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Lightning Network : qu'est-ce que c'est et comment ça marche

Posté le Sep 14, 2023
Lightning Network : qu'est-ce que c'est et comment ça marche

Bitcoin, depuis sa création, a été envisagé comme un système de paiement électronique peer-to-peer décentralisé permettant aux utilisateurs de transférer de la valeur sans intermédiaires. Cette focalisation principale sur le transfert décentralisé signifiait que l'évolutivité et la vitesse des transactions n'étaient pas une priorité. Avec ses transactions prenant entre quelques minutes et quelques heures et un débit de transaction réel de 3 à 7 transactions par seconde (TPS), la capacité de Bitcoin à gérer efficacement les micro-transactions quotidiennes est devenue discutable. En revanche, les plateformes de paiement traditionnelles comme VISA affichaient 6 000 TPS en 2020.

À mesure que la technologie blockchain évoluait, de nouveaux concurrents dotés d'un débit de transaction supérieur sont apparus, Ethereum atteignant jusqu'à 30 TPS et Solana présentant un stupéfiant 65 000 TPS. Cette évolution rapide a mis en évidence le défi d’évolutivité du Bitcoin. En outre, les frais de transaction imprévisibles du Bitcoin, qui pourraient varier de 50 $ à 2,50 $ en quelques mois en 2021, ont indiqué la nécessité d'une solution, en particulier pour les petites transactions.

Pour relever ces défis, le Lightning Network est devenu la principale solution de couche 2 de Bitcoin. Initialement proposé par Joseph Poon et Thaddeus Dryja en 2016, le Lightning Network utilise des canaux de micropaiement pour améliorer l'efficacité de la blockchain, réduisant ainsi considérablement les coûts de transaction. En permettant les transactions hors chaîne, le réseau Lightning augmente non seulement la vitesse des transactions, mais conserve également le principe fondamental de Bitcoin consistant à supprimer les intermédiaires financiers. Avec l'introduction de Lightning Network, des couches secondaires et tertiaires ont été ajoutées au cadre de crypto-monnaie, enrichissant la couche principale de blockchain avec des fonctions et des capacités supplémentaires.

Désormais, les utilisateurs de Bitcoin peuvent gérer efficacement les transactions, des transferts à grande échelle à l'achat d'une tasse de café, avec l'assurance à la fois de rapidité et de rentabilité, grâce aux innovations apportées par le Lightning Network.

Quelle est l’histoire derrière l’évolution du Lightning Network ?

Comprendre la lignée et la métamorphose du Lightning Network est essentiel pour apprécier son état actuel. En février 2015, la collaboration entre Joseph Poon et Tadge Dryja a pris forme avec une seule mission : remédier à l'augmentation des frais de transaction dans Bitcoin, qui devenaient un problème important pour de nombreux utilisateurs.

S'inspirant des concepts fondamentaux évoqués par le créateur insaisissable de Bitcoin, Satoshi Nakamoto , concernant les canaux de paiement, ces deux pionniers se sont lancés dans un voyage visant à réduire la hausse des coûts de transaction. En janvier 2016, leurs efforts se sont cristallisés dans un livre blanc complet, marquant la naissance du Lightning Network. Cette étape a été cruciale, car elle a catalysé l'implication d'un plus grand nombre de développeurs dans le perfectionnement et l'expansion des capacités du réseau.

Au cours des deux années suivantes, Lightning Labs, la principale entité supervisant le réseau Lightning, a fait un pas de géant. Ils ont lancé une version bêta pour les développeurs, attirant l'attention des géants de l'industrie technologique intrigués par la transformation potentielle qu'une solution de couche 2 pourrait apporter à l'écosystème Bitcoin. Parmi les partisans les plus influents figurait Jack Dorsey, alors PDG de Twitter, qui envisageait une intégration transparente du Lightning Network avec Twitter.

L’année 2020 tumultueuse, profondément marquée par la pandémie de COVID-19, a paradoxalement été témoin de progrès décisifs pour l’équipe de Lightning Labs. Les versions de signature incluaient des fonctionnalités telles que Keysend et Wumbo Channel, ce dernier augmentant la taille maximale des transactions autorisées sur le réseau Lightning.

Aujourd'hui, la sphère du Lightning Network regorge de produits et d'applications divers couvrant plusieurs secteurs, des jeux et des paiements à l'infrastructure et à l'analyse. Certaines fonctionnalités et offres importantes incluent :

  • Loop : Facilite un pont entre les transactions Lightning et les adresses Bitcoin en chaîne.
  • Pool : répond aux besoins de liquidité de la base d'utilisateurs du Lightning Network.
  • Taro : ouvre la voie à l'émission ou à l'introduction de nouveaux actifs sur le Lightning Network.
  • Faraday : Un outil d'analyse sophistiqué conçu pour les opérateurs de nœuds, améliorant la gestion des canaux et des fonds.

Le paysage actuel du Lightning Network témoigne d’une innovation continue et d’une approbation généralisée. Grâce à un développement incessant et au soutien des piliers de l’industrie, le Lightning Network se taille une place en tant que pierre angulaire de la cryptosphère en évolution.

Quels problèmes le réseau Lightning tente-t-il de résoudre ?

Bitcoin, dans sa conception initiale, n’avait pas prévu l’augmentation exponentielle des transactions quotidiennes à laquelle il serait éventuellement confronté. À mesure que cette monnaie numérique révolutionnaire prenait de l’importance, certains défis sont apparus et ont nécessité une attention immédiate :

  • Latence dans les confirmations de transactions : à mesure que le réseau Bitcoin se développait, la confirmation des transactions est devenue à la fois plus coûteuse et plus longue. La combinaison d’une base d’utilisateurs accrue et de difficultés croissantes de minage a nécessité une refonte de la façon dont les transactions étaient authentifiées.
  • Augmentation de la consommation d'énergie : la puissance de calcul nécessaire pour valider les transactions et maintenir la blockchain Bitcoin a entraîné des coûts énergétiques faramineux, menaçant sa durabilité à long terme.
  • Sécuriser les transactions et garantir des transferts de fonds corrects : pour renforcer l'intégrité et l'exactitude des transactions, le Lightning Network exploite des mécanismes de pointe tels que les contrats intelligents et les signatures multiples. Ces outils garantissent que les fonds circulent de manière transparente à travers le réseau et atteignent leurs destinations prévues.

Pour répondre à ces préoccupations, le Lightning Network utilise une approche basée sur les canaux. Il crée des canaux privés entre les entités participantes, leur permettant d'effectuer de nombreuses transactions hors chaîne. Cette méthode garantit que les participants peuvent transférer des fonds dans les deux sens dans les limites de leur canal privé, en contournant les retards inhérents au réseau principal. Ce n'est que lorsqu'ils décident de fermer ce canal que les résultats nets sont téléchargés et confirmés sur la blockchain principale de Bitcoin.

Cette solution innovante de couche 2 optimise les vitesses de transaction et réduit la congestion, démontrant comment les solutions adaptatives peuvent remodeler et rajeunir les systèmes établis.

Comment fonctionne le réseau Lightning ?

Pour vraiment comprendre les nuances et les défis potentiels du Lightning Network, il est crucial de plonger au cœur même du Bitcoin. L’une des contraintes inhérentes au réseau Bitcoin réside dans son architecture, où chaque transaction doit s’insérer dans un bloc nouvellement miné. Étant donné qu’un nouveau bloc est ajouté toutes les 10 minutes environ, cette structure crée un goulot d’étranglement inévitable pour le débit des transactions, surtout si le protocole fondamental Bitcoin reste intact.

Plongez plus profondément : Déballage des transactions Bitcoin.

Historiquement, les propositions visant à remanier en profondeur le protocole Bitcoin ont suscité des débats enflammés, conduisant à des moments cruciaux dans l'histoire de la cryptographie comme les « hard forks ». Le plus notable d’entre eux a abouti à la naissance du Bitcoin Cash. Cependant, au lieu de tracer la voie d’une nouvelle blockchain, le Lightning Network se présente comme une solution de couche 2. Cette approche ingénieuse conserve l’essence du protocole Bitcoin tout en étendant ses capacités.

Essentiellement, Lightning Network fonctionne en établissant un canal de paiement dédié entre deux parties. Seules les transactions inaugurales et finales sont enregistrées sur la blockchain Bitcoin. Cette structure garantit que les transactions intermédiaires, qui se produisent hors chaîne, ne sont pas entravées par les limitations du protocole Bitcoin.

Pour lancer cela, les deux parties promettent une certaine quantité de Bitcoin au canal, qui reste verrouillé tant que le canal est actif. La capacité transactionnelle du canal est égale à la somme totale des Bitcoins engagés. Par exemple, considérons une situation hypothétique impliquant Alice et Bob :

Alice décide d'ouvrir une chaîne avec Bob. Elle contribue 10 BTC, tandis que Bob ajoute 5 BTC. Leurs 15 BTC combinés sont ensuite ancrés à une transaction d’ouverture sur la blockchain Bitcoin. Une fois validés, ce qui peut prendre jusqu'à 10 minutes ou plus, ils peuvent s'engager dans une série infinie de transactions rapides et pratiquement gratuites. Par exemple:

Alice transfère 1 BTC à Bob ; menant à Alice : 9 BTC, Bob : 6 BTC.

2 BTC supplémentaires d'Alice à Bob donnent Alice : 7 BTC, Bob : 8 BTC.

Bob rend la pareille en envoyant à Alice 3 BTC, changeant la dynamique en Alice : 10 BTC, Bob : 5 BTC.

Bob transfère 1 BTC supplémentaire à Alice, se terminant par Alice : 11 BTC, Bob : 4 BTC.

Lorsqu'ils décident de mettre fin au canal, une transaction finale reflétant les 11 BTC d'Alice et les 4 BTC de Bob est ajoutée à la blockchain.

Mais que se passe-t-il lorsqu'Alice souhaite effectuer une transaction avec Carol, avec qui elle ne partage pas de canal direct ? Idéalement, Bob a une chaîne active avec Carol. Alice peut acheminer sa transaction via Bob, qui pourrait percevoir une somme minime pour faciliter ce relais. S'appuyant sur le concept de « six degrés de séparation », Lightning Network, au fil du temps, offre à Alice la possibilité d'effectuer des transactions de manière transparente avec pratiquement n'importe qui sur le réseau.

Avantages du réseau Lightning

Comme décrit sur son portail officiel, Lightning Network s'identifie comme « l'avant-garde dans le domaine des calculs financiers multipartites utilisant Bitcoin ». Les attributs intrinsèques du Lightning Network, lorsqu'ils sont juxtaposés à la blockchain Bitcoin conventionnelle, présentent les supériorités suivantes :

Évolutivité : Une limitation importante de la blockchain Bitcoin réside dans ses problèmes d’évolutivité. La nécessité pour chaque transaction d'être encapsulée dans un bloc réduisait la capacité opérationnelle du réseau. Le réseau Lightning relève ce défi en garantissant que les transactions sont traitées hors chaîne tout en respectant les principes de sécurité et de confidentialité.

Vélocité : grâce à l'architecture de traitement hors chaîne du Lightning Network, les transactions sont accélérées de manière exponentielle. En fonctionnant dans le cadre des blocs de couche 2, le réseau améliore l'efficacité. Toutes les transactions dépendent d'un mécanisme d'accord bilatéral, connu sous le nom de canal de paiement, consolidant la position du Lightning Network en tant que pierre angulaire du paysage Bitcoin.

Capacités de micropaiement : les prouesses du Lightning Network s'étendent à la facilitation des micropaiements instantanés, un domaine dans lequel la structure intrinsèque de Bitcoin impose un seuil de transaction nettement plus élevé. Les micropaiements rapides sont essentiels pour les applications Web3 émergentes, telles que les jeux, ce qui les rend indispensables à l'adoption grand public de la blockchain.

Rentabilité : Les micropaiements rapides, bien que vitaux, doivent également être rentables. Le Lightning Network garantit des frais de transaction minimisés, répondant ainsi à l’un des principaux défis qui ont même conduit des plateformes comme Ethereum à perdre du terrain au milieu de l’augmentation des frais de gaz en 2021. C’est pendant de tels intervalles que des chaînes alternatives comme Solana et Avalanche ont amplifié leur présence sur le marché, et Ethereum a cherché à minimiser les frais de transaction. refuge dans des solutions de couche 2 comme Polygon et Immutable X .

Consommation d'énergie durable : L'un des mérites sous-estimés du Lightning Network est son empreinte écologique. Étant donné que la majorité des transactions s'effectuent hors chaîne, la consommation d'énergie associée aux opérations des nœuds est considérablement réduite. Ce n’est pas seulement une aubaine technique mais aussi environnementale, surtout à une époque où Bitcoin se retrouve souvent sous le contrôle des investisseurs ESG (Environnement, Social et Gouvernance). En réduisant l'impact énergétique et en décentralisant la majeure partie des transactions de la blockchain Bitcoin principale, le Lightning Network renforce la position de Bitcoin d'un point de vue ESG.

En résumé, le Lightning Network ne se contente pas de relever les défis techniques de la blockchain Bitcoin, mais ouvre également la voie à un avenir cryptographique durable sur le plan environnemental.

Fraude en circuit fermé

L’une des principales préoccupations en matière de sécurité lors de l’utilisation du Lightning Network concerne les risques potentiels associés aux fermetures de canaux, en particulier si l’un des participants se déconnecte. Imaginez un scénario dans lequel deux utilisateurs, Sam et Judy, s'engagent dans une transaction et l'un d'eux nourrit des intentions malveillantes. Cela peut donner lieu à une tactique trompeuse connue sous le nom de « fermeture frauduleuse du canal ».

Prenons un cas où Sam et Judy contribuent tous deux à un dépôt initial de 0,5 BTC pour démarrer une chaîne. Par la suite, une transaction de 1 BTC a lieu, dans laquelle Sam acquiert des biens auprès de Judy. Si Judy, après avoir expédié la marchandise, décide de quitter le canal et que Sam reste actif, il possède la capacité de transmettre l'état d'origine. Cela signifie qu’il pourrait revenir au statut initial avant le transfert de 1 BTC. Par conséquent, cette manipulation permet à Sam d’obtenir des biens d’une valeur de 1 BTC sans aucune dépense financière, et il peut toujours récupérer son dépôt initial.

Pour contrecarrer ces vulnérabilités et renforcer le cadre de sécurité, l'introduction d'entités tierces, appelées « tours de guet », devient indispensable. Ces tours de guet fonctionnent comme des sentinelles, supervisant méticuleusement les transactions au sein du Lightning Network. Leur fonction principale est de dissuader et de neutraliser toute tentative de clôture frauduleuse d'un canal, en garantissant que l'intégrité des transactions n'est pas compromise et que les participants sont protégés contre les manœuvres trompeuses.

Essentiellement, même si le Lightning Network offre des capacités de transaction rapides et efficaces, il est crucial que les utilisateurs soient conscients des pièges potentiels et des mécanismes de protection en place, comme les tours de guet, pour renforcer la sécurité.

Frais du réseau Lightning

L'utilisation du Lightning Network implique certains frais de transaction . Ces coûts peuvent être décomposés en plusieurs composantes :

Frais de routage : il s'agit de frais associés au guidage des informations de paiement via les différents nœuds Lightning. À mesure que la transaction traverse plusieurs nœuds pour atteindre sa destination, chaque nœud facture généralement une somme modique pour son rôle de relais des informations.

Frais de gestion des canaux : l'ouverture et la fermeture des canaux, processus essentiels à l'initialisation et à la conclusion des transactions au sein du Lightning Network, entraînent des coûts associés.

Frais de réseau Bitcoin : Outre les frais exclusifs du Lightning Network, les utilisateurs doivent également tenir compte des frais de transaction standard de Bitcoin, en particulier lors de l'ouverture et de la fermeture des canaux, car ces actions nécessitent des interactions avec la blockchain Bitcoin.

Frais de service de la Watchtower : étant donné que les tours de guet jouent un rôle essentiel dans le maintien de la sécurité et de l'intégrité des transactions en surveillant les activités frauduleuses, elles imposent souvent des frais pour leurs services. Puisqu'il s'agit d'entités tierces, leurs services ne sont pas gratuits et le coût peut varier en fonction du fournisseur de la tour de guet et de l'étendue des services qu'il propose.

Lorsqu'il est temps pour deux parties participantes de se réconcilier et de conclure leur transaction, une transaction de clôture reflétant le montant convenu doit être enregistrée sur la blockchain Bitcoin. Ce processus comprend les frais associés à la transmission de ces transactions. La structure tarifaire peut prendre deux formes :

  • Frais de base : Il s'agit de frais fixes, quelle que soit la taille ou la valeur de la transaction.
  • Taux de frais : Alternativement, certaines transactions peuvent être soumises à un taux de frais, qui est un pourcentage basé sur la valeur globale de la transaction.

Pour maximiser les avantages du Lightning Network, les utilisateurs doivent bien connaître ces coûts associés et choisir des canaux et des services de tour de guet qui offrent des tarifs compétitifs et des services fiables.

Quel est l’avenir du Lightning Network ?

Le Lightning Network, parmi toutes les solutions de couche 2, a suscité une attention et des discussions considérables au sein de la communauté crypto. Bien que ses statistiques de croissance ne soient pas aussi astronomiques que celles de certaines chaînes Ethereum de couche 2, elles gagnent du terrain et évoluent régulièrement, grâce aux efforts persistants de Lightning Labs .

Mesures d’adoption et de croissance :

Selon la plateforme d'analyse 1ml.com, spécialisée dans le suivi du réseau Lightning, il y a un total de plus de 5 400 BTC (équivalent à 145 millions de dollars) actuellement sécurisés au sein du réseau. Ce vaste écosystème comprend près de 16 400 nœuds et 75 700 canaux. Il est impressionnant de constater que les frais de transaction moyens sur ce réseau ne sont que de 0,0016 satoshis (0,000000443 $), ce qui le positionne comme un premier choix pour l'exécution de microtransactions.

Applications diverses :

Reflétant les applications polyvalentes sur Ethereum, le réseau Lightning héberge désormais un éventail d'applications allant de la DeFi et des NFT aux jeux. La boîte à outils en constante expansion fournie par Lightning Labs a joué un rôle déterminant pour attirer les développeurs et favoriser l'innovation au sein du réseau.

Intégration d'échange :

Un certain nombre d'échanges de crypto-monnaie intègrent le protocole Lightning Network, une initiative visant à étendre sa portée à une base plus large de commerçants. Cette intégration ouvre la voie aux traders pour exécuter rapidement et à des coûts réduits des retraits Bitcoin plus petits.

Le chemin à parcourir :

Bien que le Lightning Network soit confronté à de nombreux défis, l'écosystème sous-jacent évolue continuellement pour améliorer sa robustesse, son évolutivité et son expérience utilisateur. La dynamique collective des développeurs et de la communauté souligne un avenir prometteur pour cette solution de couche 2.

Que sont les paiements Lightning ?

Les paiements Lightning, une fonctionnalité intégrale du Lightning Network, offrent une solution innovante aux transactions Bitcoin traditionnelles en offrant des transferts quasi instantanés et à faible coût. Construit comme un protocole de couche 2 au-dessus de la blockchain Bitcoin, sa création a changé la donne pour la communauté crypto au sens large.

Comprendre le réseau Lightning et les paiements :

À la base, le Lightning Network est une constellation de canaux de paiement entre deux parties. Ces canaux constituent la base des transactions hors chaîne, ce qui signifie qu'ils ne sont pas immédiatement ajoutés à la blockchain Bitcoin, offrant ainsi rapidité et discrétion.

Avantages par rapport aux transactions traditionnelles :

Le principal avantage des paiements Lightning par rapport aux paiements traditionnels est la rapidité et le prix abordable. Puisqu’ils évitent la nécessité d’une validation immédiate de la blockchain, ils sont plus rapides et entraînent des frais moins élevés, ce qui les rend particulièrement adaptés aux petites transactions.

Croissance et adoption plus large :

Le paysage cryptographique a été témoin d’une adoption croissante des paiements Lightning. De nombreux portefeuilles Bitcoin, bourses et même entreprises les intègrent. Avec des organisations comme Plisio ouvrant la voie à des solutions au niveau de l'entreprise, il est évident que le réseau Lightning n'est pas seulement l'avenir, mais qu'il redéfinit le présent des transactions cryptographiques.

Sachez que Plisio vous propose également :

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12 intégrations

6 bibliothèques pour les langages de programmation les plus populaires

19 crypto-monnaies et 12 blockchains

Des questions?

SegWit (Segregated Witness) est une mise à niveau du protocole pour Bitcoin qui corrige la malléabilité des transactions, un problème de longue date. La résolution de ce problème a rendu Lightning Network, une solution de deuxième couche pour des transactions rapides et peu coûteuses, plus sécurisée et plus facile à mettre en œuvre sur Bitcoin. Essentiellement, bien qu'ils remplissent des fonctions différentes, la mise en œuvre de SegWit a ouvert la voie à un réseau Lightning plus robuste.

Si le Lightning Network a été conçu principalement pour Bitcoin, son protocole peut être adapté pour d’autres blockchains. Depuis ma dernière mise à jour, Litecoin est l’une des pièces notables qui s’intègre également au Lightning Network. Cependant, les pièces spécifiques prises en charge peuvent évoluer au fil du temps, à mesure que les développeurs adaptent la technologie à d'autres blockchains.

Le Lightning Network peut théoriquement gérer des millions de transactions par seconde, car la plupart des transactions sont hors chaîne. Cependant, le nombre exact peut varier en fonction de la topologie du réseau et d'autres facteurs.

Pour envoyer du Bitcoin vers Lightning Network, vous aurez besoin d'un portefeuille compatible Lightning. Créez une facture Lightning ou obtenez-en une auprès du destinataire, puis utilisez votre portefeuille pour payer cette facture, transférant ainsi efficacement BTC vers le réseau Lightning.

Personne ne possède le réseau Lightning. Il s'agit d'un protocole décentralisé, avec plusieurs entités et individus contribuant à son développement et à son fonctionnement.

Le Lightning Network facilite les transactions Bitcoin hors chaîne via des canaux de paiement, permettant des transferts plus rapides et moins chers. Une fois finalisées, les transactions sont regroupées et ajoutées à la blockchain principale.

Vous ne pouvez pas investir directement dans LN, mais investir dans des services ou des startups compatibles Bitcoin et LN est une approche indirecte.

Utilisez un portefeuille compatible Lightning, ouvrez un canal de paiement et effectuez des transactions hors chaîne instantanément.

Le Lightning Network est un protocole de couche 2 pour des transactions Bitcoin plus rapides et à faible coût.

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