'héritant qu'en partie de la sécurité de la blockchain principale

Les layer 2 ne rendent pas la blockchain plus rapide : elles déplacent l'essentiel de l'activité ailleurs, en gardant la blockchain principale comme garantie de dernier recours. Savoir sur quelle couche se trouvent réellement ses fonds, et par quel pont ils y sont arrivés, fait partie des questions à se poser avant d'y déposer une somme qui compte.