Red Lightning de Bitcoin : Comment fonctionne la solution de scalabilité la plus prometteuse

Le problème qui avait besoin d'une solution

Le Bitcoin a révolutionné notre façon de penser l'argent numérique. Cependant, il a un talon d'Achille : la vitesse. Les blocs sont générés environ toutes les dix minutes, et chacun ne peut contenir qu'un certain nombre de transactions. Lorsque le réseau est congestionné — comme cela a été le cas en 2017 et à nouveau en 2021 — les frais explosent. En avril 2021, payer un transfert sur la chaîne principale de Bitcoin coûtait en moyenne plus de 60 dollars. Peux-tu imaginer payer un café à 3 dollars avec des frais de 10 dollars ? Ce n'est pas durable.

Red Lightning : La réponse hors chaîne

Pour résoudre ce goulot d'étranglement, des solutions de couche 2 ont été développées. Ce sont des réseaux qui fonctionnent sur Bitcoin sans être exactement Bitcoin. La plus remarquable est le réseau Lightning Network.

Le réseau Lightning permet aux utilisateurs d'effectuer des transactions peer-to-peer rapides sans attendre les confirmations de bloc. Vous n'avez pas besoin que chaque transaction soit enregistrée sur la blockchain. Au lieu de cela, ouvrez un “canal de paiement” avec une autre personne, et les deux peuvent échanger des fonds instantanément des milliers de fois. Ce n'est que lorsque vous fermez le canal que cette transaction finale est publiée sur la chaîne principale.

Comprendre les canaux de paiement

Imagine qu'Alice et Bob prévoient de faire beaucoup d'achats ensemble. Au lieu d'avoir plusieurs transactions on-chain, ils conviennent d'ouvrir un canal. Tous deux bloquent, disons, 5 BTC chacun dans une adresse multisig (multisig) — un type spécial d'adresse qui nécessite la signature des deux parties pour dépenser des fonds.

Dans ce canal privé, ils créent un “mini-livre de comptes” partagé. Lorsque Alice veut payer Bob, elle met simplement à jour les soldes : elle perd 1 BTC, Bob gagne 1 BTC. Ensuite, Bob peut rendre 2 BTC à Alice. Ces changements se produisent instantanément, sans impliquer les mineurs. À tout moment, ils peuvent publier l'état final sur la blockchain et se retirer avec leurs soldes respectifs.

Sécurité par cryptographie : Multisignatures et HTLC

Ici se pose une question évidente : qu'est-ce qui empêche Alice d'essayer de tromper en publiant un ancien état où elle avait plus d'argent ?

Le système utilise deux mécanismes de sécurité :

1. Adresses Multisignatures (Multisig)

Une adresse multisig nécessite plusieurs signatures pour dépenser des fonds. Dans un canal Lightning, un schéma 2 sur 2 est utilisé : les deux parties doivent signer pour déplacer de l'argent. Cela signifie qu'aucune des deux ne peut agir unilatéralement tant que les deux coopèrent.

2. Contrats de verrouillage temporel par hachage (HTLC)

C'est le véritable génie de Lightning. Il combine deux technologies :

• Hashlock : Une condition cryptographique où seul celui qui connaît un secret spécifique peut dépenser des fonds.
• Timelock: Une restriction temporelle qui empêche de dépenser avant un certain moment.

Lorsque Alice et Bob ouvrent un canal, ils échangent des secrets hachés. Si Bob essaie de publier un ancien état où il a plus de fonds, Alice accède immédiatement à son solde complet car elle connaît maintenant le secret de Bob ( révélé lorsqu'ils ont créé le nouvel état ). Pendant ce temps, Bob doit attendre l'expiration du délai pour accéder à ses fonds. Cela le punit pour avoir tenté de tricher.

Routage : Connexion des canaux

Le véritable pouvoir de Lightning émerge lorsque les canaux sont interconnectés. Si Alice a un canal avec Bob, et que Bob en a un autre avec Carol, Alice peut envoyer de l'argent à Carol via Bob. Bob agit comme “routeur” et peut facturer une petite commission pour faciliter la transaction.

Cela s'échelonne rapidement. Avec suffisamment de canaux, Alice pourrait théoriquement envoyer des fonds à presque n'importe qui sur le réseau sans avoir besoin d'un canal direct.

Exemple pratique :

• Alice et Bob : capacité de 1 BTC, Alice a localement 0.7 BTC
• Bob et Carol : capacité de 1 BTC, Bob a localement 0,6 BTC

Si Alice envoie 0,3 BTC à Carol, elle pousse ces fonds à Bob, qui les pousse à Carol. Le solde de Bob reste le même (+0,3 d'Alice, -0,3 à Carol), mais sa flexibilité diminue. Maintenant, il peut dépenser 0,6 BTC avec Alice mais seulement 0,3 BTC avec Carol. Les routeurs peuvent facturer des commissions pour cela, créant un marché de liquidité.

Avantages clairs du réseau Lightning

Scalabilité sans limites : Les utilisateurs peuvent effectuer des millions de transactions hors chaîne avec seulement deux transactions on-chain (ouvrir et fermer le canal).

Micropaiements viables : Bitcoin peut envoyer un minimum d'environ 0.00000546 BTC. Lightning réduit cela à 0.00000001 BTC (1 satoshi). Les frais disparaissent dans les canaux fermés, rendant possibles les paiements de centimes sans qu'ils soient économiquement non viables.

Confidentialité améliorée : Les canaux peuvent être privés. Personne ne sait ce qui se passe à l'intérieur. Ils voient juste qu'un canal a été ouvert, mais pas les détails des transactions.

Vitesse instantanée : Oubliez d'attendre 10 minutes. Avec Lightning, les paiements sont traités aussi rapidement que votre connexion Internet.

Les défis réels

Utilisation compliquée : Configurer un nœud Lightning et ouvrir des canaux nécessite certaines compétences techniques. Pour les débutants, les concepts de liquidité locale/distante et de gestion des canaux peuvent être accablants.

Problème de liquidité : Vous ne pouvez dépenser que ce que vous avez bloqué dans un canal. Si les deux côtés ont tout le solde d'un côté, il est impossible d'envoyer plus d'argent à moins que quelqu'un ne vous paie d'abord. Cela limite le flux et peut frustrer les nouveaux utilisateurs.

Risque de centralisation : Les intermédiaires avec beaucoup de liquidité (les “hubs”) deviennent des points critiques. Si les grands routeurs se déconnectent, le réseau se fragmente. De plus, il existe un risque de censure si quelques acteurs contrôlent les routes.

Comment va le réseau Lightning aujourd'hui

À mars 2024, le réseau Lightning semble en bonne santé :

• Plus de 13 000 nœuds actifs opérant à l'échelle mondiale
• Plus de 52 000 chaînes connectant le réseau
• Environ 4 570 BTC de capacité totale bloquée

Il existe plusieurs implémentations : c-lightning de Blockstream, LND de Lightning Labs et Eclair d'ACINQ sont les principales. Pour les utilisateurs moins techniques, des entreprises proposent des nœuds plug-and-play qui fonctionnent dès que vous les allumez.

L'avenir : Un Bitcoin plus accessible

Depuis son lancement sur la mainnet en 2018, Lightning a évolué de manière significative. Les barrières techniques se réduisent lentement grâce au développement constant. Ce qui a commencé comme une solution expérimentale est devenu une alternative viable pour les paiements de faible valeur et de haute fréquence.

Le Lightning Network n'est pas la solution à tous les problèmes de Bitcoin, mais il s'attaque au plus urgent : comment rendre Bitcoin pratique pour les transactions quotidiennes sans perdre ses caractéristiques de sécurité et de décentralisation. À mesure que de plus en plus de développeurs construisent dessus, le réseau deviendra plus robuste, plus facile à utiliser et plus intégré dans l'écosystème des cryptomonnaies.