Rollups à la croisée des chemins : la réponse clé à l'extension Ethereum L2

Lorsque nous parlons de l’avenir d’Ethereum, un mot revient presque inévitablement — Rollups. Ce n’est pas un terme à la mode par hasard, mais une orientation technologique soigneusement déterminée par la communauté Ethereum. En termes simples, les Rollups sont une solution d’extension de couche 2 (Layer 2), qui devient la clé pour résoudre le problème de congestion du réseau Ethereum.

Pourquoi Ethereum a besoin de la technologie Rollups

Toutes les blockchains font face à la même difficulté — le « triangle de la blockchain ». Ce triangle comprend trois sommets : décentralisation, sécurité et scalabilité. En réalité, peu de blockchains peuvent satisfaire simultanément ces trois critères. Le choix d’Ethereum est clair : il privilégie la décentralisation et la sécurité, tout en faisant des compromis sur la scalabilité.

Où cela se manifeste-t-il ? C’est que le réseau ne peut traiter que 15 transactions par seconde (TPS). En comparaison, les systèmes de paiement traditionnels peuvent traiter plusieurs milliers de transactions par seconde, ce qui rend la vitesse d’Ethereum clairement insuffisante face à la demande croissante. Lorsqu’il y a accumulation de transactions et congestion du réseau, les frais de Gas s’envolent. Les utilisateurs, pour que leurs transactions soient prioritaires, proposent des frais de Gas plus élevés, ce qui rend l’utilisation d’Ethereum coûteuse.

Cela va à l’encontre de l’objectif initial d’Ethereum — offrir des services financiers équitables à tous dans le monde. Si seuls les riches peuvent se permettre de payer les frais de Gas, alors Ethereum perd son sens démocratique. Par conséquent, les solutions d’extension ne sont pas une option, mais une nécessité.

Comment fonctionnent les Rollups : agrégation hors chaîne, validation sur la chaîne principale

Pour faire simple, le réseau principal d’Ethereum (Layer 1) est l’arbitre ultime de toutes les transactions, chargé d’assurer la sécurité. Mais toutes les calculs ne doivent pas forcément être effectués sur le réseau principal. Le concept central des Rollups est : transférer le travail de calcul hors chaîne, puis rapporter les résultats sur la chaîne principale.

Le processus est le suivant :

Les transactions des utilisateurs sont exécutées sur la chaîne Rollup (Layer 2). La chaîne Rollup est une blockchain indépendante, avec un débit plus élevé et des coûts plus faibles. Une fois l’exécution terminée, le Rollup agrège et compresse un grand nombre de transactions pour générer un résumé de données. Ces données sont soumises à la chaîne Ethereum via un contrat intelligent. La chaîne principale n’a qu’à vérifier la validité de ce résumé, sans avoir à valider chaque transaction individuellement.

Ce mécanisme offre des résultats remarquables : le TPS d’Ethereum peut passer de 15 à plus de 1000, tout en réduisant le coût de chaque transaction de 45 000 GAS à environ 300 GAS, soit une baisse d’environ 150 fois.

Rollups optimistes vs Rollups à preuve de connaissance zéro : deux grandes approches technologiques

Mais il existe différentes implémentations des Rollups, ce qui a suscité de vives discussions dans la communauté Ethereum. Actuellement, deux principales voies technologiques s’opposent.

Rollups optimistes : compromis entre vitesse et confiance

Le principe « optimiste » repose sur une hypothèse optimiste : par défaut, les données de transaction soumises sont correctes, sans vérification proactive. Si quelqu’un souhaite tricher, d’autres participants peuvent soumettre une « preuve de fraude » pour dénoncer.

Pour prévenir les comportements malveillants, la personne qui soumet le lot de transactions doit d’abord déposer une caution (généralement en ETH). Si une fraude est détectée, la caution est confisquée. Les dénonciateurs doivent également déposer une caution, et si leur dénonciation est infondée, ils perdent leur caution. Ce mécanisme de caution mutuelle garantit l’intégrité du réseau.

Les Rollups optimistes sont déjà utilisés en pratique, avec Optimism et Arbitrum comme deux protocoles les plus connus. Ils fonctionnent tous deux sur Ethereum et ont rencontré différents degrés de succès.

Cependant, les Rollups optimistes ont un point faible évident : le temps. Avant la confirmation finale des transactions, le système doit laisser un délai suffisant pour que d’autres soumettent des preuves de fraude. Si une fraude est dénoncée, une vérification supplémentaire est nécessaire. Tout ce processus peut durer plusieurs jours, voire deux semaines. Cela signifie que l’utilisateur doit attendre longtemps pour que sa transaction soit définitivement confirmée.

Rollups à preuve de connaissance zéro : la puissance de la preuve mathématique

Les Rollups à preuve de connaissance zéro (ZK-Rollups) adoptent une approche totalement différente — utilisant la technologie de « preuve à connaissance zéro ».

En termes simples : imaginez que vous devez prouver à un ami que vous connaissez un secret, sans révéler ce que ce secret est. La preuve à connaissance zéro est un outil qui permet de prouver que vous détenez une certaine information, sans divulguer son contenu.

Dans le contexte des Rollups, la preuve à connaissance zéro est utilisée pour prouver la légalité d’un lot de transactions. Le lot est soumis à la chaîne principale, puis vérifié immédiatement par une preuve mathématique, sans attendre la période de preuve de fraude. Cela résout le problème de délai des Rollups optimistes, tout en réduisant davantage la quantité de données à uploader sur la chaîne principale.

D’un point de vue technique, les ZK-Rollups sont presque impossibles à tromper — personne ne peut falsifier une preuve valide. C’est pourquoi de nombreux membres de la communauté Ethereum considèrent que c’est la solution ultime pour l’extension.

Mais les ZK-Rollups font face à des défis. Le plus grand problème est la compatibilité avec l’EVM (Machine Virtuelle d’Ethereum). Les applications existantes sur la chaîne principale Ethereum doivent être réécrites pour migrer vers une ZK-Rollup, ce qui représente un coût énorme pour les développeurs.

Face à cette problématique, des projets comme ZK-sync développent des solutions ZK-Rollups compatibles EVM. Si elles réussissent, les ZK-Rollups deviendront un véritable levier pour changer la « partie de jeu des riches » d’Ethereum. Aujourd’hui, des projets comme Loopring, Hermez, ZK tube, Aztec, Starkware explorent différentes applications des ZK-Rollups, chacun avec ses particularités.

L’état actuel et l’avenir de l’écosystème Rollups

Une fois que les Rollups seront déployés à grande échelle, que se passera-t-il dans l’écosystème Ethereum ?

Actuellement, il existe plusieurs centaines de protocoles DeFi sur le réseau principal Ethereum, avec un nombre d’utilisateurs en constante augmentation. Une fois que les Rollups seront matures, ces protocoles fonctionneront dans un environnement à faible coût et à haute vitesse. Cela réduira non seulement la barrière à l’entrée pour les utilisateurs existants, mais ouvrira aussi la porte à de nouveaux utilisateurs — ceux qui auparavant hésitaient à cause des frais de Gas, pourront désormais utiliser Ethereum facilement.

Les coûts faibles et la rapidité de confirmation attireront également la naissance de nouveaux projets. De nombreuses applications, dépendantes de « faibles coûts et transactions rapides », qui étaient auparavant impossibles sur Ethereum, deviendront réalité avec l’ère des Rollups. Cela entraînera une affluence de milliers de nouveaux utilisateurs et développeurs.

Il est également probable qu’Ethereum devienne la première blockchain à véritablement résoudre le « triangle de la blockchain ». La feuille de route d’Ethereum est déjà très claire : d’abord la fusion (fusion du consensus et de l’exécution), puis la mise à niveau par sharding des données. Ces améliorations visent toutes à accélérer et renforcer la performance des Rollups.

En d’autres termes, toute l’évolution future d’Ethereum sera centrée sur les Rollups. Ces derniers ne sont pas seulement une innovation technologique, mais une étape cruciale pour réaliser la vision d’Ethereum — faire de la finance décentralisée une option pour tous dans le monde, et non une exclusivité réservée à une minorité.