Arbitrum et Optimistic Rollups : parts de marché de couche 2, données TVL et pourquoi Arbitrum est en tête du scaling Ethereum

Les frais de gaz d'Ethereum ont atteint 50 $ par swap lors de la flambée des cours de 2024. Sur Arbitrum, le même swap coûtait environ un centime. Cet écart constitue le fondement même de la scalabilité de la couche 2 et explique pourquoi Arbitrum a absorbé plus de valeur, d'utilisateurs et de protocoles que toute autre plateforme de couche 2 existante. À son apogée, Arbitrum One détenait 18,8 milliards de dollars de valeur totale bloquée et contrôlait plus de 40 % de la TVL totale des rollups. Elle comptait 7,6 millions d'adresses actives mensuelles, soit plus du double de son concurrent le plus proche. Et elle a réalisé tout cela grâce aux rollups optimistes, une technologie que la plupart des acteurs du secteur des cryptomonnaies ont considérée entre 2022 et 2023 comme inférieure aux preuves à divulgation nulle de connaissance.

J'ai suivi la croissance de L2 depuis le lancement d'Arbitrum One en août 2021. Les données sont sans équivoque : les rollups optimistes ont conquis le marché, même si les rollups ZK ont remporté le débat sur Twitter. Cet article analyse les chiffres, compare Arbitrum à ses concurrents et explique pourquoi le modèle des rollups optimistes est si performant que les principaux protocoles DeFi sur Ethereum ont choisi de le déployer en premier.

Comment fonctionnent réellement les cumuls optimistes

Avant d'analyser les données, il faut comprendre les mécanismes sous-jacents. Sinon, les chiffres ne veulent rien dire.

Un rollup optimiste est une chaîne de couche 2 qui traite les transactions provenant du réseau principal Ethereum (couche 1), les regroupe par lots et renvoie les résultats à Ethereum. Le terme « optimiste » vient du fait que le rollup part du principe que chaque lot est valide par défaut. Personne ne vérifie la validité des transactions au préalable. En revanche, une période de contestation, généralement de 7 jours, est prévue pendant laquelle toute personne peut contester un lot en soumettant une preuve de fraude. Si un lot s'avère invalide, il est annulé et la partie qui l'a soumis perd ses ETH mis en jeu.

Imaginez une salle de classe où le professeur part du principe que tous les élèves ont fait leurs devoirs correctement. Les notes sont inscrites immédiatement. Mais chaque élève dispose d'une semaine pour contester les réponses d'un camarade. Si quelqu'un a triché, le professeur s'en aperçoit, annule la note et le tricheur perd sa caution. La plupart du temps, il n'y a pas de tricherie, donc le système est rapide.

Le modèle de sécurité repose sur le principe d'« honnêteté d'un participant sur N ». Il n'est pas nécessaire que tous les validateurs soient honnêtes. Un seul participant honnête surveille la chaîne et est prêt à fournir une preuve de fraude en cas de problème. Un seul observateur honnête suffit à garantir la sécurité de l'ensemble du système. Cette exigence de sécurité est bien moins contraignante que la preuve d'enjeu (qui requiert l'honnêteté des deux tiers des validateurs) ou les rollups ZK (qui nécessitent des preuves mathématiques complexes pour chaque lot).

Voici comment fonctionne la version d'Arbitrum, étape par étape. Un utilisateur soumet une transaction sur Arbitrum. Le séquenceur la traite, l'exécute en fonction de l'état actuel et renvoie un reçu. La transaction est instantanément confirmée du point de vue de l'utilisateur. Simultanément, le séquenceur compresse les données de la transaction et les envoie à Ethereum sous forme de données d'appel (ou, depuis l'EIP-4844, sous forme de blob). Les validateurs de couche 1 peuvent vérifier ces données. Si quelqu'un estime qu'une transition d'état est invalide, il initie un litige interactif en plusieurs tours. Le système anti-fraude d'Arbitrum décompose le litige en étapes de plus en plus petites jusqu'à isoler une seule étape de calcul, qui est alors réexécutée sur Ethereum. Le perdant perd sa mise.

Arbitrum en chiffres : TVL, utilisateurs et domination du marché

Les données concernant la domination d'Arbitrum parmi les L2 sont difficiles à contester.

La domination d'Arbitrum en termes de TVL était encore plus marquée avant le lancement de Base en 2023. À un moment donné, Arbitrum détenait 59 % de la TVL totale des blockchains de couche 2, surpassant ainsi toutes les autres plateformes de consolidation réunies. Cette part s'est depuis diluée, Base ayant connu une croissance rapide (grâce à la base d'utilisateurs de Coinbase) et Optimism s'étant développé grâce à sa vision de Superchain. Arbitrum reste néanmoins en tête en nombre de protocoles et en TVL maximale.

Un point souvent négligé : le système de phases de L2Beat. Arbitrum est classé en phase 1, ce qui signifie qu’il dispose d’un système de détection de fraude fonctionnel, d’un Conseil de sécurité dont les membres sont connus et d’une voie vers une décentralisation complète. Optimism est en phase 0, ce qui signifie qu’il est encore en phase de développement, avec notamment des systèmes de détection de fraude désactivés et une structure de gouvernance plus centralisée. Pour quiconque se soucie de la décentralisation réelle plutôt que des arguments marketing, cette différence de phase est significative.

GMX, la plateforme d'échange décentralisée (DEX) de contrats à terme perpétuels, représentait à elle seule près de 25 % de la TVL d'Arbitrum. Parmi les autres protocoles majeurs présents sur Arbitrum, on retrouve Aave, Uniswap, Radiant Capital, Camelot DEX et Pendle. L'écosystème DeFi d'Arbitrum est suffisamment riche pour permettre de réaliser quasiment toutes les opérations disponibles sur le réseau principal Ethereum, mais à un coût bien moindre.

Ce que l'EIP-4844 a changé : la révolution des honoraires Dencun

Mars 2024 a marqué un tournant. La mise à jour Dencun d'Ethereum a introduit l'EIP-4844 (proto-danksharding), créant un nouveau type de données appelé « blobs ». Avant les blobs, les rollups devaient publier les données sous forme de calldata sur Ethereum, une opération coûteuse. Les blobs constituent un stockage de données temporaire beaucoup moins onéreux, car ils sont supprimés après environ 18 jours.

L'impact sur les frais de rollup a été immédiat et spectaculaire. Les coûts de transaction d'Arbitrum ont chuté d'environ 99 %. Un simple transfert d'ETH est passé de quelques dollars à moins d'un centime. Un échange de tokens est tombé à environ 0,01 $. La réduction des coûts a été si importante que certains analystes se sont demandés si le modèle économique du rollup était encore viable, car les frais facturés aux utilisateurs couvrent à peine leurs propres coûts de publication sur le nœud L1.

Pour les utilisateurs, en revanche, ce fut un avantage indéniable. Un échange sur Arbitrum est devenu compétitif avec un échange sur Solana en termes de coût brut, tout en conservant le modèle de sécurité d'Ethereum. Et c'est un point crucial. L'argument selon lequel « Ethereum est trop cher », qui poussait les utilisateurs vers des solutions de couche 1 alternatives comme Solana et Avalanche depuis des années, a perdu de son influence du jour au lendemain. Pourquoi déployer un nœud sur une infrastructure de couche 1 distincte quand on peut utiliser une infrastructure de couche 2 qui hérite du modèle de sécurité d'Ethereum et ne coûte qu'un centime par transaction ? Cette question a profondément redéfini le débat sur la scalabilité.

Architecture d'Arbitrum : One, Nova, Orbit et Nitro

Arbitrum n'est pas une chaîne unique. C'est une famille de chaînes présentant différents compromis.

Arbitrum One est la plateforme principale. Sécurité Ethereum intégrale. Toutes les données de transaction sont publiées sur la couche 1. C'est la blockchain sur laquelle fonctionnent GMX, Aave et Uniswap. Si vous avez déjà utilisé Arbitrum, c'est celle-ci.

Arbitrum Nova utilise un modèle plus léger appelé AnyTrust. Au lieu de publier toutes les données sur Ethereum, Nova les envoie à un comité de disponibilité des données (un petit groupe de parties de confiance). Cela rend Nova moins cher et plus rapide (6,4 TPS), mais moins décentralisé. Nova est conçu pour les jeux et les applications sociales où le débit prime sur la sécurité maximale. Les points communautaires de Reddit fonctionnaient sur Nova.

Arbitrum Orbit est la plateforme permettant de lancer sa propre blockchain grâce à la technologie d'Arbitrum. On peut la considérer comme un service « Arbitrum ». Les projets peuvent déployer leur propre infrastructure L2 ou L3 avec des jetons de gaz personnalisés, des paramètres de débit sur mesure et leur propre gouvernance. Xai (une blockchain dédiée aux jeux) et plusieurs autres projets ont été lancés avec Orbit. Il s'agit de la réponse d'Arbitrum à Superchain d'Optimism et à CDK de Polygon.

Nitro est la plateforme technique qui sous-tend l'ensemble de ces fonctionnalités. Elle a remplacé l'architecture originale d'Arbitrum en août 2022. La structure « Geth sandwich » intègre Go Ethereum en son cœur pour une compatibilité totale avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), l'encapsule dans ArbOS (le système d'exploitation personnalisé d'Arbitrum qui gère la compression des données d'appel et la messagerie L1/L2), et exécute l'ensemble du code compilé en WebAssembly pour une exécution rapide. C'est grâce à Nitro que le délai de confirmation des transactions d'Arbitrum a été réduit à 1 ou 2 secondes et que le système interactif de détection de fraude a pu être mis en place.

Regroupements optimistes vs ZK : les données qui sous-tendent le débat

Le secteur des cryptomonnaies débat depuis des années de la question de savoir si les stratégies optimistes ou les accumulations de ZK « l'emporteront ». Le marché a apporté une réponse provisoire assez claire, et il penche pour la première option.

Les rollups optimistes dominent le marché en termes de TVL et de nombre de protocoles car ils ont été les premiers à proposer une compatibilité EVM complète. Lorsqu'Uniswap ou Aave ont souhaité se déployer sur une infrastructure de couche 2, ils ont pu copier-coller leurs contrats Ethereum sur Arbitrum avec des modifications minimes. Les rollups ZK, quant à eux, nécessitaient des compilateurs, des outils et des hypothèses différents. Cet écart d'expérience pour les développeurs a conféré aux rollups optimistes une avance de plusieurs années que les rollups ZK n'ont toujours pas comblée.

Les partisans de ZK affirment que les preuves de validité sont mathématiquement supérieures car elles ne nécessitent pas de période de contestation de 7 jours. C'est exact. Une preuve ZK est validée en quelques minutes. La finalité d'un rollup optimiste prend une semaine. Cependant, en pratique, les utilisateurs n'attendent pas 7 jours car des plateformes de liquidité comme Across et Hop permettent des retraits quasi instantanés en avançant les fonds. Cette période de 7 jours est une mesure de sécurité, et non un obstacle à l'expérience utilisateur.

Mon analyse : les rollups optimistes conserveront leur avance en termes de TVL pendant au moins deux à trois ans. Cet avantage initial est crucial. Tous les protocoles majeurs sont déjà déployés, toutes les intégrations sont déjà réalisées et tous les développeurs maîtrisent déjà les outils. Les rollups ZK se spécialiseront dans des niches où leurs atouts sont réellement pertinents : applications de confidentialité, infrastructure de messagerie inter-chaînes et scénarios nécessitant une finalité rapide sans recourir à des ponts de liquidité. Cependant, l’idée qu’un type de rollup supplante l’autre a toujours été trop binaire. Le marché est suffisamment vaste pour les deux, et la concurrence entre eux incite tous les acteurs à développer des produits toujours plus performants.

Prochaines étapes pour Arbitrum : BOLD, Stylus et la décentralisation

La feuille de route d'Arbitrum est axée sur deux points : la décentralisation et l'expansion du réseau de développeurs.

BOLD (Bounded Liquidity Delay) est le nouveau protocole de validation. Lancé en 2023, il rend la soumission de données à l'épreuve de la fraude accessible à tous. Avant BOLD, seuls 13 validateurs autorisés pouvaient contester les transitions d'état invalides. Désormais, tout le monde le peut. C'est cette avancée qui a permis à Arbitrum de passer de l'étape 0 à l'étape 1 sur L2Beat, et c'est le genre de progrès concret en matière de décentralisation que la plupart des plateformes de couche 2 n'ont pas réussi à égaler.

Stylus permet aux développeurs d'écrire des contrats intelligents en Rust, C et C++, en plus de Solidity. Cela ouvre Arbitrum à un plus grand nombre de développeurs. Un développeur de jeux utilisant C++ n'a pas besoin d'apprendre Solidity pour déployer son application sur Arbitrum. Les contrats s'exécutent dans WASM en parallèle de la machine virtuelle Elasticsearch (EVM), ce qui signifie que les contrats Solidity et Rust peuvent coexister sur la même chaîne.

Le séquenceur reste le point crucial, et je souhaite m'y attarder car son importance est plus grande que ce que la plupart des partisans d'Arbitrum admettent. La chaîne utilise toujours un séquenceur centralisé unique, géré par Offchain Labs. Une seule entité décide de l'ordre de chaque transaction. Cette entité peut censurer. La défaillance de cette entité entraîne l'arrêt de la chaîne. C'est précisément ce qui s'est produit en juin 2023 lorsqu'une panne du système de traitement par lots a bloqué le traitement des transactions.

Offchain Labs affirme mettre en place un comité de séquenceur distribué. Aucun calendrier n'a été publié. Aucun réseau de test n'est disponible. Aucune spécification n'a été examinée par une personne extérieure à l'équipe. C'est le principal risque qui pèse sur le discours selon lequel « Arbitrum est décentralisé », et tant que ce problème ne sera pas résolu, quiconque prétend qu'Arbitrum est véritablement décentralisé passe sous silence les détails importants. La première étape sur L2Beat représente un réel progrès. Cependant, un séquenceur centralisé au cœur d'un écosystème de plus de 15 milliards de dollars inquiète les chercheurs en sécurité, et cela devrait inciter les utilisateurs à réfléchir à deux fois avant de laisser des données sur la chaîne.

Marco Lucchetti

Marco Lucchetti is a senior content strategist and blockchain analyst at Plisio. With over 7 years of experience in cryptocurrency research, DeFi protocols, and payment technologies, Marco specializes in creating clear, data-driven content for a global crypto audience. His work focuses on transaction tracing, crypto compliance, and the future of blockchain infrastructure.