la scalabilité du bitcoin

Comprendre le problème de la “scalabilité” du bitcoin et les solutions apportées

14 octobre 2022

La “scalabilité” ( du mot scale up ) est un anglicisme qui signifie “évolutivité”. Quand on parle d’évolutivité, on renvoie à l’idée de mise à échelle. Ainsi, lorsqu’on évoque la “scalabilité” du Bitcoin, on parle plus précisément de sa capacité à être utilisé à plus grand échelle.

Or, très rapidement, on s’est rendu compte qu’à une plus grande échelle d’utilisation, le Bitcoin connait des limites. Ce sont ces limites que l’on considère lorsqu’on parle “du problème de la scalabilité”.

Cependant, et c’est surtout cela qu’il faut retenir : l’écosystème bitcoin travaille en continue pour tenter d’améliorer le réseau. Il existe d’ailleurs un processus de soumissions de propositions appelés les “Bitcoin Improvement Proposal (BIP)”qui permettent d’échanger sur les solutions proposés.

Nous allons voir dans cet article les problèmes de scalabilité ainsi que les solutions apportées par la communauté bitcoin.

Quelles sont les limites du Bitcoin?

La première limite concerne le temps de transactions. Le réseau Bitcoin traite un nombre limité de transactions. Les transactions sont vérifiés par les nodes du réseau décentralisé pour les enregistrer sur la blockchain. Ces transactions sont vérifiés au cours de ce qu’on appelle “le minage”. Les mineurs sont en compétition pour résoudre l’algorithme Bitcoin. C’est alors celui qui résout le problème le premier qui va recevoir la récompense pour son travail. Cette récompense se verse sous la forme de BTC. Ainsi, les transactions sont enregistrées tout en évitant les problèmes de “double-dépense“.

Cependant, les blocs sont générés toutes les 10 minutes environ. Le “block time” est donc relativement lent pour le mining d’un bloc. Ainsi, le réseau peut traiter jusqu’à 7 transactions par seconde ( TPS). Pour comparaison, Ripple peut en traiter 1500 et VISA peut en traiter plus de 24,000 par exemple. C’est donc ici la première limite.

la scalabilité du bitcoin

La seconde limite, c’est celle concernant la taille des blocs. Les blocs du Bitcoin pèse 1 Mo. Chaque transaction pèse au minimum 250 octets.

La troisième limite concerne les frais. Plus il y a de transactions à traiter sur la blockchain, plus l

En quoi l’évolutivité du Bitcoin est-elle problématique?

Si on veut une adoption de masse du bitcoin, soit une utilisation dans la vie quotidienne, la scalabilité est en effet problématique.

Il n’est pas possible de payer par exemple un café avec le réseau Bitcoin, en l’état actuel des choses. Cela prendrait trop de temps et cela reviendrait plus cher…

À côté, VISA traite plus de 150 millions de transactions par jour en moyenne. C’est impossible pour le réseau Bitcoin ou Ethereum (ETH) tel qu’il est (même après la mise à jour, The Merge).

Or, la sécurité et la vitesse sont des éléments cruciaux pour un réseau de paiement. La scalabilité du Bitcoin doit être “travaillé” alors pour pouvoir résoudre les problèmes.

Les propositions pour améliorer le Bitcoin

Comme nous l’avons vu dans l’introduction, la communauté dispose d’outils et de process pour que tout le monde puisse participer et proposer de nouvelles idées et solutions. Ce processus est connue sous la forme des “Bitcoin Improvement Proposal (BIP)” qui sont des propositions écrites soumises à la communauté dans son ensemble. Les mises à jour et les solutions pour résoudre les problèmes de scalabilités sont soumises sous la forme de BIP pour des débats et se concluent par des votes.

En 2017, l’écosystème Bitcoin à pris la décision d’activer like soft fork SegWit. En résumé, SegWit consiste à séparer ( segregating ) les données (witness) pour la vérification des transactions valides, depuis la liste des entrées ( input). Il faut savoir que SegWit à rendu possible la création des couches supérieures (layers 2) sur le réseau Bitcoin.

Cela à ouvert la voie à plusieurs options pour améliorer la scalabilité du bitcoin. Par exemple, cela a rendu possible l’utilisation des solutions de deuxièmes couches ( layers 2) qui s’avèrent très pertinentes pour le réseau.

🎓—->Lire l’article pour comprendre les fonctions des layers 2

Pour autant, ce n’est pas la seule option et voici un aperçu des solutions qui ont été proposé.

La bonne nouvelle, c’est que de nombreuses solutions ont été apporté. Il y a eu plusieurs écoles et courant concernant la résolution de la scalabilité du bitcoin. Certaines personnes voulaient augmenter la taille des blocs. Cette solution a été crée et c’est BitcoinCash (BCH) qui a été crée à cette occasion.

L’autre courant consistait à mettre en place des solutions pour réaliser des transactions off-chain. Cela consiste à pouvoir ajouter des protocoles supplémentaires sur des couches (layers) supérieures. Cela est très proche du système structurel d’Internet.

La proposition pour augmenter la taille du bloc

C’est une solution qui peut sembler évidente mais qui soulève des interrogations. La taille du Bitcoin étant fixée à 1 Mo, une des solutions BIP102 proposé par Jeff Garzik (co-fondateur de Bloq) a été de doubler la taille. La proposition a été rejetée par la majorité des membres de l’écosystème bitcoin car ça ne pouvait être qu’un pansement sur une plaie. Les conséquences pouvaient aggraver le bitcoin dans le futur avec cette proposition. Cela pouvait au final alourdir le réseau et demander des machines de minage plus importantes.

La proposition pour réduire le temps de minage.

Un développeur bitcoin connu (Sergio Lerner) a été le défenseur de cette proposition. Cela consiste à diminuer la fréquence de création des nouveaux blocs qui sont ajoutés à la blockchain. Au lieu d’une création toute les 10 minutes, Sergio Lerner à proposé de la réduire à 5 minutes. La “Bitcoin Improvement Proposal” (BIP) a également été rejeté car le temps des 10 minutes sont importantes pour maintenir un réseau décentralisé puissant. De même, cela ne permettrait pas de résoudre suffisamment le problème de la scalabilité. Avec des millions de personnes qui utiliserait Bitcoin, le problème serait le même que ce qu’on connait aujourd’hui.

Les 5 propositions les plus “abouties” pour résoudre le problème de la scalabilité du Bitcoin

➡️ La proposition du Segregated Witness ( SegWit)

La proposition BIP141 du Segregated Witness consiste à réaliser des transactions plus petites ( et non pas augmenter la taille des blocs). Cela réduit les informations ajoutées sur chaque transactions. Cela permet de doubler voir de quadrupler le nombre de transactions qui sont enregistrées dans un même bloc.

Cette proposition a été largement acceptée et elle a résulté d’un soft fork le 24 août 2017. C’est grâce au Segwit que la “malléabilité des transactions” a été résolue. Cela à permis alors la possibilité d’implanter le Lightning Network, qui est une solution de couche 2.

➡️ La création du Lightning Network

Parmi les solutions de layers 2, le Lightning Network est l’une des solutions les plus connues et les plus appréciés par la communauté bitcoin. Cela a été aussi le Bitcoin Improvement Proposal le plus débattue et enrichie au cours du temps. Il s’agit d’un protocole de paiement de seconde couche qui fonctionne par-dessus le réseau Bitcoin. Il repose sur un réseau de canaux de paiement bidirectionnels et c’est cela qui permet de réaliser des micro-transactions avec des frais réduits ( de l’ordre de 1 satoshi).

➡️ La création de Blocs dynamiques

Plutôt que de proposer une augmentation fixe de la taille des blocs, une proposition a été faite de pouvoir varier la taille des blocs. La variation serait alors conditionnée par le changement de la difficulté de minage.

➡️ La proposition des “Inversible Bloom Lookup Table (IBLT)” et les “weak blocks”

Cette proposition veut optimiser le temps nécessaire dont les informations sont propagées entre les noeuds.

➡️ La création de sidechains (chaînes latérales)

La proposition des sidechains est certainement celle qui à été la plus populaire et la plus utilisée présentement (et notamment sur d’autres blockchains). Les sidechains comme le nom l’indique sont des chaines crées en parallèle d’un réseau. Elles ont des règles spécifiques mais sont liés à la blockchain principale. Cela permet alors de réduire la charge sur le réseau tout en effectuant des opérations sur la sidechain.

D’un point de vue technique, ce n’est pas Bitcoin en soi qui est améliore mais cela l’améliore indirectement.

—> Lire notre article sur les Layers 2.

Qui sont les personnes qui travaillent pour améliorer le réseau Bitcoin?

Vous pouvez vous demander maintenant qui sont les personnes derrière ces propositions? Nous vous recommandons dans un premier temps de lire notre article pour connaitre les différents acteurs de l’écosystème Bitcoin.

La communauté Bitcoin est grande et s’agrandie continuellement. Cela reste fondamentalement un logiciel open source. Ainsi, toutes les personnes qui le souhaitent peuvent oeuvrer et participer à son (bon) fonctionnement notamment à travers les BIP.

Beaucoup de personnes le font de manière altruiste, simplement, pour le bien commun. Certains le font bénévolement (c’était surtout vrai au début). Il y a également des sociétés qui travaillent pour améliorer constamment Bitcoin comme Blockstream ou Acinq par exemple.

Ainsi, il y a des milliers de personnes qui pensent ensemble aux problèmes du bitcoin. Les proposions sont alors mis en commun pour des débats collectifs. Les décisions peuvent parfois être lente, mais les implémentations sont réelles. Des mises à jour sont constamment apportées au réseau afin de le rendre toujours plus robuste et toujours plus scalable.

Mot final sur la résolution du problème de la scalabilité du Bitcoin

Le problème de la scalabilité du Bitcoin n’est donc pas une affaire close mais qui est toujours en perpétuelle discussion. Il y a eut dans l’histoire du bitcoin, beaucoup de débats, de propositions pour permettre une plus grande scalabilté du bitcoin.

De même, il y avait même un événement dédié à l’amélioration du Bitcoin qui n’a plus lieu depuis 2019. Il s’agissait de “ScalingBitcoin.org” et la dernière édition s’est tenue à Tel-Aviv en 2019. Il n’empêche que sur les forums dédiés comme Github, tout le monde peut encore soumettre une “Bitcoin Improvement Proposal” pour débattre et échanger sur l’amélioration du Bitcoin. Toute la communauté Bitcoin oeuvrant pour que le logiciel continue de fonctionner de façon toujours plus optimale.

En tous les cas, ce qu’il faut retenir de la scalabilité du bitcoin, c’est que cela pousse le réseau à l’amélioration continue. Cela rend le réseau toujours plus puissant et toujours plus efficace. C’est aussi la promesse du Bitcoin, comme ultime moyen de paiement par tous et pur tous qui est en jeu. L’adoption de masse n’est qu’une question de temps si l’on en juge les progrès énorme qui ont été réalisé.

Nous espérons que cela vous à aider à y voir plus clair. N’hésitez pas à lire notre guide du bitcoin pour débutant, et de parcourir les différentes sections de ce blog pour en apprendre plus.

👨‍🎓 Lire d’autres articles dans la rubrique éducation :

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La Rédaction ZoneBitcoin

Passionnés par le Bitcoin, nos rédacteurs tentent de démocratiser leurs connaissances à travers des articles variés et touchant différents sujets.

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