Qu'est-ce que SegWit ? Introduction à la solution intelligente d'extension on-chain de Bitcoin

Première cryptomonnaie de référence, Bitcoin s'est rapidement confronté à des défis majeurs de scalabilité alors que sa communauté s'est élargie. Satoshi Nakamoto a conçu Bitcoin avec une limite de bloc de un million d'octets, limitant le nombre de transactions possibles. Cette capacité suffisait pour les débuts, mais, avec la popularité croissante de Bitcoin, la congestion du réseau est devenue problématique. Le réseau Bitcoin se met à jour toutes les dix minutes environ et traite en moyenne sept transactions par seconde, générant des files d'attente de dizaines de milliers de transactions lors des pics d'activité. Les frais se sont envolés et les délais de confirmation se sont allongés lors des périodes congestionnées. Cette situation a nécessité le développement d'une solution technique innovante pour accélérer le traitement des transactions et réduire les coûts.

Présentation de SegWit

Segregated Witness (SegWit) est la solution apportée au problème de scalabilité de Bitcoin. Proposée en 2015 par Pieter Wuille et d'autres développeurs Bitcoin Core, SegWit introduit une avancée majeure pour augmenter le débit des transactions. Mise en œuvre via un soft fork en 2017, elle a permis d'accroître de 1,7 fois la capacité de traitement des blocs. SegWit a ensuite été adopté par d'autres cryptomonnaies majeures telles que Litecoin et Bitcoin Cash. Ses principaux atouts résident dans l'augmentation de la capacité des blocs, l'accélération de la vitesse de transaction et l'optimisation de la scalabilité, surmontant ainsi les limites qui freinaient la croissance de Bitcoin. SegWit demeure l'une des évolutions de protocole les plus marquantes de Bitcoin, posant les fondations d'une efficacité accrue du réseau.

Principes techniques de SegWit

Pour saisir l'apport de SegWit, il est nécessaire de comprendre la structure des transactions Bitcoin. Chacune d'elles se compose de deux éléments : les données de transaction et les données de témoin (witness). Les données de transaction enregistrent les soldes et montants, tandis que les données de témoin contiennent les signatures d'authentification. Les utilisateurs se concentrent sur les informations de solde, tandis que la vérification d'identité ne requiert qu'un espace réduit dans l'enregistrement. Le destinataire d'un transfert a simplement besoin de la confirmation de la disponibilité des actifs, sans détails sur l'expéditeur.

Dans la structure traditionnelle, les données de témoin — en particulier les signatures — peuvent occuper jusqu'à 65 % de l'espace d'un bloc. Cette inefficacité ralentit le traitement et augmente les coûts. SegWit résout ce problème en extrayant les données de témoin du cœur de la transaction pour les stocker séparément. Cette séparation optimise l'utilisation de l'espace, accélère les transactions et réduit la charge computationnelle du réseau. En dissociant les données de témoin, SegWit restructure la gestion et la validation des transactions Bitcoin, offrant une gestion plus rationnelle des données sur la blockchain.

Principaux avantages de SegWit

SegWit confère à Bitcoin des avantages significatifs en termes de fonctionnalité et d'expérience utilisateur. Premièrement, SegWit augmente la capacité des blocs en libérant l'espace occupé par les signatures. Les statistiques montrent que ces données pouvaient représenter jusqu'à 65 % de l'espace d'un bloc. Après l'adoption de SegWit, la capacité disponible permet le traitement d'un volume bien supérieur de transactions à taille de bloc constante.

Deuxièmement, SegWit accélère les transactions grâce à une approche de traitement par couches, comparable au principe des solutions Layer 2 d'Ethereum. Le système Bitcoin concentre davantage de puissance de calcul et de capacité de stockage sur les données centrales, réduisant la charge globale du réseau. Cette optimisation augmente théoriquement le nombre de transactions par seconde (TPS), et les données confirment la baisse des coûts moyens de transaction après l'adoption de SegWit.

Troisièmement, SegWit prépare le terrain pour le Lightning Network, principale solution Layer 2 de Bitcoin pour la scalabilité hors chaîne. Le Lightning Network ajoute une couche supplémentaire via des canaux de paiement dédiés, permettant la réalisation rapide de transferts importants grâce au traitement off-chain. SegWit complète cette structure en optimisant le traitement des données prioritaires on-chain, allégeant la charge sur le Lightning Network et permettant des solutions de scalabilité plus avancées.

Par ailleurs, SegWit sépare totalement les données de transaction et de signature. Les signatures sont exclues du registre principal, ce qui élimine le risque de falsification des informations. Cette architecture empêche la consignation d'erreurs irréversibles sur la blockchain et facilite l'expansion des programmes de correction des transactions. SegWit a aussi ouvert la voie aux Bitcoin Ordinals, en élargissant les limites de l'enregistrement de données arbitraires, permettant la gravure d'inscriptions sur chaque satoshi. La mise à jour Taproot de 2021 a prolongé cette avancée, autorisant le stockage de données témoin arbitraires et repoussant les limites, ce qui a permis l'apparition des Ordinals NFT et d'autres usages innovants.

Application de SegWit

Pour l'utilisateur, SegWit apporte trois bénéfices majeurs : une sécurité supérieure aux adresses traditionnelles, une accélération du traitement grâce à une capacité de bloc étendue, et des frais réduits par rapport aux adresses classiques. Ces avantages sont accessibles en utilisant des portefeuilles SegWit pour les transferts Bitcoin. L'adoption de SegWit progresse rapidement, soutenue par les principales plateformes et fournisseurs de portefeuilles crypto.

Les formats d'adresse Bitcoin se répartissent en quatre catégories, chacune ayant ses spécificités. Les adresses Legacy (P2PKH) commencent par « 1 », format original toujours utilisé. P2PKH signifie Pay To Public Key Hash. Exemple : 1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u.

Les adresses Nested (P2SH), débutant par « 3 », servent d'adresses multi-signatures. P2SH (Pay-to-Script-Hash) utilise des scripts et leurs hashes pour les entrées et sorties de transaction. Ces adresses permettent des fonctions complexes, notamment les arrangements multi-signatures où plusieurs signatures autorisent la transaction. Par exemple, une adresse contrôlée par trois parties pourrait nécessiter deux signatures pour valider un transfert. Exemple : 3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX.

Les adresses Nested SegWit (P2SH), également commençant par « 3 », sont compatibles SegWit. En raison de leur encapsulation P2SH, elles sont reconnues par les nœuds Legacy. Exemple : 3KF9nXowQ4asSGxRRzeiTpDjMuwM2nypAN. Il n'est pas nécessaire de différencier les adresses multi-signatures des adresses SegWit compatibles commençant par « 3 » : les deux formats sont largement supportés et permettent l'envoi de Bitcoin vers des adresses débutant par « 1 » ou « bc1 ». Cette rétrocompatibilité a facilité l'intégration de SegWit dans l'écosystème Bitcoin.

Les adresses Native SegWit (Bech32), commençant par « bc1 », sont les adresses SegWit natives. Définies par BIP173 en 2017, les adresses Bech32 ont été conçues pour SegWit. Exemple : bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc3. Leurs atouts principaux incluent l'insensibilité à la casse (uniquement 0-9 et a-z), ce qui limite la confusion et améliore la lisibilité. Ce format utilise l'encodage Base32 au lieu du Base58 traditionnel, réduisant le nombre de caractères et optimisant la compacité dans les QR codes. Bech32 améliore la sécurité grâce à une détection renforcée des erreurs de checksum, ce qui réduit le risque d'adresses invalides. La compatibilité native avec SegWit supprime le besoin d'espace supplémentaire pour encapsuler les adresses SegWit dans le format P2SH, réduisant ainsi les frais et améliorant l'efficacité.

Pour les adresses segwit version 0 débutant par « bc1q », les adresses Pay-to-Witness-Public-Key-Hash (P2WPKH) ont une longueur fixe de 42 caractères, tandis que les adresses Pay-to-Witness-Script-Hash (P2WSH) atteignent 62 caractères. P2WPKH correspond aux adresses standards, P2WSH aux adresses multi-signatures.

Une vulnérabilité identifiée en 2019 a montré que les adresses Bech32 se terminant par « P » pouvaient passer la vérification de checksum même avec l'ajout accidentel de caractères « Q », ce qui pouvait conduire à l'envoi de Bitcoin vers une adresse incorrecte et inutilisable. Les limites de longueur des adresses SegWit (20 ou 32 octets) empêchent ce problème : tout ajout de caractères rend l'adresse invalide et le logiciel de portefeuille la rejette.

Les adresses P2TR (Bech32m), débutant par « bc1p », correspondent aux adresses Taproot. Exemple : bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2m. Pour corriger la vulnérabilité Bech32, la norme Bech32m a introduit un chiffre supplémentaire dans la formule de checksum, garantissant que tout ajout de caractère produit une checksum invalide. Cette norme s'applique uniquement aux adresses Taproot et à l'avenir, tandis que les adresses SegWit restent protégées par leurs limites de longueur. Selon BIP0350, les adresses segwit natives version 0 utilisent Bech32, tandis que les versions 1 ou supérieures emploient Bech32m. Les adresses Taproot (version 1) débutent toujours par « bc1p » et permettent la détention de BTC NFT et la fonctionnalité Ordinals NFT.

Différences entre les formats d'adresse

L'analyse des formats d'adresse révèle des écarts de coût notables liés à SegWit. Les adresses compatibles SegWit (débutant par « 3 ») réduisent les frais de transfert d'environ 24 % par rapport aux adresses traditionnelles (débutant par « 1 »). Les adresses SegWit natives (débutant par « bc1 ») permettent une réduction de frais d'environ 35 % par rapport aux adresses classiques. Les adresses SegWit (débutant par « bc1 » ou « 3 ») peuvent permettre jusqu'à 70 % d'économies sur les frais face aux adresses multi-signatures (également débutant par « 3 »). Les adresses Taproot offrent des frais similaires à celles débutant par « 3 » et prennent en charge la détention de BTC NFT ainsi que la fonctionnalité Ordinals NFT. Ces gains d'efficacité rendent les adresses SegWit de plus en plus attractives pour les utilisateurs et entreprises souhaitant optimiser leurs coûts de transaction.

Conclusion

Segregated Witness constitue une étape clé dans l'évolution du protocole Bitcoin, augmentant le nombre de transactions traitées par bloc tout en répondant aux enjeux de scalabilité. Au-delà de la capacité accrue, SegWit corrige la vulnérabilité rare de malléabilité des transactions et renforce la programmabilité de Bitcoin, ouvrant la voie à des solutions telles que le Lightning Network. Sa gestion par couches et la séparation des données de témoin et de transaction ont amélioré l'efficacité, la sécurité et la rentabilité du réseau. Les principales plateformes crypto intègrent désormais SegWit dans les différents formats d'adresse — Legacy, Nested SegWit, Native SegWit et Taproot — offrant des avantages adaptés à chaque usage. L'adoption généralisée et croissante de SegWit témoigne de son efficacité pour surmonter les limites originelles de Bitcoin. Alors que Bitcoin poursuit son développement, les innovations de SegWit constituent la base de futures améliorations, prouvant que des évolutions de protocole bien conçues peuvent optimiser la performance de la blockchain sans remettre en cause ses principes fondamentaux de sécurité et de décentralisation. La compréhension de SegWit reste essentielle pour toute personne souhaitant appréhender l'architecture technique de Bitcoin et son évolution.

FAQ

Qu'est-ce que SegWit dans Bitcoin ?

SegWit est une évolution de Bitcoin qui sépare les données de témoin des données de transaction, augmentant la capacité et la scalabilité. Il réduit la taille des transactions, permettant un plus grand nombre de transactions par bloc.

Puis-je envoyer des BTC vers une adresse SegWit ?

Oui, l'envoi de BTC vers une adresse SegWit est pleinement compatible et la transaction sera traitée normalement.

Quelle est la différence entre BTC et SegWit ?

BTC SegWit permet de bénéficier de frais de transaction réduits par rapport au BTC classique. L'utilisation d'adresses SegWit est nécessaire pour profiter de ces frais allégés, bien que toutes les plateformes d'échange ne les prennent pas en charge.