Comprendre les layers 0, 1, 2 et 3 : les principales différences expliquées

Le paysage du Web3 a évolué à mesure que les blockchains se sont heurtées à des limites les empêchant de répondre aux exigences du monde réel. La pile technologique se compose désormais de plusieurs « layers » : des protocoles construits les uns sur les autres, conçus pour pallier ces limitations. Les layers 2 renforcent généralement la scalabilité des layers 1, comme Ethereum, tandis que les layers 3 et 0 offrent une plus grande personnalisation et facilitent la communication entre les chaînes.

Cet article explore les éléments clés de chaque layer afin d’aider les investisseurs en crypto-monnaies à comprendre leur fonctionnement.

Layer 1

Les couches 1 (ou Layers 1 - L1) sont constituées de protocoles essentiels qui servent de couche de base dans l’écosystème de la blockchain et exécutent des opérations fondamentales. Elles utilisent des mécanismes de consensus pour valider et enregistrer les transactions et assurer la sécurité d’un protocole en le protégeant contre les attaques à 51 %, qui permettraient à un tiers malveillant de prendre le contrôle d’un réseau et d’inverser les transactions. Les mécanismes les plus répandus sont le "Proof of Work" (PoW), qui met en concurrence des participants appelés « mineurs » pour traiter des transactions en résolvant des problèmes mathématiques complexes, et le "Proof of Stake" (PoS), dans laquelle des validateurs « stakent » ou bloquent des crypto-monnaies pour avoir le droit de traiter des transactions.

Découvrez les différences entre la PoW et la PoS.

Les L1 sont confrontées à des limites, un défi que le fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, a baptisé le « trilemme de la blockchain », en référence aux principales caractéristiques de la technologie : décentralisation, sécurité et scalabilité. Il est pratiquement impossible d’intégrer ces trois éléments, obligeant les développeurs à faire des compromis, ce qui signifie généralement donner la priorité à la décentralisation et à la sécurité au détriment de la scalabilité. Par conséquent, les L1 peuvent être encombrées en période de forte demande, entraînant une augmentation des frais de transaction. Par exemple, lorsque les applications financières décentralisées ont commencé à gagner du terrain durant l’été 2020, les frais de transaction (gas) d’Ethereum ont dépassé les 50 dollars par transaction.

L’infrastructure à la base des deux plus grandes crypto-monnaies en matière de capitalisation boursière, le Bitcoin (2 000 milliards de dollars au 20 janvier 2025) et l’Ethereum (403 milliards de dollars), était déjà une L1 avant que le terme n’entre dans le lexique des crypto-monnaies. D’autres exemples bien connus sont Solana (121 milliards de dollars) et Cardano (36 milliards de dollars).

Layer 2

Les couches 2 (ou Layers 2 - L2) sont l’une des premières solutions proposées pour résoudre le trilemme de la blockchain. Elles sont construites au-dessus des L1, et bénéficient donc de la sécurité fournie par le protocole sous-jacent, qui continue à déterminer la finalité des transactions. Ethereum héberge la majorité des L2 à ce jour.

Les L2 les plus courantes sont des rollups qui améliorent la scalabilité et réduisent les frais en traitant les transactions à la place d’une couche de base off-chain (hors chaîne). Elles regroupent ensuite les transactions par lots et les soumettent à la L1. Les rollups se présentent sous deux formes :

• Les optimistic rollups partent du principe que les transactions sont valides, sauf avis contraire d’un validateur L2

• Les ZK-rollups vérifient les transactions à l’aide d’une technique cryptographique appelée preuve à divulgation nulle de connaissance, qui protège les données sensibles. 

Les plus grandes L2 en matière de capitalisation boursière sont Mantle (3,2 milliards de dollars au 20 janvier 2025) qui utilise des optimistic rollups, et Polygon (3,8 milliards de dollars) qui utilise la version ZK. D’autres L2 ont attiré l’attention, notamment Arbitrum (3,1 milliards de dollars) et Optimism (2,3 milliards de dollars). 

En savoir plus sur les L2.

Bloomberg a récemment annoncé que la Deutsche Bank, l’une des plus grandes banques d'investissement au monde, développait une L2 pour accélérer les transactions et réduire les risques réglementaires, tels que les opérations avec des entités sanctionnées, en améliorant la transparence. Faisant partie du projet Guardian de l’Autorité monétaire de Singapour, un groupe d’institutions financières explorant des solutions blockchain, la L2 sera construite sur Ethereum et utilisera des ZK-rollups. 

Layer 3

Les couches 3 (ou Layers 3 - L3) sont des couches application construites sur les L2 qui permettent aux développeurs de créer des applications décentralisées sur des blockchains dédiées. Elles sont hautement personnalisables, ce qui leur permet de renforcer la scalabilité ou d’offrir aux utilisateurs un degré de confidentialité plus élevé tout en tirant parti de la sécurité fournie par la couche de base. Étant donné qu’Ethereum héberge la majorité des L2, il en va de même pour les L3.

Les L3 peuvent également servir de bridge ou de protocole de communication, permettant aux fonctionnalités des applications d’être partagées par plusieurs blockchains. Connue sous le nom d’interopérabilité, cette caractéristique est un élément clé de l’adoption de la blockchain, car elle permet de briser les silos entre la pléthore de L1.

Degen Chain, lancée au printemps 2024, est la plus grande L3 en matière de capitalisation boursière (110 millions de dollars au 20 janvier 2025). Construite sur Base, elle fournit une infrastructure flexible pour répondre aux besoins des utilisateurs de Warpcast, un réseau social décentralisé. Parmi les applications décentralisées (dApps) fonctionnant sur le protocole, on peut citer la place de cotation décentralisée Degenswap et la plateforme de lancement de tokens non fongibles NFTdegen. Le token natif de Degen Chain se nomme DEGEN, un « meme coin » inspiré des « degeneratives » (dégénérés), un terme utilisé par la communauté crypto pour décrire les traders spéculatifs.

Layer 0

Les couches 0 (ou Layers 0 - L0) fournissent l’infrastructure nécessaire aux développeurs pour construire et déployer des blockchains L1 personnalisables qui hébergent des applications individuelles ou des cas d’utilisation spécifiques. Elles se composent de trois éléments : une mainchain (ou blockchain principale) pour faciliter le transfert de données, des sidechains (ou chaînes latérales) pour soutenir l’application ou le cas d’utilisation, et un protocole permettant aux L1 de communiquer. Chaque sidechain utilise son propre mécanisme de consensus et peut tirer parti de la sécurité offerte par la L0.

En plus de faciliter l’interopérabilité, les L0 peuvent contribuer à résoudre le trilemme de la blockchain, puisque les L1 peuvent être conçues pour améliorer la scalabilité.

Polkadot est la plus grande L0 en matière de capitalisation boursière (10 milliards de dollars au 20 janvier 2025). Elle héberge 215 sidechains, appelées parachains, Bittensor étant la plus importante (capitalisation boursière : 3,5 milliards de dollars). Bittensor met en relation les fournisseurs disposant d’une puissance de calcul excédentaire et les développeurs d’applications d’intelligence artificielle qui ont besoin d’entraîner et d’exécuter leurs modèles.

Parmi les autres L0 notables en matière de capitalisation boursière, citons Avalanche (15 milliards de dollars au 20 janvier 2025), qui désigne son réseau principal comme le primary network et ses sidechains comme des subnets, et Cosmos (2,4 milliards de dollars) qui se compose d’un hub et de zones.

Conclusion

La technologie blockchain se compose de quatre couches, les trois premières s’appuyant les unes sur les autres. 

Les L1, comme Bitcoin et Ethereum, constituent la couche fondamentale. Elles traitent les transactions et sécurisent le réseau à l’aide d’un mécanisme de consensus tel que la PoW ou la PoS. Les L1 capturent actuellement la majeure partie de la valeur dans l’écosystème Web3, mais sont confrontées à des limitations dues au « trilemme de la blockchain ».

Les L2 contournent ces limites, généralement en traitant les transactions à la place d’une L1, puis en les envoyant par lots à la couche de base.

Les L3 permettent aux développeurs de construire des blockchains personnalisables pour héberger des dApps individuelles. Elles facilitent également l’interopérabilité entre les chaînes.

Enfin, les L0 fournissent l’infrastructure nécessaire au développement de L1 personnalisables, qui répondent au trilemme de la blockchain et améliorent l’interopérabilité.