Conflit d'extension L2 d'Ethereum : analyse comparative entre Optimistic et ZK-Rollups

Ethereum, en tant que l'une des plateformes les plus actives dans le domaine de la blockchain actuelle, supporte un grand nombre d'applications décentralisées, allant de la Finance décentralisée aux NFT, et l'écosystème se développe de manière florissante. Cependant, la prospérité des transactions on-chain a également entraîné certains défis inhérents, tels que des frais de transaction élevés dus à la congestion du réseau, des temps de transaction prolongés et une augmentation des taux d'échec, des facteurs qui affectent gravement la participation des utilisateurs.

Pour résoudre ces problèmes et maintenir les caractéristiques distribuées de la chaîne principale, la communauté a principalement adopté des solutions d'extension L2. Le principe fondamental de L2 est de transférer le calcul et les transactions du réseau principal (L1) vers un réseau de deuxième couche, ne soumettant que les résultats finaux des transactions au réseau principal. Cette méthode améliore non seulement l'efficacité des transactions et réduit les frais, mais elle préserve également la sécurité du réseau principal.

Actuellement, les solutions L2 les plus connues incluent les Rollups et les chaînes latérales. Les Rollups peuvent être subdivisés en Rollups optimistes et Rollups à connaissance zéro (ZK-Rollups).

Rollups optimistes

Les Optimistic Rollups effectuent tous les calculs de transactions et les mises à jour d'état sur le réseau L2, puis publient en masse les données brutes de transactions compressées sur la chaîne principale. Les nœuds L2 supposent par défaut que ces transactions sont valides, à moins que quelqu'un ne les conteste. Cette méthode améliore considérablement la vitesse et l'efficacité de la confirmation des transactions.

Après la soumission de la transaction, les validateurs ont sept jours pour soumettre une preuve de fraude. Si une transaction problématique est découverte, le lot concerné ainsi que ses lots suivants seront annulés, les nœuds malveillants seront punis et les validateurs recevront une récompense. Si aucune preuve de fraude n'est reçue dans les sept jours, toutes les transactions seront confirmées comme légitimes.

La présence du mécanisme de "preuve de fraude" a elle-même un puissant effet dissuasif. En réalité, très peu de nœuds soumettent des preuves de fraude ou sont confirmés comme ayant commis des actes malveillants. Les raisons de cette situation incluent le fait que le projet lui-même a été suffisamment testé, que le coût de la malveillance est élevé, et que les pertes économiques et de réputation potentielles dépassent de loin les maigres bénéfices qui pourraient être obtenus.

En réalité, les interruptions causées par des fluctuations de réseau et des bugs logiciels sont plus courantes que les actes malveillants des nœuds. Le principal inconvénient des Optimistic Rollups réside dans les problèmes de rotation des fonds liés à la période de contestation de sept jours et aux risques potentiels de centralisation.

ZK-Rollups

Contrairement aux Optimistic Rollups, les ZK-Rollups doivent joindre une preuve de validité lors de la soumission de données sur la chaîne, en plus des données compressées. Cela signifie que les ZK-Rollups effectuent des transactions hors chaîne et calculent la preuve de validité avant la soumission officielle.

Le concept de la technologie ZK précède l'apparition de la Blockchain, mais ses cas d'utilisation sont limités par la complexité du monde réel. L'avantage de l'application de la technologie ZK dans la Blockchain réside dans le fait qu'elle peut limiter la complexité à l'intérieur des contrats intelligents, n'ayant besoin que de vérifier les données et les calculs off-chain, sans dépendre d'organisations ou de personnes centralisées.

La complexité des ZK-Rollups réside dans la nécessité de compiler des données et des logiques d'exécution des transactions en un schéma logique complexe, puis d'utiliser un prouveur spécialisé pour générer des résultats vérifiables rapidement par le biais de calculs cryptographiques. Ce processus nécessite généralement une puissance de calcul élevée ainsi que des compilateurs et des vérificateurs spécialisés.

Coût Layer2

Les réseaux L2 visent à réduire le coût d'interaction des utilisateurs sur L1, mais ils ont eux-mêmes un coût.

Le coût des Rollups optimistes provient principalement de deux aspects : les frais de transaction lors de la soumission des données de transaction compressées au L1, et les coûts d'exploitation des nœuds L2. Ces coûts seront finalement transférés aux utilisateurs. La bonne nouvelle est que le plan EIP-4844 d'Ethereum réduit considérablement les frais d'interaction entre L2 et le réseau principal. De plus, le maintien des nœuds nécessite de verrouiller d'importants fonds, ce qui peut entraîner des occasions manquées pour les investisseurs.

Les principaux coûts des ZK-Rollups proviennent des ressources de calcul, la génération de preuves à connaissance nulle nécessite d'importantes ressources de calcul et du matériel spécialisé. Tout comme les Optimistic Rollups, il doit également supporter les frais de transaction pour soumettre des données sur la chaîne. De plus, la demande de matériel spécialisé pourrait entraîner une plus grande centralisation du réseau.

Résumé

Les Optimistic Rollups et les ZK-Rollups sont des solutions clés pour le système Ethereum face aux défis d'évolutivité. Avec la mise en œuvre d'améliorations telles que l'EIP-4844 d'Ethereum, le coût de publication des données L2 a considérablement diminué, ce qui libérera davantage le potentiel des deux solutions et favorisera le développement et l'innovation continus de l'écosystème Ethereum.