En partant du réseau Thunderbolt, reconsidérer la logique de conception du réseau Lightning de Bitcoin
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En partant du réseau Thunderbolt, reconsidérer la logique de conception du réseau Lightning de Bitcoin
Il semble que l'unification de tous les protocoles de l'écosystème Bitcoin et l'intégration de divers actifs ainsi que de la mise en œuvre de BitMM ne soient plus de simples discours, mais Thunderbolt ressemble pour l'instant davantage à « un article mathématique très élaboré », et il reste sans doute encore un long chemin avant d'être réellement utilisable par les développeurs.
Dédié à des analyses Web3 approfondies
1. Pourquoi ne peut-on pas acheter un café avec du Bitcoin ?
Lorsqu'on évoque le Bitcoin, la plupart des gens pensent d'abord à ses attributs de « décentralisation » et d’« immuabilité ». Mais lorsque vous essayez réellement d'en utiliser pour acheter un café, vous êtes rapidement confronté à une situation embarrassante : le temps de confirmation de la transaction est plus long que celui nécessaire pour préparer le café, et parfois les frais de transaction dépassent même le prix du café. Les actifs sur Bitcoin restent encore aujourd'hui « figés » — principalement conservés via HODL, sans possibilité d'emprunt, de composition ou d'interopérabilité.
La structure du script Bitcoin est extrêmement conservatrice, limitant la plupart des scénarios d'interaction hors chaîne. Il n'a jamais été conçu pour traiter des dizaines de milliers de paiements par seconde. Pourtant, la demande réelle existe : les utilisateurs souhaitent pouvoir utiliser leur Bitcoin, ne serait-ce que pour acheter un skin dans un jeu ou faire un don lors d'une diffusion en direct, sans avoir à attendre dix minutes.
2. Le réseau Lightning : un couteau à double tranchant
Source de l'image : Cointelegraph
La blockchain Bitcoin ressemble à une autoroute, tandis que le réseau Lightning agit comme une voie rapide payante construite à côté. Son idée fondamentale découle d’un compromis sur l’efficacité des transactions en chaîne : puisque les transactions sur chaîne rencontrent des goulots d’étranglement en termes de vitesse, plutôt que d’enregistrer chaque transaction sur la blockchain, on crée des « canaux de paiement » privés entre utilisateurs pour effectuer un grand nombre d’opérations hors chaîne, synchronisant uniquement l’état final des fonds à la fermeture du canal. Ce modèle s’apparente à la méthode de règlement entre amis qui prennent régulièrement leurs repas ensemble — personne ne fait de virement bancaire après chaque repas, mais plutôt règle l’addition cumulée après dix repas. Le réseau Lightning est essentiellement un réseau de transactions composé de dizaines de milliers de tels canaux.
Cependant, ce système apparemment élégant révèle plusieurs difficultés dans sa mise en œuvre pratique. Premièrement, l’ouverture d’un canal comporte un seuil élevé : les utilisateurs doivent bloquer des fonds à l’avance pour créer un canal, ce qui signifie qu’il faut établir une connexion spécialisée à l’avance pour pouvoir transiger avec une autre partie. Deuxièmement, il y a le problème complexe du routage : lorsque l’utilisateur A et B n’ont pas de canal direct, même si un chemin indirect A-C-B existe, la transaction échouera si les fonds intermédiaires sont insuffisants ou si les nœuds du chemin sont indisponibles. Plus grave encore, des risques de sécurité persistent : le système exige que les utilisateurs restent connectés en permanence afin de détecter toute tentative de fraude par une contrepartie qui soumettrait une ancienne version de la transaction lors de la fermeture du canal, ce qui impose aux utilisateurs ordinaires des exigences techniques irréalistes.
Bien que le réseau Lightning soit opérationnel depuis plusieurs années, ces défauts structurels ont empêché son adoption généralisée. Les données publiques montrent que le volume total de fonds verrouillés dans le réseau Lightning stagne autour de 100 millions de dollars, un montant négligeable comparé à la capitalisation de mille milliards du Bitcoin. Cette réalité pousse le secteur à s’interroger : pouvons-nous concevoir un protocole de paiement hors chaîne plus abouti pour surmonter cette impasse ?
Selon Chain Catcher (15 avril), HSBC a annoncé officiellement qu'**Bitcoin Thunderbolt** représente la mise à niveau technologique la plus emblématique du Bitcoin depuis dix ans. Globalement, Thunderbolt ressemble davantage à une « version 2.0 du réseau Lightning », mais il ne s’agit pas seulement d’une mise à jour ; c’est plutôt une refonte complète du paradigme d’interaction hors chaîne du Bitcoin.
3. Qu'est-ce que le protocole Thunderbolt ?
Source de l'image : Nubit | Bitcoin Thunderbolt
Bitcoin Thunderbolt est une mise à niveau par fourchette molle (soft fork) basée sur la couche fondamentale du Bitcoin. Contrairement aux solutions hybrides reposant sur des réseaux de couche 2 ou des ponts跨链, Thunderbolt modifie directement le protocole de la chaîne principale, améliorant ainsi fondamentalement l'évolutivité, les performances transactionnelles et les capacités programmables du Bitcoin.
Au niveau des performances, Nubit utilise la technologie UTXO Bundling pour optimiser significativement le mode traditionnel de traitement des transactions Bitcoin. En raison de son utilisation du modèle UTXO individuel, le réseau Bitcoin traditionnel subit des limitations évidentes en vitesse et débit. UTXO Bundling permet d'agréger plusieurs UTXO pour traiter ensemble, compressant ainsi les données transactionnelles et augmentant la vitesse des transactions d'environ 10 fois, sans compromettre la sécurité.
En matière de programmabilité, Bitcoin Thunderbolt réintroduit et étend l'opcode OP_CAT (initialement présent dans les premières versions de Bitcoin, puis retiré). OP_CAT permet de concaténer des données, offrant aux développeurs la possibilité de construire des logiques de script plus complexes, rendant ainsi possible la mise en œuvre directe de contrats intelligents sur la chaîne principale Bitcoin. L'avantage immédiat de cette mise à jour est clair : sans recourir à des sidechains, Rollups ou ponts跨链, les développeurs peuvent désormais déployer des applications décentralisées (dApps) directement sur le réseau natif Bitcoin.
Au niveau de l'intégration des protocoles d'actifs, Nubit promeut et implémente une norme unifiée appelée Goldinals. Goldinals fournit un cadre d'émission d'actifs basé sur des preuves à connaissance nulle (zero-knowledge proofs) et des engagements d'état. En termes simples, il s'agit d'un standard de jeton « natif au Bitcoin », ne dépendant d'aucune institution de confiance externe ni de ponts跨链 complexes, permettant de vérifier chaque jeton directement sur la chaîne. BitMM, un marché automatisé de liquidités fonctionnant sur Bitcoin, intègre les actifs fragmentés provenant des protocoles BRC-20, Runes et Ordinals. Nubit réalise également une percée importante en matière d'échange décentralisé. Son système BitMM (Bitcoin Message Market) permet aux utilisateurs d'effectuer des ordonnancements de transactions et des vérifications d'informations sans nécessiter de confiance, directement sur la chaîne Bitcoin.
À la différence des approches classiques d'évolutivité (telles que l'utilisation de sidechains, Plasma, Rollup ou de ponts pour des jetons bridgés), Nubit adopte une stratégie d'« évolutivité native sur la chaîne principale ». BitVisa propose un système décentralisé d'identité et de certifications. Que ce soit la compression des transactions, le support des contrats intelligents, l'intégration des standards d'actifs ou le matching d'échanges sur chaîne, tout fonctionne directement sur la blockchain Bitcoin, utilisant du BTC natif, et non des jetons obtenus par pont跨链.
3.1 Analyse des mécanismes clés
Le contenu de cette section s'appuie sur l'article « Stateless and Verifiable Execution Layer for Meta-Protocols on Bitcoin » (voir lien de référence 1). Selon ma compréhension, Bitcoin Thunderbolt (Réseau du Tonnerre) et Bitcoin Lightning (Réseau Éclair) sont tous deux des solutions proposées pour résoudre le problème de la lenteur de confirmation des transactions sur la chaîne principale Bitcoin. Leur objectif principal est commun : améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Leur différence réside dans :
- Le réseau Lightning adopte une conception centrée sur les « canaux de paiement » — il ne prend en charge que les transferts, excluant les contrats intelligents ou toute logique complexe. En outre, son installation et sa maintenance sont exigeantes, freinant sa large adoption.
- Thunderbolt, développé par Nubit, vise à fournir un protocole hors chaîne programmable, supportant des opérations Turing-complètes, permettant de construire des actifs d'état complexes, des protocoles de liquidité et des applications financières avancées.
Signature multi-partite flexible et ajustable
Imaginez diviser la « signature » d’un Bitcoin en deux parties : une moitié tenue par Alice, l’autre par un comité. À chaque transfert vers un nouvel utilisateur, Alice et le comité ajoutent chacun « un petit secret » à leur moitié de signature — seul le nouveau destinataire connaît ce secret. Le destinataire peut alors « recomposer » les deux moitiés à l’aide de ce secret pour obtenir la signature complète, sans qu’Alice ou le comité aient besoin d’être en ligne simultanément.
Livre comptable du comité asynchrone et tolérant aux pannes
Un « groupe de service » composé de plusieurs nœuds (par exemple, 4n+1) est chargé de la tenue des livres, confirmant mutuellement qui est le propriétaire actuel. Même si quelques nœuds tombent en panne, tant que la majorité reste en ligne, le registre continue de fonctionner normalement. Ces nœuds ont uniquement pour rôle d’« aider à signer » et de « tenir les comptes » ; ils ne peuvent pas manipuler arbitrairement les fonds, assurant ainsi sécurité et décentralisation.
Finalisation par échange atomique
Lorsqu’il s’agit de dépenser réellement ces fonds sur la chaîne, trois étapes d’« échange atomique » sont nécessaires : 1. Alice + le comité dépensent la sortie initialement verrouillée, transférant temporairement les fonds au comité ; 2. Le comité verrouille un montant équivalent dans un coffre-fort accessible uniquement par « Zenni et le comité » ensemble ; 3. Enfin, Zenni récupère les fonds du coffre à l’aide de deux signatures. Ainsi, ni Zenni ni le comité ne peuvent tricher, garantissant une transition fluide entre la restructuration hors chaîne et le rachat sur chaîne.
3.2 Conception du protocole Thunderbolt et innovations clés
- Délégation de signature non interactive et récursive
Une structure de signature Schnorr seuil ajustable (Tweakable) a été conçue. Contrairement aux canaux de paiement classiques nécessitant plusieurs allers-retours de messages, Thunderbolt permet de finaliser chaque transfert par « un seul envoi de signature accompagnée d’un petit secret », réduisant considérablement la nécessité d’être en ligne. - Changement de « serrure » à chaque transfert
Lors de chaque saut, Alice et le comité mettent à jour la signature avec un nouveau petit secret, rendant complètement obsolète l’ancienne « serrure ». Ainsi, aucun participant antérieur ne peut utiliser une ancienne signature, empêchant toute réutilisation frauduleuse. - Une seule trace sur la chaîne
Une seule opération de « verrouillage » est effectuée sur la chaîne au départ, toutes les modifications suivantes se font hors chaîne, et seul le retrait final est enregistré sur la chaîne. Comparé au réseau Lightning qui doit constamment ouvrir et fermer des canaux, Thunderbolt requiert moins d’opérations sur chaîne, offrant ainsi une meilleure confidentialité. - Pas de perte d’argent en cas de déconnexion
Même si Alice ou Zenni sont hors ligne, tant que la majorité du comité est en ligne, le transfert ou le rachat peut être réalisé à tout moment, sans crainte de dépassement du délai de verrouillage ou de fermeture malveillante du canal par une contrepartie. - Sécurité véritable par « preuve machine »
Toutes les étapes critiques du protocole ont été formellement vérifiées à l’aide de Tamarin Prover, ce qui signifie que ces garanties de sécurité ne sont pas théoriques, mais rigoureusement validées par des outils automatisés.
4. En quoi Thunderbolt diffère-t-il des solutions existantes du réseau Lightning ?
Examinons maintenant comment Thunderbolt se distingue des solutions actuelles (comme le protocole BOLT, le SDK Breez ou Phoenix), et voyons précisément quelles améliorations il apporte.
Différences entre Thunderbolt et les solutions actuelles du réseau Lightning :
On observe que les principaux avantages de Thunderbolt résident dans la « sécurité » et la « complétude théorique ». Il fait partie des rares protocoles capables de :
- Garantir une conception de protocole prouvée sécurisée
- Empêcher tout utilisateur malveillant de tirer profit unilatéralement dans n’importe quelle situation
Mais ses inconvénients sont aussi évidents :
- Déploiement complexe : pour utiliser Thunderbolt, il faut actuellement exécuter toute la pile du protocole, ce qui le rend difficile d’accès pour les portefeuilles classiques.
- Compatibilité avec la chaîne principale : le langage de script de la chaîne Bitcoin est trop rudimentaire ; Thunderbolt doit contourner astucieusement ces limitations, augmentant la difficulté de mise en œuvre.
- Manque de soutien écosystémique : contrairement à BOLT, déjà largement pris en charge par de nombreux portefeuilles et nœuds, Thunderbolt en est encore au stade « précoce de recherche ».
5. Impact potentiel de Thunderbolt : un catalyseur pour BTCFi ?
Source de l'image : création personnelle
Alors, Thunderbolt est-il la solution optimale pour BTCFi ? Avançons une hypothèse audacieuse :
Thunderbolt est actuellement la solution théoriquement optimale pour BTCFi, mais en pratique, il reste au stade « Alpha ». Autrement dit, il ressemble au « livre blanc d'Ethereum 2.0 » du monde Bitcoin : plein de vision, mais pas encore arrivé au niveau d’implémentation « système d’ingénierie ». D’après l’observation actuelle, je pense que Thunderbolt pourrait suivre trois trajectoires possibles :
1. Intégration type Rollup : moteur DeFi côté Bitcoin
La chaîne principale Bitcoin manque d’évolutivité. Thunderbolt pourrait finalement devenir un module hors chaîne intégré à une couche 2 Bitcoin (comme BitVM, Nomic ou BOB). Cela reviendrait à « intégrer Thunderbolt comme couche d’exécution de contrats génériques dans un Rollup ».
Par exemple :
- BOB pourrait intégrer la couche de canaux Thunderbolt pour des transactions natives en BTC
- L’écosystème RGB pourrait adopter la logique de gestion d’état de Thunderbolt
- BitVM, qui supporte une logique plus complexe, pourrait intégrer Thunderbolt comme standard de contrat
- Services pour Babylon, Bitlayer, etc.
2. Création d’un écosystème indépendant, fonctionnant parallèlement à la chaîne principale
La voie la plus probable pour Thunderbolt est de suivre l’exemple du réseau Lightning, en développant son propre écosystème : réseau de nœuds, systèmes d’exploitation, agrégateurs, voire des opérateurs Thunderbolt-LSP. Par ailleurs, la mise à niveau par soft fork au niveau du protocole, menée conjointement par Nubit et des mineurs de l’ère Satoshi, introduit deux fonctionnalités majeures — UTXO Bundling et OP_CAT — pouvant directement supporter les actifs de type protocole BTC (BRC20, Runes, Ordinals), ouvrant ainsi d’immenses perspectives. On pourrait imaginer à l’avenir :
- Thunderbolt Wallet (similaire à Phoenix)
- Thunderbolt Node (nœud léger exécutant des canaux)
- Thunderbolt DEX (matching d’ordres hors chaîne)
- Thunderbolt AMM (pools de liquidité)
3. Remplacement par une solution plus simple
Bien sûr, si un système apparaît à l’avenir capable d’offrir des fonctionnalités similaires sans canaux d’état, sans langage formel, sans collaboration de protocole hors chaîne, alors Thunderbolt pourrait n’être qu’une solution transitoire, comme :
- Si BitVM parvient à créer un environnement d’exécution de contrats plus efficace
- Si la technologie跨链 ZK permet un déploiement totalement fiable des actifs BTC sur d’autres chaînes
- Si un protocole Bitcoin natif parvient à modéliser uniformément paiements, prêts et contrats
Enfin, du point de vue écosystémique, la plus grande importance de Thunderbolt n’est pas simplement de permettre des paiements, mais de doter pour la première fois les actifs Bitcoin de la « composable contractualité hors chaîne ». Cela peut sembler abstrait, mais l’explosion du DeFi sur Ethereum montre combien cette « composable contractualité » est cruciale. L’essor d’Ethereum a été rendu possible grâce à un écosystème complet incluant Solidity, Hardhat, Ethers.js et Metamask.
Le véritable atout de Thunderbolt réside dans l’introduction des deux fonctionnalités majeures UTXO Bundling et OP_CAT : OP_CAT apporte une programmabilité native au réseau Bitcoin, tandis qu’UTXO Bundling regroupe plusieurs petites transactions pour traiter ensemble, compressant ainsi les données et augmentant le débit, un peu comme un Rollup sur Ethereum. L’unification de tous les protocoles de l’écosystème Bitcoin, l’inclusion de divers actifs et la mise en œuvre de BitMM ne semblent plus être de simples rêves. Pourtant, Thunderbolt reste aujourd’hui comme « un puissant article mathématique » — encore loin d’être pleinement utilisable par les développeurs.
Lien de référence :
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