Qu’est-ce que le trilemme de la blockchain ?
Depuis le lancement de Bitcoin en 2009, la technologie blockchain a prouvé qu'elle avait le potentiel de révolutionner le monde, avec de nouveaux cas d'utilisation découverts chaque jour. Cependant, la technologie blockchain en est encore à ses balbutiements et doit surmonter plusieurs défis avant son adoption généralisée.
Cela a conduit Vitalik Buterin à créer le concept de « trilemme de la blockchain » afin de mieux comprendre comment ces défis sont liés en les réunissant sous un terme générique. Mais qu'est-ce que le trilemme de la blockchain ? Est-ce vraiment un trilemme ? Et, peut-il être résolu?
Le trilemme de la blockchain expliqué
Même si la technologie blockchain continue de révolutionner à peu près toutes les industries avec lesquelles elle entre en contact, même Visa a acheté un CryptoPunk pour près de 150 000 $ en éther, la manière même dont les réseaux décentralisés sont structurés leur présente des défis uniques. Surtout par rapport aux structures centralisées.
Le théorème CAP
Dès la fin des années 1990, l'informaticien Eric Brewer a développé ce qu'on appelle le théorème CAP pour mieux comprendre quel est probablement son défi majeur.
Le théorème CAP soutient qu'il est impossible, ou du moins très difficile, pour un magasin de données distribué, y compris les chaînes de blocs, de fournir simultanément les trois garanties suivantes : cohérence, disponibilité et tolérance de partition ; d'où le nom, théorème CAP.
Au lieu de cela, le théorème postule que les magasins de données distribués doivent faire des compromis ; sacrifier au moins une garantie pour honorer les deux autres.
Le trilemme de la blockchain
Alors que les magasins de données distribués trouvaient un nouveau cas d'utilisation et évoluaient vers des registres publics décentralisés avec l'arrivée de Bitcoin, le théorème CAP a également évolué vers ce que nous appelons maintenant le trilemme de la blockchain.
Dans le contexte des blockchains modernes, le trilemme soutient que si la blockchain idéale doit être décentralisée, sécurisée et évolutive, elle ne peut en réalité être que deux sur trois. Cela représente probablement le défi majeur que les blockchains doivent surmonter avant l'adoption généralisée de la technologie.
Les éléments du trilemme de la blockchain
Décentralisation
La décentralisation a à voir avec le nombre de nœuds (ordinateurs) exploitant la blockchain. La nature décentralisée de l'infrastructure d'une blockchain est d'une importance clé ici, car la percée majeure de Bitcoin a été de résoudre le problème de la double dépense sans entité centrale ; quelque chose qui est considéré comme un problème trivial dans les environnements centralisés.
Bien que la décentralisation semble probablement être le moins important des trois éléments à première vue, nous devons garder à l'esprit que lorsque Bitcoin a été lancé, l'idée derrière la création d'une crypto-monnaie était d'offrir une option décentralisée et plus démocratique au système financier actuel fortement centralisé. .
Sécurité
La sécurité a à voir avec le codage et, très important, les mécanismes de consensus ( preuve de travail vs preuve d'enjeu ). Les mécanismes de consensus font référence au nombre de nœuds du réseau qui doivent confirmer une transaction avant qu'elle ne soit finale et à la manière dont ces nœuds sont récompensés.
Évolutivité
Enfin, l'évolutivité fait référence à la capacité d'une blockchain à conserver une performance souhaitable en termes de vitesse de transaction face à un réseau en pleine croissance et à un nombre de plus en plus élevé de transactions par seconde.
C'est là que le problème se pose. Au moment du lancement de Bitcoin, Satoshi Nakamoto a été contraint de compromettre la capacité de Bitcoin à évoluer efficacement en faveur de la décentralisation et de la sécurité. Cependant, la réalisation d'une blockchain évolutive est le seul moyen de rivaliser avec les réseaux centralisés beaucoup plus rapides.
Le trilemme de la blockchain est-il réellement un trilemme ?
Il est important de noter que, bien que le trilemme de la blockchain présente un défi pour l'adoption généralisée de la technologie, il n'y a pas de loi réelle qui empêche les trois aspects d'être atteints simultanément.
Au lieu de cela, le trilemme de la blockchain a été formulé comme un moyen de conceptualiser et de mieux comprendre les défis auxquels sont confrontés le développement et l'adoption de la technologie blockchain et comment ils sont liés les uns aux autres.
En fait, les développeurs travaillent dur pour trouver des moyens de dépasser le trilemme de la blockchain, et il existe déjà des propositions et des idées sur la manière de traiter le «trilemme» qui ont eu au moins un certain succès. Cependant, il est juste de dire que, bien que des progrès aient été accomplis, le trilemme présente toujours un défi ; pour ne pas dire que cela ne peut pas être résolu.
Comment les développeurs prévoient-ils de résoudre le trilemme de la blockchain ?
Les développeurs ont adopté différentes approches pour résoudre le problème, certains privilégiant les modifications directes du réseau blockchain (solutions de couche 1) tandis que d'autres optent pour l'exécution d'un autre réseau au-dessus de la blockchain principale (solutions de couche 2). Ethereum, par exemple, a introduit le Proof-of-Stake en tant que solution de couche 1, tandis que Bitcoin a introduit le Lightning Network en tant que solution de couche 2.
Solutions de couche 1
- Améliorer les mécanismes de consensus : Bitcoin, l'une des blockchains les plus populaires, utilise la preuve de travail comme protocole de consensus depuis son lancement. Et, bien que sécurisé et décentralisé, il est lent ; Bitcoin, par exemple, ne peut atteindre qu'un débit de transaction de 7 TPS. Pour franchir ce mur, certaines blockchains, dont Ethereum 2.0, passent à un mécanisme de consensus Proof-of-Stake. Le PoS détermine le statut d'un nœud en fonction de sa participation dans la blockchain, au lieu d'exiger que les nœuds utilisent la puissance de calcul pour résoudre les algorithmes cryptographiques.
- Sharding : Cette solution consiste à scinder les transactions en « fragments » plus petits. Ceux-ci sont ensuite traités simultanément en parallèle les uns aux autres par la blockchain, lui permettant de travailler sur plusieurs transactions en même temps. De plus, les nœuds n'ont pas besoin de conserver une copie de chaque bloc de genesis ; au lieu de cela, ces informations sont divisées et stockées par différents nœuds.
Solutions de couche 2
- Blockchains imbriqués : Dans ce type de système, la blockchain principale, ou mainchain, fixe les règles pour l'ensemble du réseau, alors qu'elle n'est censée participer à aucune opération à moins que le besoin de résoudre un litige ne survienne. Il existe plusieurs niveaux de blockchains construits les uns sur les autres et liés par une connexion de chaîne parent-enfant. Les délégués de la chaîne parente travaillent parmi ses enfants, ceux-ci exécutent les actions et renvoient le résultat à la chaîne principale, réduisant sa charge de travail et augmentant l'évolutivité.
- Canaux d'état : ils créent une communication bidirectionnelle entre une blockchain et des canaux transactionnels hors chaîne. Les canaux d'état ne nécessitent pas de vérification de nœud pour valider les transactions ; au lieu de cela, cette ressource hors chaîne scelle les transactions à l'aide de contrats intelligents. Lorsque les transactions sont terminées sur un canal d'état, l'état final du « canal » et toutes ses transactions sont ajoutés à la blockchain sous-jacente. Le réseau Lightning de Bitcoin est un exemple de canal d'état.
Le trilemme de la blockchain peut-il être résolu ?
Les blockchains ont hérité de plusieurs des défis présents dans les magasins de données distribués, à partir desquels les blockchains ont évolué. Ces défis ont été conceptualisés sous le terme générique de « trilemme de la blockchain » dans le but de mieux comprendre ces défis et la façon dont ils sont liés.
Bien que le terme « trilemme » soit resté, le trilemme de la blockchain n'est en fait qu'une conjecture ; une hypothèse soupçonnée d'être vraie en raison de preuves préliminaires à l'appui, mais pour laquelle aucune preuve ou réfutation n'a encore été trouvée. Cela signifie qu'il reste encore beaucoup de recherches à faire, les solutions de couche 1 et de couche 2 ayant déjà eu un certain succès.