La réflexion finale sur l'univers Ethereum : quand le passage de la couche 2 à la couche 3 devient une réalité présente
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La réflexion finale sur l'univers Ethereum : quand le passage de la couche 2 à la couche 3 devient une réalité présente
L'univers d'Ethereum représente-t-il la forme ultime de la blockchain ?
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Roy, Lyv, Aki Network Research
Il y a seulement un ou deux mois, plusieurs mises à jour majeures concernant les principaux zkEVM ont vu le jour, suscitant de plus en plus de débats : les zkEVM représentent-ils désormais l'avenir d'Ethereum ? Ou pire encore, sont-ils déjà la forme ultime du réseau Ethereum ?
Pourtant, l'évolution technique d'Ethereum révèle toujours des logiques commerciales fascinantes, accompagnées souvent de compromis et de regrets. Après une étude approfondie des dynamiques fondamentales sous-jacentes à l'architecture actuelle L1-L2-L3 d'Ethereum, Aki Network Research est amené à reconsidérer ces questions. En réalité, le problème pourrait être bien plus vaste : l'univers Ethereum représente-t-il vraiment la forme finale de la blockchain ?
1. Pourquoi une couche 2 (Layer 2) ?
Dix ans après l'apparition du réseau Bitcoin, notre monde blockchain n'a toujours pas résolu le problème de capacité.
Le TPS (transactions par seconde) du réseau principal Ethereum atteint à peine deux chiffres. Il reste loin derrière l'objectif initial d'Ethereum visant un TPS à six chiffres, sans parler du fait qu’il est largement distancé par les réseaux de paiement traditionnels comme Visa ou MasterCard, capables de traiter des dizaines de milliers de transactions par seconde. À ce rythme, le Web3 incarné par la blockchain progresse encore avec de lourds handicaps.
Deux problèmes émergent clairement : premièrement, avec l'afflux croissant d'utilisateurs sur le réseau Ethereum, et compte tenu du faible TPS, le réseau devient de plus en plus congestionné, rallongeant considérablement le temps moyen de confirmation des transactions. Deuxièmement, le mécanisme de confirmation des transactions repose sur une enchère (gas fee), qui ne peut aboutir qu’à deux résultats : des frais de plus en plus élevés, ou soudainement très coûteux.
Un réseau doit au minimum être fonctionnel — capable de réaliser rapidement et à moindre coût des interactions basiques — pour que son existence et ses perspectives futures aient un sens. Pour résoudre le problème de capacité, l'industrie explore aujourd'hui deux voies : les solutions Layer 2, sujet de cet article, et le sharding Danksharding, que nous aborderons dans un futur proche.
Après sa mise à l'échelle, les frais de gaz sur Ethereum seront moins chers. Mais plus important encore, cette baisse des coûts rendra possibles de nombreuses applications auparavant irréalisables — c'est là-dessus que nous concentrons notre intérêt.
2. Quelle devrait être la forme d'une Layer 2 ?
Cette question n’est pas uniquement technique, mais aussi politique et économique. Définissons donc clairement :
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Elle doit au minimum constituer une blockchain complète, capable d’émettre un jeton natif, de bâtir une communauté solide, de fidéliser ses utilisateurs, et ainsi poser les bases d’une potentielle Layer 3.
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Elle doit hériter de la sécurité du réseau Ethereum issue de la Layer 1.
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Son objectif principal est d’agrandir la capacité du réseau Ethereum.
En combinant les points B et C, on comprend pourquoi les Layer 2 sont théoriquement sûres et fiables : elles bénéficient techniquement de la sécurité d’Ethereum lui-même. Les Layer 2 publient leurs données sur le réseau principal Ethereum pour un règlement final (Settlement), ce qui constitue la différence cruciale par rapport aux anciennes solutions de mise à l'échelle comme Plasma. La disponibilité des données (Data Availability) sur la chaîne principale est ici essentielle.
Sur le plan économique, Ethereum procède à une « féodalisation » de sa valeur. Un des ancrages économiques des jetons Layer 2 réside dans leur rôle supposé de serviteurs d’Ethereum. Ce modèle n’est pas exclusif à Ethereum : par exemple, Sei Network, en tant que L1 dans l’écosystème Cosmos, développe activement une Layer 2 SVM-C. D'autres blockchains L1 ne semblent pas encore convaincues par cette idée.
3. À quoi ressemblent les Layer 2 actuelles sur Ethereum ?
3.1 Les solutions Rollup dominantes aujourd’hui
Les rollups sont bien connus. Leur technologie se divise en deux grandes familles : Optimistic Rollup et ZK Rollup. Parmi les premiers, on retrouve des noms célèbres comme Arbitrum ou Optimism, dont beaucoup ont déjà interagi avec les projets associés.
Bien que les OP Rollups aient permis de réduire les frais de transaction à 5-10 % de ceux du réseau principal grâce au déplacement hors chaîne de l’exécution, l’expérience utilisateur désastreuse pendant le airdrop d’Arbitrum montre que le chemin est encore long. Des dizaines de milliers d’utilisateurs interagissant simultanément ont fait grimper les frais jusqu’à 5 à 10 fois leur niveau normal, annulant presque entièrement les gains escomptés de l’EIP-4844 (x10 d’économie). Or, une expérience fluide sous forte charge est une condition minimale pour accueillir les prochains milliards d’utilisateurs Web3.
Les ZK Rollup ont acquis une grande notoriété ces deux dernières années, mais leurs déploiements concrets restent limités, principalement à cause de problèmes de compatibilité EVM. Voir notre article précédent : « Preuve à zéro connaissance et zkEVM : d'où viennent-ils, où vont-ils ? ». La bonne nouvelle est que ce problème est désormais largement résolu, plaçant les ZK Rollup sur un pied d’égalité avec les autres en termes de difficulté de développement. On peut s’attendre à voir de nombreux développeurs déployer leurs dApps sur des ZK L2.
Du point de vue utilisateur, les ZK Rollup offrent des délais de retrait plus courts et une sécurité mathématique renforcée, ce qui est très attractif. Toutefois, du point de vue commercial, l’intérêt de ces caractéristiques mérite d’être nuancé. Avec le développement continu des écosystèmes Web3 natifs sur L2, de nouveaux utilisateurs pourraient devenir « natifs L2 », sans même avoir besoin de comprendre la couche L1 (imaginez un nouvel utilisateur de StepN basé sur L2). Dans un futur riche en écosystèmes L2, les transferts entre L2 et L1 pourraient devenir marginaux et rares.
3.2 Passons maintenant à la réalité : où en sommes-nous concrètement ?
OP Stack : face à la concurrence des ZK Rollups armés de zkEVM, Optimism (dans la branche OP Rollups) a lancé l’OP Stack pour agrandir le gâteau. Cette initiative rappelle l’ambition de l’écosystème Cosmos : une multi-chaîne partageant la sécurité tout en étant décentralisée.
Notons que l’OP Stack est une pile technologique extrêmement ouverte, mais présente une faible convergence économique. Une L2 construite dessus pourrait avoir des liens très ténus avec l’écosystème Ethereum, sans relation économique directe avec Optimism ni connexion au séquenceur partagé OP. Bien sûr, ce dernier pourrait gagner en influence économique et légitimité politique une fois pleinement décentralisé.
Concernant les divers zkEVM, voir : « Preuve à zéro connaissance et zkEVM : d'où viennent-ils, où vont-ils ? »
Starknet propose une solution de type 4, qui se distingue des autres par son absence de compatibilité EVM. Son avantage : elle est théoriquement plus rapide et moins coûteuse que les solutions de type 2. Pour améliorer l’expérience développeur, Starknet a apporté deux améliorations notables :
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Cairo 1.0 : la mise à jour la plus importante depuis le lancement de Cairo en 2020. Le testnet est déjà disponible. Cairo 1.0 ressemble fortement à Rust, marquant une rupture avec les contraintes initiales de Cairo, et améliore grandement l’ergonomie pour les développeurs. Cela signifie toutefois que les compétences acquises sur Cairo précédent deviennent obsolètes. Par ailleurs, Cairo 1.0 n’est pas encore complètement mature — il faudra probablement encore 3 à 6 mois pour qu’il soit pleinement opérationnel.
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KAKAROT : une solution EVM basée sur Cairo 1.0, dont les performances seraient « impressionnantes » selon les développeurs, mais encore au tout début.
4. Parlons maintenant de la Layer 3
4.1 Quel problème cherche-t-on à résoudre avec la structure L2 → L3 ?
Examinons d’abord l’économie des rollups : soumettre un lot (batch) de transactions sur la chaîne comporte un coût fixe élevé. Si le trafic global de la L2 est insuffisant, le rollup doit choisir entre attendre plus longtemps pour regrouper un lot suffisamment rentable, ou augmenter les frais payés par chaque participant pour couvrir ce coût. C’est comme un covoiturage : soit on attend que la voiture soit pleine, soit les passagers paient plus pour partir plus tôt. Idéalement, assez de monde participe pour que l’attente soit courte, le coût moyen bas, et que le conducteur maximise ses gains.
Dans ce contexte, la L2 résout un problème crucial : de nombreuses idées innovantes, en phase de démarrage ou à faible valeur par transaction, ne peuvent pas se déployer économiquement sur la L1 ou créer leur propre L2. En devenant une L3 sur une L2 existante, elles réduisent drastiquement leurs coûts. Ce raisonnement économique est similaire à celui d’un dApp choisissant entre un déploiement direct sur Optimism ou la création d’une L2 spécialisée via OP Stack.
Seules des infrastructures suffisamment bon marché permettent une véritable diversité écologique. Inversement, ce constat reflète aussi l’état actuel de l’industrie blockchain : dominée par les exchanges et les jeux de Defi, car seuls les projets liés directement à l’argent peuvent justifier les coûts du réseau.
4.2 La logique profonde derrière les ambitions L3 des différentes L2
Allons plus loin : ce n’est pas simplement un modèle de covoiturage. Car il y a… la magie des tokenomics !
Prenons un exemple simple : pourquoi tous les projets L2 veulent-ils décentraliser leur séquenceur, alors qu’il fonctionne bien de manière centralisée ? Certes, la sécurité est un argument politique commode, mais la vérité non-dite est que la décentralisation permet de générer des revenus.
C’est seulement avec une structure décentralisée que peuvent exister des mécanismes de mise en jeu (staking) de jetons pour les validateurs et séquenceurs, des frais de vérification pour les provers et verifiers, et une circulation du jeton natif de la L2 via l’écosystème L3. Que ce soit Op Stack, Arb Orbit ou les concepts zk, tous suivent ce modèle économique traditionnel de la blockchain — rien de vraiment innovant.
Dans le Web3, le trafic, c’est de l’argent — encore plus directement que dans le Web2. Les L2 ont hérité naturellement du trafic de la L1, puisqu’elles ont été créées pour la décharger. Mais ce trafic finit généralement par retourner vers la L1. Puisque le trafic est de l’argent, et que les actifs proviennent de la L1, ils reviennent inévitablement à la source. Dans l’industrie blockchain, on parle de « légitimité héritée d’Ethereum » : seuls les actifs confirmés sur la L1 sont considérés comme de « vrais » argent.
Le mot « légitimité » sonne féodal, et la hiérarchie L1-L2-L3 rappelle effectivement le système féodal. La liquidité part de la L1 vers la L2, rendant difficile l’indépendance totale de la L2. L’interaction entre L1 et L2 ne se limite pas aux dépôts/retraits. Chaque transaction sur L2 renforce la crédibilité et la valeur du jeton natif de la L1 — c’est une forme de « taxe de seigneurage ». Cela explique pourquoi toutes les L2 d’Ethereum utilisent ETH comme monnaie de paiement des frais.
Toutefois, la logique L2-L3 diffère légèrement de celle de L1-L2. Alors que la L1-L2 vise à agrandir la L1, la L2-L3 cherche à attirer du trafic vers la L2. C’est un problème concret : le trafic des L2 est encore insuffisant. Reprenant l’analogie du covoiturage, les chauffeurs ne peuvent pas partir efficacement. Face à de grands écosystèmes comme Coinbase Base, des L2 comme Optimism peinent à les intégrer dans leur écosystème L3. Elles doivent compter sur la facilité d’interopérabilité offerte par Op Stack (flux d’utilisateurs potentiels) et sur les fonds promis par Base pour capter une partie de cette valeur.
4.3 Rollup-over-rollup ou Validium : les futurs dominateurs des solutions L3 ?
Avant d’aller plus loin, clarifions un point : si les ZK Rollup sont si excellents, pourquoi ne pas empiler plusieurs couches de ZK-Rollup au-delà de la L3, voire atteindre une mise à l’échelle infinie ?
Réponse catégorique : impossible. Même si la complexité de calcul des preuves ZKP peut être réduite via des « poupées russes » de ZKP, la compressibilité des données atteint vite une limite physique.
Analysons cela sous deux angles : le processus de preuve de calcul, et la donnée elle-même (disponibilité).
Dans les schémas actuels de rollup, quel que soit le type, il est possible d’imbriquer les preuves de calcul. Dans le cas du ZKP, un Prover calcule une preuve par bloc, que le Verifier valide avec peu de calcul. Créer une preuve de la validité d’un ZKP est donc théoriquement faisable.
Mais la disponibilité des données (DA) change tout.
Les données doivent obligatoirement être publiées sur la chaîne principale pour pouvoir être vérifiées par les utilisateurs. Dans ce cadre, imbriquer des rollups n’a aucun sens. Le principe fondamental du rollup est de compresser les données de transaction avant de les stocker. L’avantage ? Moins de données = moins de frais. Mais cette compression a une limite : garantir la disponibilité des données (Data Availability). Autrement dit, tout utilisateur doit pouvoir, en théorie, reconstruire indépendamment l’état du rollup à partir des données compressées publiées.
Si l’on produit une preuve ZKP de la validité d’un autre ZKP, alors du point de vue DA, il faut publier sur chaîne tout ce que chaque ZKP compresse. Le travail n’est donc pas réduit — mieux vaut produire une seule preuve globale.
Cela ne signifie pas que la structure « Rollup over Rollup » est techniquement impossible. En résumé : empiler des rollups simples au sein d’une même couche ou d’un même dApp est inutile.
Mais dans le scénario L2-L3, une L3 envoie son lot de transactions à la L2, qui combine plusieurs lots provenant de différentes L3 avec ses propres transactions pour former un nouveau lot envoyé à la L1. Ici, la L2 produit un ZKP agrégé sur « plusieurs ZKP venant d’entités différentes ». Bien que la compression des données ait atteint la limite autorisée par la DA, du point de vue économique, regrouper la valeur de plusieurs lots permet de franchir le seuil minimal de rentabilité pour payer les frais de publication sur L1 (voir section 4.1). C’est une stratégie commercialement rationnelle, susceptible de réduire les frais pour chaque participant.
Nous pensons donc que l’architecture probable de la Layer 3 reposera sur Rollup-over-rollup ou Validium :
A.Structure descendante (top-down) : Comme proposé par Vitalik, la L2 serait un Rollup généraliste, tandis que la L3 offrirait des services hautement personnalisés : confidentialité, rollup spécialisé pour certaines structures de données dApp, ou Validium (moins cher mais hypothèse de confiance affaiblie).
B.Structure ascendante (bottom-up) : Dans une narration plus orientée application, imaginons un dApp populaire en tant que L3 d’Ethereum qui souhaite plus d’autonomie. Ses options :
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Chaîne app Cosmos – devenir directement une L1, presque totalement indépendant ;
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Op Superchain / zkSync Hyperchain – devenir une L2 parallèle, probablement intégrée au séquenceur partagé, tout en conservant des liens économiques ;
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Rester en tant que L3, mais émettre un jeton et suivre la feuille de route de décentralisation d’une L2 ;
L’essence du scénario B est que lorsqu’un dApp génère un trafic massif, ses intérêts propres surpassent ceux de la plateforme, surtout s’il domine largement son écosystème. Nous pouvons raisonnablement espérer que, grâce à des infrastructures améliorées, des dApps non financiers utiles et ancrés dans des cas d’usage réels puissent emprunter cette voie.
4.4 Dans cette architecture L2-L3, quel est le rôle de la L1 ?
À ce stade, si les L3 réalisent leur vision en migrant massivement le Web3 sous forme de chaînes d’applications, générant un trafic économiquement significatif pour les L2, alors ce trafic devient un actif véritablement natif de la L2 — une ressource née et développée localement, dont la « légitimité » est fournie par la L2 elle-même.
Posons alors une question philosophique : si de nombreux actifs ne retournent jamais à la L1, pourquoi aurait-on encore besoin de la L1 ?
Premièrement, la L1 fournit actuellement un trafic précieux — aspect déjà largement discuté. Deuxièmement, elle offre une caution de confiance : en plaçant le règlement final sur la L1, les utilisateurs acceptent que la L2 sacrifie une grande partie de sa décentralisation au profit des performances.
Si un jour une L2 annonçait son indépendance vis-à-vis de la L1, ce serait concevable dans un monde de blockchains modulaires. Mais alors, elle devrait devenir similaire à Ethereum actuel, assumant les défis et coûts liés à la sécurité et à la décentralisation.
Ainsi, du point de vue technique et économique, la structure L1-L2-L3 forme un « système féodal » parfaitement articulé, chaque élément s’emboîtant précisément.
4.5 Terminons par l’état actuel des applications
Quand une nouvelle blockchain démarre, les premiers projets sont inévitablement des arnaques aux faux branding, car ils n’ont aucune charge de travail réelle.
La plupart des équipes de blockchains ne peuvent pas faire grand-chose : ouvrir une rue marchande nécessite des commerçants. Si les premiers arrivants sont rapides et semi-crédibles, on ne peut pas refuser de les accueillir chaleureusement. Mais si ensuite ils disparaissent, les utilisateurs blâment la plateforme. C’est inévitable dans une phase de croissance. Pour des blockchains comme Starknet, habituées à avancer lentement, ces douleurs de croissance ne seront ressenties qu’après que la documentation de Cairo 1.0 soit claire.
Quels sont les bons axes ? Quelles nouvelles applications peut-on espérer dans l’architecture L2-L3 ?
Portefeuilles intelligents : En tant que dette technique fondamentale de la L1, l’utilisation d’un contrat intelligent comme portefeuille individuel était coûteuse et complexe. Grâce à ERC-4337, l’adoption de comptes universels (AA) devrait progresser plus facilement sur L2, où les coûts d’exécution sont bien inférieurs.
Jeux blockchain : Soutenus par Validium, les scénarios sub-cent (fractions de cent par transaction) rendent possibles des jeux Web3 véritablement amusants.
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Validium, solution de scaling à confiance affaiblie, implique que les nœuds Prover peuvent choisir sélectivement les données à fournir aux utilisateurs pour vérification. Dans les jeux, c’est un compromis acceptable pour gagner en performance, car tous les événements n’ont pas une haute valeur économique (ex. : déplacements, dialogues, combats non liés à la propriété).
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Ces jeux peuvent proliférer sur diverses L2 ou L3, selon leur gameplay et structure de données — choix similaire aux considérations économiques mentionnées plus tôt.
Enfin, parlons brièvement du Rollup-as-a-Service (RaaS) : dans le Web3, les services eux-mêmes captent une grande valeur — contrairement au Web2. Imaginez louer un serveur AWS pour un site web : vous payez un loyer mensuel.
Dans le Web3, outre le loyer, vous devez aussi payer à chaque mise à jour une « protection » sous forme de MEV ! Plutôt que de transférer cette valeur aux fournisseurs de RaaS, il semble plus logique économiquement pour un dApp de déployer sa propre chaîne d’application, devenir une L2 parallèle, ou une L3 attachée à une L2.
5. Si L2-L3 est si bon, quel en est le prix ?
5.1 Centralisation
A. Censure et KYC
Actuellement, les rollups ont des séquenceurs très centralisés.
Bien que le système de signature privée empêche le séquenceur de falsifier une transaction, un séquenceur centralisé détient un pouvoir immense : il peut refuser certaines transactions, ordonner celles-ci selon ses intérêts, décider quels actifs externes (via ponts) peuvent participer.
Par exemple, sur Base (L2), outre les attaques sandwich classiques, Coinbase pourrait exiger que seuls les utilisateurs ayant passé le KYC Coinbase puissent transférer des fonds vers Base. Base pourrait aussi utiliser une liste blanche pour bloquer les transactions de retrait des utilisateurs non-KYC vers la L1, les piégeant ainsi sur la L2.
B. MEV
Problème universel aux blockchains. Sur L2, le faible volume d’utilisateurs rend inapplicables certaines solutions de mitigation ou de démocratisation du MEV valables sur L1. En revanche, des stratégies de capture de MEV impossibles sur L1 restent viables sur L2. Un système de séquenceur centralisé conduit inévitablement à ces résultats. Sa décentralisation requiert des projets expérimentés pour guider l’industrie.
5.2 Les L2 ne sont toujours pas assez bon marché
Même si les visions de L3 basées sur Rollup-over-rollup ou Validium se réalisent, tous les problèmes ne seront pas résolus. Les frais par interaction restent trop élevés pour les scénarios sub-cent. En cas de hausse de la demande, les frais remonteront.
5.3 Diversité des clients
Ethereum ne spécifie pas de client unique pour la production ou la validation de blocs. Cette diversité protège la sécurité globale : si un client a un bug, le réseau continue. Les L2 sont encore très jeunes en matière de diversité des clients, car leurs feuilles de route de décentralisation (prover/sequencer) sont encore en phase conceptuelle.
5.4 Mises à jour et évolutions
Quand la L1 se met à jour, la L2 doit suivre. Cela pose de grands défis aux objectifs de gouvernance et de trustlessness.
6. End Game et fin du « jeu »
Nous avons maintenant exploré en profondeur l’architecture L1-L2-L3. Comme évoqué en introduction, la vraie question est : l’univers Ethereum est-il la fin de la blockchain ?
6.1 L’univers Ethereum n’est probablement pas la fin de l’industrie blockchain
La réponse simple est non. Nous pensons qu’Ethereum n’est qu’une solution transitoire pour les besoins financiers du Web3.
Nous estimons que, dans les limites du triangle impossible de la blockchain, la structure actuelle L1-L2-L3 atteint vite un plafond de performance trop bas pour supporter des interactions fréquentes mais à faible valeur économique, comme celles des jeux ou réseaux sociaux Web2. Fondamentalement, les comportements humains obéissent à un fort effet de tête : la majorité de la valeur économique provient d’un petit nombre d’actions.
La blockchain ne peut pas se limiter à la finance. Le Web3 est justement né pour sortir la blockchain de sa niche. L’industrie ne peut pas continuer à jouer un jeu à somme nulle. Pour l’instant, les jeux sont l’un des rares (sinon le seul) secteurs capables de sortir du cercle fermé, car ils créent artificiellement de la demande, définissent leurs propres règles, et génèrent de l’engagement sans besoin de lien fort avec le monde réel.
En résumé, les jeux Web3 se divisent en plusieurs catégories :
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Jeux traditionnels sérieux, dont le système économique est déplacé sur chaîne — large spectre allant du jeu de société au SLG, RTG, voire monde ouvert.
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Jeux plus légers centrés sur le X to Earn.
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Création d’un NFT avant le jeu, pour bâtir une IP et lever des fonds.
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Jeux entièrement sur chaîne, comme des versions simplifiées de Minecraft ou de battle royale.
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Forme ludique de modèles de paris typiques du Web3.
Convaincre les studios traditionnels de prendre des risques économiques et juridiques, d’abandonner leurs canaux existants pour adopter un nouveau système, reste un frein majeur. Quant aux petits développeurs, ils font face à une forte concurrence homogène et à la stagnation de la croissance des utilisateurs Web3.
Les quatre dernières formules nécessitent une forte motivation économique pour survivre — comme dit plus haut, le trafic (ou liquidité) emprunté à la L1 doit être remboursé. Les modèles purement Ponzi ne retiennent pas d’utilisateurs réels. Si tout le monde vient pour l’argent, on ne peut pas parler d’idéal, ni espérer des jeux vraiment amusants.
Alors, reculer : et si on essay
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