Cregis Research : Analyse du secteur des couches 2 de Bitcoin
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Cregis Research : Analyse du secteur des couches 2 de Bitcoin
Cet article présentera les projets Layer2 du Bitcoin, tant anciens que récents.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : 0xCregis
I. Introduction
En 2023, les inscriptions sur Bitcoin ont apporté une nouvelle vitalité et de nouvelles possibilités à l'écosystème Bitcoin. Puis, au début de 2024, Bitcoin a atteint un sommet historique de 73 000 dollars et a connu son événement de halving, attirant à nouveau l'attention des marchés.
La sécurité éprouvée et les effets de réseau de Bitcoin attirent de nombreux développeurs qui considèrent Bitcoin comme une couche fondamentale de la blockchain. Ces développeurs s'efforcent de construire divers projets Layer 2 au-dessus de cette base. Dans cet article, nous présenterons les projets Layer 2 anciens et récents de Bitcoin.
Pourquoi Bitcoin a-t-il besoin d’un Layer 2 ?
Selon le « dilemme de l’évolutivité », il est difficile pour un réseau distribué de concilier décentralisation, sécurité et évolutivité. Le réseau Bitcoin dispose de plus de 75 000 nœuds principaux, ce qui le rend extrêmement décentralisé et reconnu comme la blockchain la plus sécurisée. Cependant, il ne peut traiter que 3 à 5 transactions par seconde, limitant ainsi son évolutivité. Une solution potentielle à ce problème est la technologie Bitcoin Layer 2, conçue pour améliorer l’évolutivité du réseau tout en maintenant une vitesse de transaction élevée et des frais faibles.
II. Les premiers projets de Layer 2 sur Bitcoin
Actuellement, la valeur totale verrouillée (TVL) des projets Layer 2 (L2) de Bitcoin ne représente qu'une petite fraction de la capitalisation boursière de Bitcoin. La TVL cumulée des quatre principaux projets L2 est d’environ 700 millions de dollars, soit environ 0,15 % du marché global des L2. Cela montre que l’écosystème Layer 2 de Bitcoin en est encore à ses débuts, particulièrement en comparaison avec les autres blockchains.
Cependant, la situation évolue progressivement. Le réseau Lightning continue de croître régulièrement, Stacks travaille sur une mise à niveau majeure pour dynamiser le marché des contrats intelligents sur Bitcoin, tandis que Rootstock poursuit également ses améliorations. Actuellement, les solutions L2 existantes sur Bitcoin visent des objectifs différents : certaines cherchent à améliorer l’évolutivité du réseau, d'autres à renforcer sa programmabilité.
(1) Lightning Network
Le réseau Lightning, en tant que solution Layer 2 pour Bitcoin, vise à résoudre les problèmes d’évolutivité et à augmenter le débit transactionnel tout en réduisant les frais. Grâce aux canaux de paiement, les utilisateurs peuvent effectuer des transactions hors chaîne, évitant ainsi la compétition pour l’espace dans les blocs ou les délais de consensus L1 sur la blockchain Bitcoin, ce qui améliore l’efficacité. Lorsqu’un utilisateur décide de finaliser une transaction effectuée via un canal, il peut fermer ce canal et consolider les activités hors chaîne sur le réseau Bitcoin. La valeur totale verrouillée actuelle du réseau Lightning :
La conception du réseau Lightning permet de faciliter plus de 40 millions de transactions par seconde, bien au-delà des capacités d’autres blockchains ou canaux de paiement traditionnels. De plus, les frais sont extrêmement bas, avec des coûts fixes et des taux minimes, qui diminuent encore avec l’augmentation de l’utilisation.
De plus en plus d’utilisateurs et d’entreprises adoptent le réseau Lightning afin de réduire les coûts et d’améliorer l’utilité pratique du Bitcoin. Des intégrations au niveau gouvernemental ou entreprise stimulent aussi son développement : par exemple, le Salvador a adopté le Bitcoin comme monnaie légale et son portefeuille officiel ChivoWallet est compatible avec Lightning. Des entreprises telles que Twitter et CashApp ont également ajouté le support du réseau Lightning à leurs plateformes.
L’avenir du réseau Lightning suscite l’optimisme. De nombreux projets et investisseurs travaillent activement à construire ce réseau L2. Par exemple, Block, la startup Bitcoin dirigée par Jack Dorsey, a lancé un nouveau fonds d’investissement appelé « c= », spécialisé dans de nouveaux outils et services financiers sur Lightning. Des entreprises comme Spiral développent des kits de développement (LDK) pour améliorer l’expérience utilisateur et rendre Lightning plus accessible au grand public. En outre, l’équipe principale de Lightning Labs a introduit la mise à jour « Taro », exploitant la mise à jour Taproot de Bitcoin pour permettre l’émission et le transfert d’actifs synthétiques, de jetons et de NFT directement sur Bitcoin.
Enfin, des sociétés comme Zeebeedee et Strike négocient avec différents pays pour permettre des dépôts en monnaie fiduciaire, visant à attirer davantage d’utilisateurs vers Lightning et à proposer des services de virement international, élargissant ainsi ses cas d’utilisation.
(2) Stacks
Stacks se définit comme « la couche Bitcoin », une solution Layer 2 fonctionnant au-dessus de la blockchain Bitcoin. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une sidechain, il exploite la sécurité de Bitcoin grâce à l’introduction du jeton STX et d’un mécanisme de consensus appelé PoX, incitant les mineurs à valider les transactions. Stacks permet aux développeurs de créer divers DApps, notamment dans les domaines DeFi et NFT. La valeur totale verrouillée actuelle de Stacks :
Stacks introduit désormais sBTC, un actif indexé sur Bitcoin, permettant aux utilisateurs d’échanger avec une valeur équivalente à BTC sur la couche Stacks. Cela devrait stimuler davantage les cas d’utilisation DeFi et NFT sur Stacks et libérer du capital au sein de l’écosystème Bitcoin. De plus, Stacks prépare une mise à niveau majeure nommée Nakamoto, qui utilisera pleinement la sécurité de Bitcoin pour confirmer les transactions sur sa propre couche.
Récemment, l’intérêt pour Stacks a nettement augmenté en raison des discussions autour des Ordinals et Runes, ainsi que du rôle de Stacks dans l’élargissement des cas d’utilisation de Bitcoin. Son fondateur, Muneeb Ali, participe activement à des podcasts majeurs du secteur cryptographique. Les investisseurs semblent se préparer aux prochaines mises à niveau, observant attentivement sBTC et son potentiel impact sur Bitcoin.
(3) Rootstock
Rootstock (RSK) est une sidechain EVM-compatible dédiée aux contrats intelligents universels sur Bitcoin. Elle utilise une variante unique du consensus de Satoshi Nakamoto appelée DECOR+, permettant à RSK de pratiquer le mining fusionné avec Bitcoin. SmartBitcoin (RBTC), la monnaie native de RSK, est indexée 1:1 sur Bitcoin et sert à payer les frais de transaction. La valeur totale verrouillée actuelle de Rootstock :
RSK est connectée au Bitcoin L1 via Powpeg, un pont permettant le transfert de BTC entre les deux chaînes. Initialement géré par un consortium supervisant un portefeuille multisignature, Powpeg a vu son degré de décentralisation augmenter. Toutefois, il implique encore un certain niveau de confiance, car les demandes de retrait nécessitent la signature d’au moins 51 % des membres du consortium. À ce jour, neuf membres soutiennent Powpeg.
Un avantage clé de RSK est la compatibilité de sa machine virtuelle (RVM) avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), ce qui signifie que les contrats intelligents RSK peuvent être écrits en Solidity. Sovryn est un projet phare sur RSK : une plateforme non dépositaire permettant l’emprunt, le prêt et le trading à effet de levier avec Bitcoin. Récemment, RSK a annoncé la suppression de la limite d’offre de RBTC, alignant ainsi son offre maximale sur celle du BTC, soit 21 millions d’unités. Cette décision revêt une importance majeure pour la DeFi sur Bitcoin, car l’offre limitée de RBTC freinait auparavant les activités sur RSK. Supprimer cette limite pourrait attirer davantage de développeurs et stimuler la création de nouveaux DApps.
Tout nouveau DApp lancé sur RSK mérite une attention particulière, car RSK constitue une base solide pour réaliser l’objectif d’activer la DeFi sur Bitcoin.
(4) Liquid Network
Liquid Network est une sidechain L2 permettant de régler et d’émettre des actifs numériques — comme des stablecoins, jetons de sécurité et autres instruments financiers — au-dessus de la blockchain Bitcoin. Contrairement à d’autres solutions L2, Liquid Network est relativement centralisée, assurant sa sécurité via un mécanisme de consensus fédéré géré par 60 membres, chargés de valider les blocs et d’ajouter des transactions à la sidechain.
À l’instar de RSK, Liquid Network possède un jeton nommé « L-BTC », indexé 1:1 sur BTC. Au moment de la rédaction, l’offre en circulation de L-BTC est d’environ 3 534 unités. Ce jeton est principalement utilisé pour des transactions plus rapides et avec un débit supérieur à celui de la chaîne principale Bitcoin. Les utilisateurs de Liquid Network peuvent également utiliser leur L-BTC dans d’autres applications compatibles, telles que le prêt ou l’achat de jetons de type titres.
III. Nouveaux projets Layer 2 sur Bitcoin
(1) BEVM
Fondé en 2023, BEVM est un Bitcoin L2 décentralisé compatible EVM. S’appuyant sur des technologies issues de la mise à jour Taproot, notamment l’algorithme de signature Schnorr, BEVM permet aux BTC de passer de manière décentralisée de la chaîne principale Bitcoin vers la couche 2. Grâce à sa compatibilité EVM, toutes les DApps fonctionnant dans l’écosystème Ethereum peuvent s’exécuter sur ce Bitcoin Layer 2 en utilisant BTC comme gaz.
Le 29 novembre 2023, BEVM a publié son livre blanc. À ce jour, BEVM a lancé son réseau pilote ChainX. Selon les données annuelles de 2023, le volume total des transactions s’élève à 2,77 millions, avec 55 000 adresses actives ; la TVL atteint 119,56 BTC (environ 5,09 millions de dollars) ; le volume total du pont bidirectionnel avec les L2 Ethereum s’élève à 11,53 millions de dollars. Récemment, le premier protocole d’inscriptions Bevscriptions a été lancé sur le réseau pilote BEVM, traitant 3 millions de transactions en 6 heures, soit un débit d’environ 150 tps.
En décembre 2023, BEVM a lancé sa première campagne « Odyssée », désormais terminée. Le fondateur de BEVM, Gavin (@gguoss), a indiqué que la deuxième phase démarrera le 15 janvier, accueillant 10 à 20 projets de l’écosystème. Cette nouvelle phase portera non pas le nom « Odyssée », mais celui de « Helsinki », en référence au lieu du premier bloc BTC miné par Satoshi Nakamoto.
Actuellement, l’écosystème BEVM comprend plus de 20 projets, notamment le DEX multi-chaînes OmniSwap et le protocole de signature décentralisé BoolNetwork.
(2) B² Network
B² Network, fondé en 2022, est un réseau Bitcoin L2 basé sur ZK-Rollup et compatible EVM, permettant aux développeurs de l’écosystème Ethereum de déployer leurs DApps sans friction. Le projet a participé en novembre 2023 à la présentation des projets de l’écosystème Bitcoin organisée par ABCDE, et a finalement obtenu un investissement. Selon ABCDE, les membres clés de l’équipe technique proviennent de communautés Web3 open source majeures telles qu’Ethereum, Bitcoin, Cosmos et Sui, et ont bénéficié de plusieurs subventions. Spécialisés dans les infrastructures Web3 — Layer 1, Layer 2, ponts inter-chaînes, abstraction de comptes —, ils possèdent une solide expertise en ingénierie logicielle.
Le 18 décembre 2023, B² Network a annoncé le lancement de son testnet Alpha MYTICA destiné à ses partenaires, et a ouvert un appel aux développeurs de l’écosystème. Les partenaires et développeurs peuvent désormais déployer leurs DApps sur le testnet. Le protocole inter-chaînes Meson, membre de l’écosystème, a déjà déployé USDC sur le testnet Alpha de B² Network. Meson, misant sur la rapidité, la stabilité, la sécurité et les frais bas, permet le transfert libre de principaux actifs numériques (ETH, BNB, USDC, USDT, etc.) entre B² Network et plus de 30 blockchains principales.
(3) Dovi
Dovi, fondé en 2023, est un Bitcoin Layer 2 compatible avec les contrats intelligents EVM. En novembre 2023, Dovi a publié officiellement son livre blanc, présentant une architecture intégrant les signatures Schnorr et la structure MAST, visant à améliorer la confidentialité des transactions, optimiser la taille des données et le processus de validation. Dovi propose également un cadre souple permettant d’émettre divers types d’actifs au-delà du Bitcoin et de transférer des actifs entre chaînes.
KuCoinLabs a annoncé en décembre 2023 un investissement stratégique dans Dovi, et son jeton natif DOVI a été listé sur KuCoin le 12 décembre de la même année. La distribution de DOVI a suivi un modèle de lancement équitable : en seulement 4 heures, les 15 millions de jetons disponibles ont été entièrement réclamés. Au 15 janvier, la capitalisation entièrement diluée de DOVI était d’environ 9,4 millions de dollars. Actuellement, les utilisateurs peuvent staker DOVI sur le site officiel pour obtenir des récompenses.
Selon le site officiel de Dovi, les prochaines étapes incluent le lancement d’un testnet, la construction d’une communauté de développeurs et un soutien accru à l’écosystème, ainsi que le déploiement de Dovi V1. Ces initiatives devraient stimuler davantage l’écosystème et attirer plus de développeurs et utilisateurs.
(4) Map Protocol
Map Protocol est un projet particulièrement prometteur, notamment dans le domaine de l’interopérabilité inter-chaînes. En tirant parti de la sécurité de Bitcoin, Map Protocol offre aux actifs et utilisateurs d’autres blockchains un moyen fluide d’interagir avec le réseau Bitcoin, renforçant ainsi la sécurité et l’interopérabilité globales de l’écosystème blockchain.
Son récent investissement stratégique par DWFLabs et WaterdripCapital apporte un soutien puissant au développement du projet, reflétant la reconnaissance et les attentes du marché.
Les opérations de brûlage des jetons MAP et MAPO contribuent non seulement à réduire l’offre en circulation et à renforcer la rareté, mais aussi à valoriser ces actifs. Avec une capitalisation entièrement diluée d’environ 260 millions de dollars, cela témoigne de la reconnaissance de la valeur potentielle de Map Protocol, qui devrait continuer de croître avec l’adoption et le développement du projet.
En résumé, les innovations de Map Protocol en matière d’interopérabilité inter-chaînes, combinées à son soutien financier, posent des bases solides pour son avenir.
(5) Merlin Chain
Merlin Chain est un réseau Bitcoin L2 basé sur ZK-Rollup, compatible EVM, développé par l’équipe derrière les célèbres projets BRC-420 Blue Box et Bitmap. Selon le site officiel et certains rapports, Merlin est une solution Layer 2 intégrant un réseau ZK-Rollup, un oracle décentralisé et un module anti-fraude sur chaîne pour BTC.
Comme on peut le voir sur le site de Merlin Chain, sa fonction Bridge permet de transférer des actifs depuis Bitcoin vers la couche 2, réduisant ainsi les frais. Il s’agit donc d’une solution typique centrée sur la résolution de besoins concrets.
Cette combinaison de ZK-Rollup, oracle et module anti-fraude pourrait stimuler davantage d’innovations dans l’écosystème Bitcoin, offrant des expériences de transaction plus efficaces et sécurisées, attirant ainsi plus d’utilisateurs et de développeurs.
(6) Bison
Fondé en 2023, Bison est un zk-rollup natif Bitcoin visant à accroître la vitesse des transactions et à permettre des fonctionnalités avancées directement sur Bitcoin. Les développeurs peuvent utiliser zk-rollup pour créer des solutions DeFi innovantes, comme des plateformes d’échange, des services de prêt ou des market makers automatisés.
Bison a également participé à la présentation des projets de l’écosystème Bitcoin d’ABCDE. Selon les informations fournies, la solution Bison utilise des preuves de connaissance nulle (zero-knowledge proofs) et les Ordinals pour des transactions rapides et sécurisées. Toutes les données sont ancrées sur Bitcoin, renforçant ainsi la sécurité. Bison peut traiter jusqu’à 2 200 transactions par seconde, avec des frais réduits à 1/36 de ceux du réseau Bitcoin principal.
L’équipe de Bison inclut des contributeurs directs au code de Starknet, ce qui témoigne d’une expertise approfondie en technologie blockchain. Capables de concevoir des solutions performantes et sécurisées, ils devraient continuer d’apporter innovation et commodité aux utilisateurs et développeurs de l’écosystème Bitcoin.
IV. La prochaine étape de l’écosystème Bitcoin : le marché des contrats intelligents
Pendant des années, Bitcoin a fait face à divers problèmes : manque d’outils pour développeurs, infrastructure lente et encombrante, et innovations limitées par rapport à des plateformes de contrats intelligents comme Ethereum, BNB Chain ou Solana. Pourtant, la situation semble changer. Les développeurs peuvent enfin exprimer leurs talents au sein de l’écosystème Bitcoin, poussant des mises à jour jour et nuit, propulsant Bitcoin à une vitesse sans précédent. Et tout cela est motivé par une demande naturelle. C’est là l’essentiel : lorsqu’un écosystème répond à une demande réelle et organique, celle-ci pousse inévitablement l’innovation et le développement de produits, créant un cercle vertueux et entraînant une amélioration rapide.
(1) BitVM
Robin Linus, responsable du projet ZeroSync, a publié le 9 octobre un article sur BitVM. En résumé, BitVM est une machine virtuelle pour le réseau Bitcoin, qui, grâce à une exécution hors chaîne et une vérification sur chaîne, permet d’atteindre une complétude de Turing sans modifier les règles de consensus de Bitcoin.
BitVM diffère fortement des contrats intelligents Ethereum. Ces derniers prennent en charge les transactions multi-parties, alors que BitVM est conçu uniquement pour des échanges entre deux parties. La majorité du traitement des transactions BitVM se fait hors chaîne, minimisant ainsi l’impact sur la blockchain Bitcoin sous-jacente. Contrairement à BitVM, l’EVM est un moteur sur chaîne : toutes les opérations s’exécutent dans l’environnement natif d’Ethereum. BitVM est un moteur optionnel ajouté à la blockchain Bitcoin, dont le fonctionnement ne dépend pas de lui. En revanche, l’EVM est une composante essentielle d’Ethereum : sans EVM, pas d’Ethereum.
Les fonctionnalités de BitVM reposent sur la mise à jour Taproot de Bitcoin. Il s’appuie principalement sur la matrice d’adresses taproot (taptree), similaire à un circuit binaire d’instructions. Dans ce cadre, chaque condition de dépense UTXO dans un script est considérée comme une unité élémentaire. Un code spécifique dans l’adresse taproot génère un 0 ou un 1, formant ainsi un taptree. Le résultat global du taptree produit un effet comparable à un programme binaire exécutable. La complexité du programme dépend du nombre d’adresses taproot combinées : plus elles sont nombreuses, plus les instructions prédéfinies dans le script sont riches, et plus le programme exécutable par le taptree est complexe.
La plupart des traitements BitVM ont lieu hors chaîne. Les transactions hors chaîne sont regroupées en lots puis publiées sur la blockchain Bitcoin sous-jacente, selon un modèle de validation similaire aux rollups optimistes (Optimistic Rollups). BitVM utilise un modèle combinant preuve de fraude et protocole de défi-réponse pour gérer et valider les transactions entre deux parties (le prouveur et le vérificateur). Le prouveur lance une tâche de calcul, l’envoie via un canal établi avec le vérificateur, qui confirme ensuite sa validité. Une fois validée, la transaction est ajoutée au lot final avant publication sur la blockchain Bitcoin.
(2) RGB
RGB, maintenu et mis à jour par l’association LNP/BP, est un système de contrats intelligents compatible avec Bitcoin et le réseau Lightning. Le protocole RGB propose une solution plus évolutive, plus privée et orientée vers l’avenir, reposant sur les concepts de validation côté client (client-side validation) et de sceaux à usage unique (single-use-seals), initialement proposés par Peter Todd en 2017.
L’idée centrale de RGB est d’utiliser la blockchain Bitcoin uniquement lorsque nécessaire, c’est-à-dire pour garantir la protection contre les doubles dépenses et la résistance à la censure via la preuve de travail et la décentralisation du réseau. Toute la validation des transferts de jetons est retirée de la couche de consensus global et effectuée hors chaîne, uniquement par le client du destinataire.
Comment cela fonctionne-t-il exactement ? Dans RGB, les jetons sont liés à un UTXO Bitcoin (existant ou temporairement créé). Pour transférer des jetons, vous devez dépenser ce UTXO. Lors de cette dépense, la transaction Bitcoin doit contenir un engagement vers un message contenant les informations de paiement RGB : entrées, destination (quel UTXO), identifiant de l’actif, quantité, transaction de dépense et autres données annexes.
Ces informations de paiement précises sont transmises hors chaîne via un canal de communication dédié, du client de l’émetteur à celui du destinataire, qui les valide conformément aux règles du protocole RGB. Ainsi, aucun observateur extérieur de la blockchain ne peut obtenir d’informations sur les activités des utilisateurs RGB.
Toutefois, la simple validation du message reçu ne suffit pas à garantir que l’émetteur possède réellement les actifs. Pour assurer la finalité de la transaction, le destinataire doit recevoir de l’émetteur l’historique complet des transactions relatives à ces jetons, depuis la dernière jusqu’à l’émission initiale. En vérifiant tout cet historique, il peut s’assurer que les actifs n’ont pas été inflationnés et que toutes les conditions de dépense ont été respectées.
Conclusion
Les solutions Bitcoin Layer 2 constituent une composante essentielle du développement moderne du Web3. Si Bitcoin souhaite conserver son statut de réseau blockchain majeur, il doit disposer d’un moyen rapide et économique de traiter les transactions. Heureusement, de nombreux développeurs relèvent ce défi d’évolutivité, offrant ainsi aux utilisateurs souhaitant réduire les frais et étendre les fonctionnalités de Bitcoin un large choix de solutions Layer 2.
Cregis est une plateforme de solutions pour l’ère Web3, spécialisée depuis 2017 dans les outils et solutions de gestion d’actifs cryptographiques pour les entreprises. Nous accompagnons aujourd’hui plus de 3 200 clients, notamment des exchanges, projets, fonds crypto et e-commerçants Web3. Le volume quotidien moyen des transactions sur chaîne géré par Cregis dépasse 30 millions de dollars. Nous proposons actuellement des services de portefeuille MPC, des API de transaction, et allons généraliser en 2024 notre service VCC ainsi que notre solution d’infrastructure Web3 Bridge, aidant davantage d’équipes Web3 à gérer et échanger divers actifs cryptographiques.
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