Qu’est-ce qu’un goulot d’étranglement ?

Un goulot d'étranglement fait référence à un point où la capacité devient restreinte, créant une congestion et ralentissant les performances globales. La blockchain étant un aspect crucial d’une économie numérique émergente, les goulots d’étranglement sont devenus une préoccupation pressante. Mais qu’est-ce qui cause ces problèmes dans les réseaux cryptographiques, et peuvent-ils être surmontés ?

Un goulot d’étranglement se produit lorsqu’un élément d’un système est incapable de suivre la capacité de l’autre. Cet élément surchargé devient un point encombré qui détruit les performances de l'ensemble du système. Pour les blockchains, les limitations liées à des facteurs tels que le traitement des transactions, la bande passante du réseau et le stockage peuvent créer des goulots d'étranglement délicats.

Quelles sont les causes de ces goulots d’étranglement dans les blockchains ?

Les blockchains sont confrontées à des défis consistant à équilibrer sécurité, évolutivité et décentralisation. Ce « trilemme de la blockchain » ouvre la voie à l’émergence de goulots d’étranglement. Plusieurs facteurs communs contribuent aux goulots d’étranglement de la blockchain :

Vitesse des transactions – La vitesse à laquelle les transactions peuvent être validées et ajoutées à la blockchain est limitée par des facteurs tels que la taille des blocs et les mécanismes de consensus. Lorsque la demande de transaction dépasse la capacité de traitement, des retards sont créés.

Stockage des données – Les blockchains conservent des enregistrements de toutes les transactions historiques. À mesure que les données augmentent au fil du temps, le stockage doit s'étendre, créant ainsi des goulots d'étranglement potentiels.

Bande passante – La communication et la propagation des transactions entre les nœuds nécessitent une capacité réseau suffisante. Une bande passante inadéquate provoque une congestion.

Puissance de calcul – La validation des transactions et l’exécution de contrats intelligents nécessitent une puissance de traitement. Des ressources insuffisantes entraînent des retards.

À mesure que les utilisateurs rivalisent pour que leurs transactions soient ajoutées à la blockchain, la probabilité de congestion augmente.

Quel est l’impact des goulots d’étranglement cryptographiques sur les utilisateurs ?

S’ils ne sont pas résolus, les goulots d’étranglement de la blockchain peuvent sérieusement dégrader l’expérience utilisateur :

Retards – La confirmation lente des transactions rend les activités telles que le trading fastidieuses.

Augmentation des frais – La congestion fait augmenter les frais de transaction à mesure que les utilisateurs enchérissent plus pour prioriser leurs transactions, ce qui entraîne une réduction du prix de certaines.

Transactions échouées – Les réseaux surchargés peuvent commencer à rejeter des transactions, à faire échouer des paiements ou des transactions.

Capacités plafonnées - Les goulots d'étranglement limitent les capacités des contrats intelligents et des applications sur la blockchain.

Pour que la cryptographie reste attrayante par rapport aux alternatives conventionnelles, il est essentiel de fournir des expériences en chaîne toujours fluides malgré les goulots d’étranglement.

Les grands projets de cryptographie sont aux prises avec des goulots d’étranglement

Les deux plus grands réseaux de crypto-monnaie, Bitcoin et Ethereum, sont tous deux confrontés à des problèmes d’évolutivité persistants entraînant des goulots d’étranglement périodiques.

Le consensus de preuve de travail de Bitcoin et la taille de bloc de 1 Mo limitent le traitement des transactions. Le réseau ne gère actuellement qu'environ 5 transactions par seconde, les utilisateurs payant parfois 20 $ ou plus pour envoyer des transactions pendant les périodes de pointe.

Ethereum a récemment fait des progrès majeurs dans sa transition vers un consensus de preuve de participation et la mise en œuvre du sharding sur sa chaîne Beacon. Cependant, des limitations persistent sur le réseau principal Ethereum, les frais de gaz augmentant encore périodiquement.

Résoudre le trilemme de la blockchain implique des compromis difficiles. Les réseaux plus petits comme Solana sacrifient une certaine décentralisation et sécurité pour une évolutivité bien plus grande, traitant plus de 50 000 transactions par seconde. Trouver un équilibre optimal reste une quête permanente à travers les blockchains.

Les innovations peuvent-elles éliminer les goulots d’étranglement de la blockchain ?

Heureusement, des équipes de développeurs talentueux dans le domaine de la cryptographie progressent dans la réduction des goulots d'étranglement du réseau grâce à leur ingéniosité technique. Certaines innovations prometteuses comprennent :

Solutions de couche 2 : elles déchargent les transactions hors chaîne pour un traitement plus rapide avant de réinstaller par lots les données de transaction sur la chaîne principale. L’écosystème de cumul croissant d’Ethereum en est un excellent exemple.

Sharding – Cela divise le réseau en sous-chaînes parallèles ou « fragments » qui peuvent traiter les transactions simultanément pour augmenter le débit.

Nouveaux modèles de consensus - Les alternatives à l'extraction lente de preuve de travail offrent des améliorations radicales de la vitesse.

Mécanismes économiques – Les frais d’utilisation qui s’adaptent à la demande peuvent décourager les transactions inutiles aux heures de pointe afin de réduire la congestion.

Réduction des données - L'optimisation des charges utiles des données réseau réduit la charge des besoins en stockage et en bande passante. Les preuves sans connaissance en sont un exemple.

Interopérabilité : les chaînes de communication et de transactions via les protocoles répartissent l'activité sur plusieurs réseaux, atténuant ainsi les goulots d'étranglement individuels.

Les compromis entre sécurité, évolutivité et décentralisation subsistent-ils ?

Bien que les solutions de mise à l’échelle puissent optimiser les compromis du trilemme de la blockchain, certains problèmes liés à l’équilibre entre la vitesse, la sécurité et la décentralisation persistent.

Par exemple, les cumuls centralisés de couche 2 peuvent traiter des milliers de transactions par seconde en s'appuyant sur un seul opérateur, mais la décentralisation est compromise.

Le partage augmente le débit en divisant les réseaux en morceaux plus petits, mais introduit également des vulnérabilités potentielles qui n'existent pas sur une seule chaîne.

Et des protocoles de consensus radicalement rapides comme celui de Solana sacrifient la décentralisation brute au profit d’une vitesse fulgurante. Il n'y a pas de déjeuners gratuits.

Le bon côté des choses, c'est que les blockchains avec différents points d'équilibre peuvent interopérer, permettant aux utilisateurs et aux développeurs de choisir des environnements optimisés pour leurs besoins spécifiques. L’écosystème cryptographique propose des solutions pour divers utilisateurs.

Les goulots d’étranglement continueront-ils à menacer l’avenir de la cryptographie ?

Alors que l’adoption de la blockchain en est encore à ses balbutiements, le développement des réseaux doit continuer à dépasser la croissance de l’utilisation pour éviter les goulots d’étranglement. Traiter des millions de transactions quotidiennes sur une seule chaîne reste intimidant.

Mais le rythme remarquable de l’innovation en matière de cryptographie donne des raisons d’être optimiste. Après tout, Bitcoin n’a traité que des dizaines de milliers de transactions quotidiennes en 2015, contre des centaines de millions aujourd’hui. De nouveaux goulots d’étranglement apparaîtront sans aucun doute, mais les développeurs de cryptographie ont montré leur capacité à itérer rapidement des solutions.

À mesure que les blockchains passent d’actifs spéculatifs à une infrastructure intégrale du monde réel, la réduction de la congestion et des retards deviendra encore plus urgente. Une plus grande échelle entraîne de plus grands goulots d’étranglement, mais également de plus grandes incitations à les surmonter. Les goulots d'étranglement de l'industrie de la cryptographie peuvent parfois être frustrants, mais ils stimuleront également l'évolution des capacités de la technologie blockchain.