Rapport de recherche sur le secteur des Layer 2 : Arbitrum, Optimism, Base, zkSync, StarkNet et Linea
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Rapport de recherche sur le secteur des Layer 2 : Arbitrum, Optimism, Base, zkSync, StarkNet et Linea
À l'heure actuelle, la solution d'extension de l'écosystème EVM finira par évoluer depuis le réseau principal vers Layer2, de OP vers ZK, et de Layer2 vers Layer3, mais le secteur Layer2 en est encore à un stade très précoce.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : MIIX Capital
Préface
Les problèmes liés aux frais de gaz (Gas Fee) et au débit transactionnel limité (TPS) constituent les principaux obstacles à l'adoption généralisée et au déploiement à grande échelle des blockchains publiques. C’est pourquoi des solutions de mise à l’échelle sous forme de Layer2 ont vu le jour. La technologie Layer2 a évolué à travers plusieurs étapes : canaux d’état, Plasma, puis Rollup. Chaque avancée technique représente une itération et une amélioration par rapport à la génération précédente.
Étant donné que la scalabilité d’Optimistic Rollup (OP) reste insuffisante et que sa période de retrait est trop longue, la feuille de route actuelle d’Ethereum place désormais les ZK Rollups au cœur de son développement. Même Optimism, qui utilise initialement la technologie OP, explore activement une solution hybride combinant OP et ZK. Toutefois, à ce jour, les Optimistic Rollups dominent encore largement le marché en parts, tandis que le développement et la croissance des zk-Rollups devront être confirmés dans le temps.
1. Aperçu du secteur Layer2
En examinant l’écosystème Layer2, la concurrence s’avère particulièrement intense. Voici, classés par valeur totale verrouillée (TVL), les projets Layer2 déjà lancés en mainnet :
Voici quelques projets Layer2 encore en phase testnet :
D’après les données, les solutions basées sur la technologie OP continuent de dominer la majorité du TVL parmi les projets en mainnet. Cela s’explique principalement par leur excellente expérience utilisateur et leur haut TPS, permettant à ces Layer2 de bénéficier d’un avantage précoce dans l’écosystème.
2. Optimistic Rollups et zk-Rollups
2.1 Optimistic Rollups
Les Optimistic Rollups sont une solution de mise à l’échelle de deuxième couche reposant sur une validation optimiste, c’est-à-dire qu’un bloc soumis est considéré comme valide par défaut, sauf si quelqu’un formule une contestation. Un opérateur (RollupOperator) regroupe de nombreuses transactions hors chaîne en un lot, calcule le nouvel état résultant de ces transactions (soldes, états de contrats, etc.), génère une mise à jour d’état hors chaîne, puis soumet cette mise à jour ainsi que les données associées à la chaîne principale. Cette mise à jour est acceptée par défaut sans vérification supplémentaire. Toutefois, après soumission, une période de contestation fixe est ouverte pendant laquelle toute personne peut fournir une preuve de fraude pour remettre en cause la validité de la mise à jour. Dans ce cas, l’ensemble de la transaction litigieuse est exécutée via l’EVM pour vérification. Si la mise à jour est effectivement erronée, le soumissionnaire est sanctionné (dépôt confisqué) et l’état de la chaîne est restauré. En l’absence de contestation durant cette période, ou si celle-ci s’avère infondée, l’état de la chaîne est mis à jour selon les données soumises.
2.2 zk-Rollups
Les zk-Rollups sont une solution de mise à l’échelle fondée sur les preuves à connaissance nulle (zero-knowledge proofs). L’opérateur (RollupOperator) agrège plusieurs transactions hors chaîne en un lot, puis génère, à l’aide d’une preuve à connaissance nulle (par exemple zk-SNARKs ou zk-STARKs), un certificat succinct attestant de la validité de l’ensemble du lot, sans avoir besoin de vérifier chaque transaction individuellement. Ce certificat, accompagné des données associées, est ensuite soumis à la chaîne principale. La chaîne valide alors la preuve pour garantir la légitimité des transactions. Une fois la preuve validée, le contrat sur chaîne met à jour l’état en fonction des données incluses. Ainsi, bien que les transactions soient traitées hors chaîne, l’état de la chaîne principale est actualisé, assurant la cohérence des données.
Note : Une preuve à connaissance nulle (Zero-Knowledge Proof, ou ZKP) est un concept cryptographique permettant à un prouveur de démontrer à un vérificateur qu'une affirmation est vraie, sans révéler aucune autre information sur celle-ci. Autrement dit, elle permet de prouver la possession d'une information sans divulguer l'information elle-même.
2.3 Analyse comparative entre ZK et OP
ZK et OP présentent chacun leurs propres caractéristiques. Voici une analyse comparative selon cinq angles différents afin de permettre à chacun de se faire sa propre opinion :
Méthode de validation :
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OP utilise des preuves de fraude (fraud proofs) : il suppose par défaut la validité des transactions, sauf si une preuve contraire est fournie. Cela implique une surveillance continue par les utilisateurs et nœuds hors chaîne pour s’assurer que l’opérateur ne triche pas ;
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ZK repose sur des preuves à connaissance nulle (zk-SNARKs ou zk-STARKs) : un certificat succinct est généré pour attester de la validité du lot entier, sans besoin de vérifier chaque transaction une à une.
Sécurité :
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OP part du principe que les transactions sont valides, ce qui expose à certains risques. Il dépend donc d’une surveillance active par les utilisateurs et nœuds hors chaîne pour maintenir la sécurité ;
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ZK, grâce à ses preuves cryptographiques, offre un niveau de sécurité plus élevé, car chaque lot doit être accompagné d’une preuve formelle de validité.
Débit et performance :
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OP traite rapidement les transactions hors chaîne, mais la validation sur chaîne peut prendre plus de temps en raison de la période de contestation requise pour les preuves de fraude ;
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ZK nécessite des ressources de calcul importantes pour générer les preuves, mais la validation sur chaîne est très rapide. Dès que la preuve est produite, la chaîne principale peut la valider instantanément.
Universalité :
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OP est entièrement compatible avec l’EVM, permettant aux DApps existantes de migrer facilement. Sa faible complexité computationnelle convient bien à l’exécution de contrats intelligents complexes ;
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La technologie ZK est encore en développement, et son application aux contrats intelligents généraux et aux calculs complexes reste limitée pour l’instant.
Coût :
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OP présente un coût de transaction hors chaîne relativement faible ;
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ZK nécessite des ressources de calcul pour générer les preuves, ce qui peut entraîner un coût plus élevé pour les transactions hors chaîne.
En résumé, Optimistic Rollups et zk-Rollups présentent tous deux des avantages et inconvénients. Les Optimistic Rollups conviennent mieux aux scénarios complexes de contrats intelligents et offrent une excellente compatibilité Ethereum. Les zk-Rollups, quant à eux, se distinguent par leur sécurité et leur protection de la vie privée. Bien que les limites inhérentes à OP orientent la feuille de route d’Ethereum vers les ZK, l’évolution technologique prend du temps. Les projets OP développent aussi des solutions hybrides OP+ZK. Le leadership futur entre OP et ZK n’est donc pas encore décidé.
3. Analyse des données du secteur Layer2
ZK ou OP ? Ce débat anime régulièrement la communauté, mais le verdict final revient au marché. Examinons maintenant, à travers divers indicateurs comme le volume de transactions, le TVL et le TPS, l’état actuel du secteur Layer2.
3.1 Volume des transactions Layer2 largement supérieur à celui de la chaîne principale
Le volume total quotidien des transactions sur les Layer2 a largement dépassé celui de la chaîne principale Ethereum. Cette tendance devrait se poursuivre à mesure que les Layer2 continueront à se développer. En particulier, après la mise à jour Dencun, les transactions Ethereum seront divisées : les transactions traditionnelles utiliseront le calldata, tandis que les transactions Rollup utiliseront des blobs. Selon les prévisions, l’EIP-4844 pourrait multiplier par 3 à 5 la capacité globale des Rollups. L’auteur estime que, à l’approche de la mise à jour Dencun, le taux de change ETH/BTC augmentera également, ce qui rend l’analyse fine des données chaines Layer2 particulièrement pertinente.
3.2 TVL et part de marché
En termes de TVL, Arbitrum occupe solidement environ 50 % du marché, atteignant même près de 65 % à son pic. Viennent ensuite OP et Base, tous deux basés sur la technologie OP. Ces trois projets utilisent tous la technologie Optimistic Rollup.
Bien qu’Arbitrum ait atteint un TVL record de 8,48 milliards de dollars le 9 décembre 2023, sa part de marché diminue progressivement, principalement en raison de la montée en puissance de OP et de l’arrivée de nouveaux projets Layer2 diluant le marché. La capitalisation boursière circulante de OP (2 milliards de dollars) dépasse désormais celle d’Arbitrum (1,3 milliard), et sa capitalisation totale n’est inférieure qu’environ de 1 milliard à celle d’ARB. Le marché semble donc plus optimiste quant à l’avenir de OP, justifiant une valorisation légèrement supérieure.
Le TVL de Base a récemment augmenté, principalement grâce à Seamless. Coinbase a annoncé l’intégration du protocole de prêt Seamless Protocol et de son jeton de gouvernance SEAM, premier et unique jeton natif de l’écosystème Base à être coté sur Coinbase. Cela a suscité un fort intérêt des utilisateurs, anticipant des distributions gratuites (airdrops) via des interactions avec les projets de Base.
3.3 Rentabilité et tendances des Layer2
Ces derniers mois, Linea a généré davantage de frais de gaz que d’autres projets, principalement parce que sa technologie est encore en cours d’itération et que les frais restent élevés. Hors pics, zkSync Era contribue fortement aux revenus de gaz, surtout en raison des anticipations d’airdrop.
Actuellement, les modèles économiques des Layer2 restent flous. En tant qu’infrastructures publiques, ils peinent à facturer les utilisateurs directement, et doivent donc compter sur des financements externes ou l’émission de jetons pour soutenir leur développement.
Comparaison entre jetons émis et prix de l’Ethereum : OP se démarque nettement, tant vis-à-vis d’Ethereum que des autres Layer2. L’auteur attribue cela à une narration plus solide (OP+ZK et OP Stack) et à un soutien accru des capitaux, suscitant de fortes attentes du marché et laissant présager une forte appréciation future. À l’approche de la mise à jour Dencun, OP et les leaders natifs ayant déjà émis un jeton attirent une attention accrue du marché.
2.4 Comparaison des dernières données TPS
Porté par l’engouement autour des inscriptions (ordinals) sur chaîne, le TPS en temps réel de nombreux projets Layer2 atteint des sommets. zkSync Era culmine à 62 TPS, suivi par Arbitrum à 58. En revanche, Base et OP n’ont pas bénéficié de ce phénomène, leur TPS n’ayant pas connu de hausse significative. Malgré tout, les niveaux actuels de TPS restent insuffisants pour supporter des centaines de millions, voire des milliards d’utilisateurs simultanés. La Layer3 pourrait donc devenir une solution incontournable à l’avenir.
2.5 Analyse comparative des projets leaders
Nombre d’adresses actives :
Au cours des trois derniers mois, zkSync Era affiche une stabilité remarquable, avec environ 200 000 adresses actives quotidiennes. Après le lancement de leur jeton, Arbitrum maintient environ 150 000 adresses actives par jour, contre 60 000 pour OP. On observe ainsi que la fidélité de l’écosystème Arbitrum est nettement supérieure à celle de OP. Pourtant, ARB est valorisé moins cher que OP, principalement pour deux raisons :
1. OP Stack bénéficie d’un fort soutien de la part des investisseurs et des développeurs ;
2. OP, soutenu officiellement par Ethereum, prévoit de passer à une preuve hybride OP+ZK à l’avenir.
Volume de transactions et TVL :
Arbitrum domine clairement les classements, suivi par zkSync. StarkNet connaît également une forte croissance de nouveaux utilisateurs suite à la confirmation par son équipe d’un prochain airdrop. L’auteur pense que zkSync et StarkNet, tous deux de la famille ZK, pourraient annoncer les détails de leurs airdrops d’ici la fin de l’année ou au premier trimestre de l’année prochaine. Historiquement, les Rollups en période d’airdrop voient leur TVL grimper fortement à court terme, ce qui booste significativement les projets natifs ayant déjà émis un jeton, augmentant la probabilité d’une hausse de leur cours.
4. Étude de l’écosystème Layer2
Parmi les dix premiers projets en part de marché, Optimism et Arbitrum, issus de la famille OP Rollups, détiennent plus de 80 % du marché. En comparaison, les zk-Rollups restent en retrait. Pourtant, en tant que composante essentielle et prometteuse de l’écosystème Layer2, les zk-Rollups évoluent en concurrence et en synergie avec les OP. En nous appuyant sur les performances actuelles du marché, examinons en détail Arbitrum, Optimism, Base, zkSync, StarkNet et Linea :
4.1 Écosystème Arbitrum
Solution de mise à l’échelle de type Layer2, Arbitrum utilise les Optimistic Rollups pour accroître son débit et réduire les frais de gaz. Il regroupe plusieurs transactions en lots avant de les soumettre à la chaîne Ethereum. Compatible avec les contrats intelligents Ethereum, Arbitrum peut interagir avec les dApps et protocoles DeFi existants.
À ce jour, la qualité de l’écosystème Arbitrum est supérieure à celle des autres Layer2, avec un nombre important de projets natifs. Ayant été pionnier dans le boom des Layer2, Arbitrum abrite des projets emblématiques tels que Radiant Capital, GMX, Camelot ou Treasure DAO. En termes d’utilisateurs actifs quotidiens, Arbitrum détient la meilleure fidélité, même sans prise en compte des spéculations autour des airdrops. Voyons maintenant l’état actuel des écosystèmes natifs, notamment ceux n’ayant pas encore émis de jeton :
GMX
Dans la catégorie DeFi, l’écosystème Arbitrum inclut GMX, Radiant Capital et Camelot. Mais l’écosystème DeFi d’Arbitrum se distingue par son unicité : de nombreux projets sont construits directement sur le pool de liquidités de GMX.
Récemment, le volume global de GMX a rebondi avec le marché, suivant une corrélation positive avec son cours. Avec l’intégration de leviers jusqu’à 50x dans le portefeuille OKX via GMX, l’auteur estime qu’une nouvelle hausse du marché pourrait stimuler le volume des transactions sur GMX, entraînant une appréciation organique de son jeton.
Treasure Dao
Treasure Dao est un projet non DeFi dans l’écosystème Arbitrum, axé sur des jeux légers, créatifs et ludiques.
Étant donné que les jeux AAA exigent d’énormes capacités industrielles et des budgets élevés, l’auteur pense que face à la concurrence des jeux Web2 traditionnels, les jeux légers et créatifs pourraient être la clé de rupture. Ils permettent des itérations rapides pour trouver le meilleur modèle économique, tout en offrant du plaisir immédiat aux utilisateurs, plutôt que des mécaniques pesantes de montée de niveau ou de farming, souvent non durables.
4.2 Écosystème Optimism
Optimism est une autre solution de mise à l’échelle Layer2 utilisant la technologie Optimistic Rollups pour augmenter le débit et réduire les frais de gaz. Il a été le premier à permettre aux utilisateurs de transférer des fonds depuis L1 tout en bénéficiant de la sécurité d’Ethereum, sans payer des frais élevés. Il vise la compatibilité avec les contrats intelligents Ethereum et supporte la machine virtuelle Ethereum (EVM). Optimism propose également une fonctionnalité appelée « preuve de fraude », permettant aux utilisateurs de contester des transactions invalides.
L’innovation au sein de l’écosystème OP étant limitée, il apparaît plus faible comparé à Arbitrum, et aucun projet natif majeur n’a émergé à grande échelle. Toutefois, ses progrès en infrastructure sont notables, notamment avec OP Stack (bibliothèque modulaire) et la preuve hybride OP+ZK, soutenus massivement par des capitaux. Actuellement, le seul projet natif majeur ayant émis un jeton est Velodrome ; les autres projets sont principalement des applications non natives, reflétant une construction d’écosystème moyenne.
4.3 Écosystème Base
Base est un réseau Layer2 développé par Coinbase, géant de la crypto dont la capitalisation atteint 20 milliards de dollars. Construit sur la technologie OP Stack, il s’agit d’un Optimistic Rollup sur Ethereum. Ses fournisseurs de nœuds incluent Blockdaemon, QuickNode, Blast, Safe Wallet ; ses explorateurs de blocs sont Etherscan et Blockscout ; et ses indexeurs de données comprennent The Graph et Covalent. Base dispose de nombreux projets natifs, tels qu’Aerodrome (développé par Velodrome), Seamless Protocol et friend.tech, qui sont désormais des leaders de l’écosystème.
Seamless
Seamless a désormais émis son jeton, permettant aux utilisateurs de parier sur des jetons comme Aerodrome ou Friend.tech. Bien que Seamless n’apporte pas d’innovation majeure, le fait que son jeton soit coté sur Coinbase attire l’attention sur les projets natifs de Base.
Friend.tech
Friend.tech permet d’acheter des jetons de KOLs pour obtenir un accès direct à leur conversation. Cependant, ce mécanisme s’est révélé non durable.
Fren Pet
Fren Pet est un jeu pixel art de type simulation, où l’élevage de mascottes repose sur des mécanismes de tokenomics complexes. Comme beaucoup de jeux Web3, Fren Pet met l’accent sur la tokenomics au détriment du plaisir de jeu lui-même.
4.4 Écosystème zkSync
zkSync est une solution de mise à l’échelle Layer2 utilisant les preuves à connaissance nulle pour augmenter le débit et réduire les frais de gaz. Conçu pour être compatible avec les contrats intelligents Ethereum et l’EVM, zkSync propose aussi une fonctionnalité nommée « zkPorter », permettant aux utilisateurs d’agréger des transactions pour réduire encore plus les frais.
Contrairement aux autres écosystèmes où les DEX connaissent un effet de concentration (Matthew effect), la concurrence entre DEX sur zkSync est féroce. Aucun protocole de prêt (lending) dominant n’est encore apparu, ce qui attire fortement les développeurs et les VC vers cet écosystème.
Dmail Network
Dmail Network est une application de messagerie sur zkSync, ancien lauréat du prix principal du hackathon ETH. Son nombre d’utilisateurs actifs uniques (UAW) a augmenté principalement grâce aux anticipations d’airdrop.
Tevaera
Tevaera est une plateforme de jeux similaire à Treasure Dao sur Arbitrum, mais sa qualité de jeu reste médiocre. Elle en est encore à un stade de développement précoce, nécessitant une observation attentive.
4.5 Écosystème StarkNet
StarkNet est une solution de mise à l’échelle Layer2 utilisant les zk-rollups pour augmenter le débit et réduire les frais de gaz. Compatible avec les contrats intelligents Ethereum, il supporte aussi l’EVM. StarkNet propose également une fonctionnalité appelée « validium », permettant d’exécuter des calculs complexes hors chaîne.
Pour des raisons techniques, le TPS de StarkNet reste limité et ses frais de gaz élevés, ralentissant le développement de son écosystème. Néanmoins, son environnement de développement favorise l’émergence de nombreux projets innovants :
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