Qu’est-ce qu’une blockchain Layer 1 ?

La décentralisation est au cœur des cryptomonnaies comme Bitcoin, mais l’absence d’autorité centrale ne signifie pas désordre. Au contraire, l’architecture technique des réseaux crypto témoigne d’une grande complexité et d’une organisation poussée. Les cryptomonnaies s’appuient sur des protocoles robustes et autonomes pour assurer des transferts pair-à-pair sécurisés, les blockchains Layer 1 constituant l’infrastructure essentielle de nombreux projets.

Qu’est-ce qu’une blockchain Layer 1 ?

Les blockchains Layer 1 sont des protocoles logiciels décentralisés qui servent de socle à de multiples cryptomonnaies. Ces L1 fixent et appliquent les règles pour les projets crypto, le code sous-jacent définissant les standards que les nœuds du réseau – c’est-à-dire les ordinateurs – doivent respecter afin de diffuser, vérifier et enregistrer de nouvelles transactions sur le registre public. Toutes les instructions opérationnelles d’une cryptomonnaie sont incluses dans les spécifications d’une L1.

Placées à la base de l’architecture d’une cryptomonnaie, les blockchains L1 sont considérées comme la couche fondamentale. Les termes « mainnet » et L1 sont souvent utilisés indifféremment, le protocole L1 regroupant tous les éléments nécessaires au fonctionnement d’une cryptomonnaie. Ce rôle de socle fait des L1 le composant clé pour appréhender la technologie blockchain.

Comment fonctionnent les blockchains Layer 1 dans la crypto ?

Chaque cryptomonnaie possède ses propres normes de codage et protocoles, mais toutes les blockchains L1 requièrent un mécanisme de consensus pour instaurer la confiance entre les opérateurs de nœuds décentralisés. Ces mécanismes reposent sur des algorithmes qui fixent et appliquent les règles de traitement des paiements.

Par exemple, la blockchain Bitcoin utilise le consensus proof-of-work (PoW), où les ordinateurs rivalisent toutes les 10 minutes pour résoudre des équations complexes et publier de nouveaux transferts BTC. À l’inverse, des L1 comme Ethereum et Solana adoptent le consensus proof-of-stake (PoS), où les nœuds immobilisent de la cryptomonnaie sur la blockchain pour obtenir des droits de validation.

Pour motiver les opérateurs de nœuds, les réseaux PoW et PoS récompensent les nœuds publiant des blocs avec la cryptomonnaie native : les nœuds Bitcoin reçoivent des BTC, ceux d’Ethereum des ETH. Au-delà des algorithmes de consensus, les blockchains L1 intègrent des dispositifs de sécurité supplémentaires pour garantir l’intégrité des processus et dissuader la fraude. Les blockchains PoS appliquent souvent des politiques de « slashing » qui confisquent les fonds mis en jeu en cas de comportement malveillant des nœuds. Bitcoin requiert six confirmations distinctes pour valider un transfert BTC avant l’inscription définitive sur le registre.

Les blockchains L1 gèrent aussi les frais de transaction (frais de gas) et le calendrier d’émission de la cryptomonnaie native. La blockchain L1 de Bitcoin réduit automatiquement la circulation de BTC tous les quatre ans lors du « halving ». Celle d’Ethereum propose un mécanisme dynamique d’émission et de destruction d’ETH, ajoutant ou retirant automatiquement des ETH selon l’activité du réseau. Depuis la mise à jour EIP-1559, Ethereum brûle une partie de chaque frais utilisateur pour réguler l’inflation de l’ETH.

Exemples de blockchains Layer 1

Bitcoin a mis en place le modèle L1 en 2009, inspirant des centaines de cryptomonnaies à développer leur propre chaîne Layer 1. Les principales cryptomonnaies actuelles reposent sur des blockchains L1 pour sécuriser leur réseau.

Bitcoin est né en 2009 et reste la cryptomonnaie la plus ancienne et la plus importante, créée par Satoshi Nakamoto. Sa blockchain L1 utilise un algorithme PoW énergivore, où les nœuds rivalisent toutes les 10 minutes pour résoudre des problèmes mathématiques et enregistrer de nouvelles transactions.

Ethereum se place en deuxième position derrière Bitcoin en capitalisation, et permet aux développeurs tiers de créer des applications décentralisées (dApps) sur son protocole L1. Lancé en 2015 comme L1 PoW sur le modèle de Bitcoin, Ethereum est passé au PoS avec la mise à jour « Merge ».

Litecoin a été conçu comme une monnaie virtuelle rapide et économique pour les échanges pair-à-pair. Bien qu’il utilise un algorithme différent pour sa L1, Litecoin conserve un consensus PoW similaire à celui du réseau Bitcoin.

Solana fait partie des « Ethereum competitors », proposant des services comparables avec des atouts comme une confirmation plus rapide et des frais de transaction plus faibles. Sa L1 PoS atteint un débit élevé, jusqu’à 50 000 transactions par seconde.

Cardano est une autre blockchain PoS L1 parmi les concurrents d’Ethereum. Fondée en 2015 par Charles Hoskinson, ancien d’Ethereum, Cardano mise sur la recherche technologique évaluée par les pairs et accueille les développeurs tiers pour concevoir des dApps sur sa L1.

Nouveaux projets Layer 1 et innovation

Le secteur des projets blockchain Layer 1 évolue avec des solutions innovantes pour relever les défis de scalabilité et d’efficacité. De nouveaux projets L1 apparaissent, intégrant des mécanismes de consensus avancés et des améliorations architecturales. Ces initiatives visent à augmenter le débit, réduire les coûts et améliorer l’interopérabilité tout en préservant la décentralisation et la sécurité. Le développement de nouveaux projets Layer 1 reflète l’évolution continue de la technologie de base, avec des approches inédites pour surmonter la « blockchain trilemma ». Beaucoup de nouveaux projets L1 capitalisent sur les enseignements des réseaux précédents, offrant de meilleures performances et des environnements favorables aux développeurs, attirant ainsi des écosystèmes croissants d’applications décentralisées.

Quelles sont les limites des protocoles Layer 1 ?

Malgré leur rôle central dans la sécurisation et l’efficacité des transactions crypto, les blockchains L1 manquent souvent de flexibilité. Les algorithmes déterministes assurent une uniformité des règles sur les réseaux décentralisés. Cette rigidité garantit prévisibilité et sécurité, mais freine souvent l’innovation et la scalabilité.

Vitalik Buterin, cofondateur d’Ethereum, a décrit ces défis de scalabilité comme la « blockchain trilemma », soulignant que les développeurs doivent souvent sacrifier la décentralisation, la sécurité ou la scalabilité lors de la conception des protocoles. Cependant, de nouvelles solutions de scalabilité comme le « sharding » – qui divise la blockchain principale en fragments de données indivisibles pour alléger la charge des nœuds et accélérer le réseau – sont à l’étude.

Une autre limite des L1 concerne le manque d’interaction avec d’autres blockchains. Chaque L1 fonctionne en système fermé avec ses propres standards, rendant les transferts sécurisés entre différentes L1 ou les interactions inter-réseaux difficiles, voire impossibles. Ce « problème d’interopérabilité » a poussé des projets comme Cosmos et Polkadot à se consacrer à la communication inter-blockchain (IBC).

Layer 1 versus Layer 2 : différence fondamentale entre les couches blockchain

Au début de la crypto, le concept de L1 était absent car les blockchains suivaient des procédures et objectifs similaires : traiter les transactions et assurer la sécurité du réseau. L’émergence de nouveaux projets bâtis sur la couche de base a conduit à différencier les L1 des protocoles plus récents, d’où la notion de Layer 2 (L2).

L2 désigne tout projet crypto qui s’appuie sur la sécurité d’une blockchain L1. Les L2 utilisent la décentralisation établie d’une L1 comme Ethereum pour déployer de nouveaux usages ou améliorer la scalabilité de la couche de base. Par exemple, des réseaux L2 tels qu’Arbitrum, Optimism et Polygon fonctionnent sur la blockchain Ethereum, offrant des transactions plus rapides et des frais plus bas. Les utilisateurs transfèrent leurs actifs vers la L2 pour profiter de ses services avant de finaliser les transactions sur le mainnet Ethereum.

Les L2 proposent parfois des cryptomonnaies appelées « tokens », à la différence des « coins » présents sur les L1. Le point distinctif : les tokens existent uniquement sur une L1, tandis que les coins font partie du protocole L1. Les tokens sont des fonctionnalités additionnelles de l’écosystème L1, alors que les coins constituent le moyen de paiement fondamental de la blockchain. Exemples de tokens L2 : MATIC de Polygon, ARB d’Arbitrum et OP d’Optimism.

Conclusion

Les blockchains Layer 1 forment l’infrastructure fondamentale de l’écosystème crypto : elles apportent les protocoles essentiels et les mécanismes de sécurité qui permettent aux monnaies numériques décentralisées de fonctionner efficacement. Du consensus PoW pionnier de Bitcoin au PoS innovant d’Ethereum, les L1 ont évolué pour répondre à des usages variés tout en préservant l’intégrité du réseau. De nouveaux projets Layer 1 poursuivent cette dynamique, relevant les défis de scalabilité, de flexibilité et d’interopérabilité par des solutions technologiques innovantes. Malgré ces défis, les blockchains L1 demeurent le socle du secteur. Comprendre la technologie L1 et l’évolution des projets Layer 1 est crucial pour appréhender l’architecture complexe et élégante au cœur des cryptomonnaies modernes, car ces protocoles de base définissent les règles, les standards de sécurité et les cadres opérationnels qui rendent possible la confiance et les transactions numériques pair-à-pair.

FAQ

Quelle est la meilleure blockchain Layer 1 ?

Ethereum demeure la blockchain Layer 1 de référence avec l’écosystème et l’adoption développeur les plus avancés. Cependant, Solana, Avalanche et Polkadot présentent des atouts spécifiques en rapidité et scalabilité selon les besoins.

XRP est-elle une blockchain Layer 1 ?

Oui, XRP repose sur sa propre blockchain Layer 1, conçue pour des transactions internationales rapides et économiques. Elle dispose de son réseau et de son mécanisme de consensus indépendants.

Quels sont les principaux nouveaux projets blockchain Layer 1 lancés en 2023 ?

Les lancements Layer 1 majeurs de 2023 concernent des projets axés sur la scalabilité, la sécurité et l’expérience développeur. Les initiatives marquantes privilégient la rapidité des transactions, des frais réduits et des fonctionnalités avancées pour les smart contracts. Avalanche, Algorand et de nouvelles solutions ont gagné en visibilité grâce à des mécanismes de consensus innovants et au développement de leur écosystème tout au long de 2023.

En quoi les nouvelles blockchains Layer 1 se distinguent-elles d’Ethereum et Bitcoin ?

Les nouvelles blockchains Layer 1 offrent des vitesses de transaction accrues, des frais plus faibles et une scalabilité optimisée par rapport à Bitcoin et Ethereum. Elles intègrent des mécanismes de consensus alternatifs, une capacité de traitement supérieure et des plateformes de smart contracts optimisées, favorisant une adoption plus large et de meilleures performances pour les applications décentralisées.

Quels sont les critères essentiels pour un projet blockchain Layer 1 ?

Privilégiez un débit élevé de transactions, des frais faibles et une décentralisation réelle. Analysez la sécurité du consensus, la rapidité de finalisation et la maturité de l’écosystème développeur. Une tokenomics solide et une communauté active sont des facteurs clés.